Reinventing Hydroelectric Monitoring

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Warum etahydro?

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Schwebstofffracht im Triebwasser gefährdet die Stromerzeugung aus Wasserkraft

Schwebstoffe im Triebwasser von Wasserkraftwerken stellten schon immer eine Herausforderung für die Betriebsmannschaft dar. Harte Gesteinspartikel, die in Schwebe im Triebwasser transportiert werden, können beträchtlichen hydro-abrasiven Verschleiss an Turbinen und Pumpen verursachen. In der Folge kommt es zu Wirkungsgradreduktionen.

Dies zieht erhöhte Unterhaltskosten und Ertragseinbussen mit sich. Davon betroffen sind insbesondere Mittel- und Hochdruckanlagen mit vergletscherten Einzugsgebieten bzw. hartem Gestein, mit Speicherbecken mit kleinem Stauvolumen und geringem Absetzvermögen sowie mit Gebirgsbächen, die direkt in das Triebwassersystem eingeleitet werden..

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Schwebstofffracht im Triebwasser gefährdet die Stromerzeugung aus Wasserkraft

Schwebstoffe im Triebwasser von Wasserkraftwerken stellten schon immer eine Herausforderung für die Betriebsmannschaft dar. Harte Gesteinspartikel, die in Schwebe im Triebwasser transportiert werden, können beträchtlichen hydro-abrasiven Verschleiss an Turbinen und Pumpen verursachen. In der Folge kommt es zu Wirkungsgradreduktionen.

Dies zieht erhöhte Unterhaltskosten und Ertragseinbussen mit sich. Davon betroffen sind insbesondere Mittel- und Hochdruckanlagen mit vergletscherten Einzugsgebieten bzw. hartem Gestein, mit Speicherbecken mit kleinem Stauvolumen und geringem Absetzvermögen sowie mit Gebirgsbächen, die direkt in das Triebwassersystem eingeleitet werden..

Die Situation verschärft sich!

Zunahme der nicht vergletscherten, proglazialen Fläche um den Griesgletscher im Kanton Wallis und die jährliche Volumenveränderung zwischen 1986 und 2014. 

Quelle: Projekt «Periglazialzonen und Wasserkraft», Schweizerischer Nationalfonds
zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (SNF)

Das Abschmelzen der Gletscher sowie die Zunahme von extremen Wetterereignissen wird die Schwebststofffracht im Triebwasser der Kraftwerke erhöhen. Studien belegen, dass bereits heute die Schweizer Stauseen durch Verlandung 23 Prozent des Fassungsvermögens verloren haben (Present and Future Losses of Storage in Large Reservoirs Due to Sedimentation: A Country-Wise Global Assessment). Bis 2050 könnte der Verlust fast ein Drittel betragen. Damit geht nicht nur ein Teil der Stromerzeugung verloren, auch der hydro-abrasive Verschleiss wird stark zunehmen. Zukünftig werden immer mehr Wasserkraftwerke davon betroffen sein.

Gemeinsam packen wir die Herausforderung an!

Die Kontrolle der Schwebstoffe im Triebwasser und die Überwachung des Wirkungsgrades der Turbinen und Pumpen sind dabei von entscheidender Bedeutung für Anlagen mit einem hohen Schwebstoffanteil im Triebwasser. Schwebstoffe, die die Turbinen und Systeme gefährden können, müssen sorgfältig überwacht werden, um teure Reparaturen und Ausfallzeiten zu vermeiden. Die Aufrechterhaltung eines effizienten Betriebs erfordern eine präzise Überwachung des Wirkungsgrads der Turbinen und Pumpen, um Energieverluste zu minimieren.

Ausleitung Schwebstofffracht

Das kontinuierliche Schwebstoffmonitoring überwacht die Schwebstofffracht in der Wasserfassung und alarmiert beim Überschreiten kritischer Werte. Dadurch kann bei übermässiger Schwebstofffracht Wasser ausgeleitet und der hydro-abrasive Verschleiss von Turbinen minimiert werden.

Optimierung Betrieb

Das kontinuierliche Wirkungsgradmonitoring stellt Daten zur Verfügung, die es dem Dispatcher erlauben, Abweichungen vom optimalen Betrieb zu erkennen. Dies erlaubt es, die aus dem verfügbaren Wasser erzeugte elektrische Energie zu maximieren.

Optimierung Instandhaltung

Das kontinuierliche Wirkungsgradmonitoring erfasst Wirkungsgradminderung durch Schäden infolge hydro-abrasivem Verschleiss oder infolge Kavitation im laufenden Betrieb und erlaubt es den Revisionszeitpunkt zu antizipieren. Dadurch kann der Revisionsentscheid wirtschaftlich optimiert werden.

