Ny PhD dykker ned i teknologi for pumpeturbiner

Stabilitet i strømnettet blir en større utfordring når mer kraft fra vind og sol kommer inn i energisystemet. Vannkraftverk med pumpeteknologi seiler derfor frem som en stadig mer populær løsning, ettersom de gjør vannkraften mer fleksibel og tilpasningsdyktig. 

Som første PhD-kandidat i RenewHydro skal Amul Ghimire dykke dypere inn i denne teknologien og fokusere på reversible pumpeturbiner.  Altså turbiner som både kan produsere kraft – og bokstavelig talt skifte retning og pumpe vannet tilbake i magasinene når strømmen er billig. Dermed blir vannet lagret i magasiner og kan produsere strøm når det er lite vind- og solkraft tilgjengelig. 

Vannkraft kan bidra til mer strøm fra sol og vind 

Vannkraft er i dag den eneste fornybare energikilden som kan bidra til å stabilisere, eller balansere, energisystemet på denne måten. Pumpeturbiner med variabelt turtall kan være en del av løsningen for å utnytte de andre kraftkildene effektivt. Imidlertid har reversible pumpeturbiner noen utfordringer—den viktigste er hvor den skal plasseres i kraftverket.  

Hvis den må dypere enn dagens turbiner kan det øke prosjektkostnadene betydelig, men hvis den ikke plasseres dypt nok kan det føre til alvorlige problemer med kavitasjon  turbinvibrasjoner. Kavitasjon oppstår når det er veldig lave trykk i turbinen. Vannet koker ved lave trykk og når dampboblene går tilbake til vann kalles dette kavitasjon. Det kan forkorte levetiden til utstyret og øke behovet for vedlikehold.  Å finne den optimale balansen er en utfordring som Ghimire tar sikte på å løse i sin doktorgradsforskning.  

En ny tilnærming til estimering av neddykk/senking 

Som en del av Forskningsprogram 1.1 i RenewHydro, vil Ghimires studie: 

• Designe en mer optimal reversibel pumpeturbin for et case-scenario. 
• Utvikle en ny metode for å beregne mer presist hvor langt ned en turbin må dykkes  
• Vurdere kostnadene ved utilstrekkelig dykking når det gjelder turbinytelse og vedlikehold. 
• Identifisere mulige driftsområder med redusert dykking, som kan senke kostnadene uten å gå på kompromiss med ytelsen. 

Ved å forbedre kriteriene for plasseringen av pumpeturbinen og utforske kostnadseffektive løsninger, kan denne forskningen bidra til å gjøre pumpekraftverk mer kostnadseffektive og tilgjengelige. 

Les mer om pumpekraft: Pumpekraft 

Slik kan vannkraft bidra til mer fornybar energi: Mer fornybar energi 

Kontaktpersoner:

Amul Ghimire, stipendiat NTNU

Ole Gunnar Dahlhaug, professor NTNU