Bacheloroppgave: Energinøytralt drikkevann

Studentene med sine veiledere på Glitrevannverekt. Fra venstre Per Ringnes, Marianne Strandeng, Lene Sandven Thomas, Harald Bernhardsen og Ole Fjæstad.

 

Valg av oppgave

Problemstilling: Er det mulig å benytte den potensielle energien fra trykkreduksjon i vannledningsnettet til å produsere elektrisk kraft.
Oppgaven ble valgt fordi det var en god utfordring, med stor sannsynlighet for å kunne gjennomføres i relativt nær fremtid. Glitrevannverkets ønske om energinøytralitet er et positivt mål og et viktig tema for fremtiden.

Målet med prosjektet

Hypotesen var at muligheten for kombinert drikkevannsleveranse og kraftproduksjon i ett knutepunkt er gjennomførbart og at teknologien kan videreføres til flere av vannverkets anlegg.
Målet var å redegjøre for om hypotesen stemte. I oppgaven lå også å foreslå en driftssikker løsning som ivaretar trygg vannleveranse av høy kvalitet. Eventuelt begrunne hvorfor prosjektet ikke ville være gunstig, og hvilke endringer som kunne gjøres for likevel å muliggjøre prosjektet i fremtiden.
Det forventes ikke at det skal gi økt inntekt til bedriften, men ved bedre utnyttelse av eksisterende ressurser kunne bidra til å gjøre bedriften energinøytral over tid.
Energinøytral vil si at Glitrevannverket IKS produserer like mye eller mer kraft enn de bruker.
Oppgaven tar for seg et konkret punkt i Glitrevannverkets forsyningsnett, der det utføres en relativt stor trykkreduksjon fra ca 20 bar til 7,9 bar, før vannet går videre ut til drammenserne.

Resultat

Studentene har gjennom prosjektet knyttet kontakt med flere aktuelle samarbeidspartnere og i samarbeid med disse utviklet et forslag til mulig kraftproduksjon i det konkrete punktet.
Forslaget består av å benytte to sentrifugalpumper i reversert retning som kraftproduserende enhet. I praksis betyr dette at vannet styres inn i pumpens høytrykk side, og impelleren fungerer som skovlhjulet i en turbin, i stedet for å akselerere væskens hastighet som i en pumpe. (Se figur) De blå pilene viser hvilken retning vannet har i en pumpe, og rotasjonen fra akselen, de røde pilene viser retningen til vannet i turbinen, og rotasjon på akselen. Rotasjonen vannet påfører impelleren vil overføres til en generator, som produserer elektrisk kraft. På grunn av den store trykkreduksjonen må det i dette tilfellet benyttes en ringseksjons pumpe, som består av et pumpehus med flere impellere som ligger lagvis innover i pumpehuset.
Glitrevannverket har ikke mulighet til å benytte kraften som kan produseres her selv, derfor må anlegget kobles til det lokale strømnettet slik at kraften kan selges til Glitre energi nett og videre til forbrukerne. Det lokale kraftselskapet bekrefter at dette er fullt mulig å realisere.
Studentene har utført kostnadsoverslag til prosjektet og beregnet mulige inntekter fra kraftproduksjonen. Valget av pumpe som turbin i stedet for en ren turbin har redusert de antatte utgiftene til prosjektet betraktelig, men det anses fortsatt som et lite lønnsomt prosjekt hvis det kun fokuseres på økonomisk fortjeneste. Med miljø, ressursutnyttelse og bærekraftig produksjon som fokus er det likevel ansvarlig å anbefale løsningen.
For å redusere utgiftene til prosjektering og bygging bør bedriften søke støtte fra Enova. Prosjektet bør passe inn under Enovas støttetiltak til energieffektivisering i sektorer som industri, vann og avløp.

pumpe vs turbin illustrasjon

Konklusjon

Studentene konkluderer utredningene med å anbefale en teknologi for å utnytte den potensielle energien fra trykkreduksjon i vannledningsnettet i det konkrete punktet til å produsere elektrisk kraft. Teknologien bør kunne overføres til flere av Glitrevannverkets fordelingspunkt. Studentene anbefaler Glitrevannverket å ta i bruk teknologien og at dette også kan forsvares økonomisk om flere hensyn en ren økonomi legges til grunn og det søkes om støtte.

Hilsen fra studentene

Som student har dette vært et utrolig spennende og lærerikt prosjekt, og vi håper Glitrevannverket kan realisere prosjektet. Vi gleder oss til å se videre utvikling innenfor området, og håper idéen kan brukes.

Kort om studentene

Marianne Strandeng har i tillegg til standard fagene på maskiningeniør linja, valgfag innen blant annet: fornybar energi og teknologiledelse.
Lene Sandven Thomas har i tillegg til standard fagene på maskiningeniør linja, valgfag innen blant annet: vann og miljø og har jobbet deltid i Andebu kommune, teknisk etat i deler av studietiden.

Bacheloropppgave Energinøytralt drikkevann