Durchgehende Prozessunterstützung

Nahtlose Integration: Die Einführung von etahydro in Ihrem Wasserkraftwerk

Die Einführung einer neuen Software stellt eine transformative Aufgabe dar, die eine sorgfältige Planung und eine durchgängige Prozessunterstützung erfordert. Mit Axpo und etaeval haben Sie zwei Partner an Ihrer Seite, die Ihnen nicht nur innovative Technologie bieten, sondern auch einen reibungslosen Einführungsprozess von etahydro sicherstellen. Wir unterstützen Sie bei jedem Schritt, um die Leistung Ihres Wasserkraftwerks zu optimieren.

Bestandsaufnahme

Gemeinsam ermitteln wir Ihre spezifischen Anforderungen und Ziele, um sicherzustellen, dass die Softwarelösung etahydro optimal auf Ihr Wasserkraftwerk zugeschnitten ist.

Instrumentierung & Leittechnik

Das Team von Axpo und etaeval unterstützt Sie bei der Ausschreibung, Beschaffung und Installation der benötigten Messgeräte und der Integration in die Leittechnik. Die weitere Voraussetzung für die Nutzung von etahydro ist die Installation eines OPC-Servers inkl. Cloud-Anbindung der Leittechnik. Gerne zeigen wir Ihnen auf, wie wir das Thema Cybersecurity umsetzen.

Installation & Konfiguration

Nachdem die Voraussetzungen bei den Messgeräten und der Leittechnik geschaffen sind, erfolgt die Installation und Konfiguration von Hydro Insights. Gemeinsam mit dem Team von Axpo und etaeval kann nun die Instrumentierung getestet und die Einstellungen / Formeln von den Experten von etaeval bereitgestellt werden.

Inbetriebnahme

Je nach gewähltem Produktpaket wird Hydro Insights im Kraftwerk zusammen mit den Modulen Wirkungsgradmonitoring und / oder Schwebstoffmonitoring in Betrieb genommen. Die Mitarbeitenden im Kraftwerk werden im Vorfeld entsprechend geschult, so dass sie mit der Anwendung von Betriebsbeginn an vertraut sind.

Betrieb & Support

Sowohl Hydro Insights als auch die beiden Module Wirkungsgrad- und Schwebstoffmonitoring werden von Axpo und etaeval betrieben. Axpo und etaeval unterstützen die Mitarbeitenden im Kraftwerk in der Handhabung und Anwendung von etahydro.

Review & Anpassung

Das Team von Axpo und etaeval unterstützt die Betriebsmannschaft im Kraftwerk über die Inbetriebsetzungsphase hinaus. Zu diesem Zweck finden jährliche Überprüfungen mit den Experten von etaeval statt und bei Bedarf werden die Einstellwerte und Formeln angepasst.

Wirtschaftlichkeit

Ist die Wirtschaftlichkeit gegeben? 
«Es kommt darauf an»

Die ALK (Albula-Landwasser Kraftwerke) ist der erste Pilotkunde für etahydro. Insbesondere die Zentrale Filisur mit einer installierten Leistung von 65 MW und einer Ø-Jahresproduktion von rund 290 GWh ist stark von einer hohen Schwebstofffracht im Triebwasser betroffen. Entsprechend gross ist der Handlungsbedarf und andererseits das Potenzial für die Lösung etahydro.

Der Pilot bei ALK wurde genutzt, um einerseits etahydro im Praxiseinsatz zu testen und andererseits die Wirtschaftlichkeit der Lösung zu überprüfen. Das Ergebnis der Wirtschaftlichkeitsberechnung für die Zentrale Filisur ist positiv. Der einmalige Kapitaleinsatz ist bereits nach weniger als drei Jahren amortisiert. Ein wesentlicher Einflussfaktor für die Wirtschaftlichkeit ist die Höhe des Strompreises. Für Filisur wurde 50 Euro pro MWh angenommen. Mit steigenden Strompreisen verbessert sich die Wirtschaftlichkeit und etahydro wird auch für weniger exponierte Wasserkraftwerke finanziell attraktiv.

Axpo und etaeval kennen die Einflussfaktoren auf Basis der konkreten Umsetzung von etahydro bei ALK. So können wir mit interessierten Kraftwerksbetreibern ihre spezifischen Gegebenheiten prüfen und gemeinsam Aussagen zur Wirtschaftlichkeit machen.

ROI-Rechner

Um eine erste, schnelle Abschätzung zu erhalten, welche finanziellen Vorteile aus der Nutzung von etahydro für Ihr Unternehmen hervorgehen, füllen Sie einfach unser ROI-Rechnerformular aus und Sie erhalten in kurzer Zeit Ihr Ergebnis von uns. Es lohnt sich!

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