Nedtappet vanntunnel i Roskrepp kraftverk. Foto: Livia Pitorac

Behov for mer energilagring 

Å kunne “pusse opp” dagens ordinære vannkraftverk til pumpekraftverk åpner for å frakte vann tilbake til magasinet i perioder med lite etterspørsel, hvor det lagres til perioder med lite nedbør eller stor etterspørsel. I stedet for å bygge nye og dyre pumpekraftverk kan produsenter spare store kostnader og natur på å bruke allerede bygde vanntunneler, da tunnelen ofte står for opptil halvparten av den totale utgiften til kraftverket. 

Siden pumping av vann opp igjen til magasiner kan føre til ekstra påkjenninger for det eksisterende tunnelsystemet, og det er derfor nødvendig å teste om de er i stand til å tåle denne omskiftningen, og hvilke tiltak som eventuelt må gjøres. 

Store trykkendringer kan skape problemer 

Ved en eventuell oppgradering fra ordinære vannkraftverk til pumpekraftverk vil de ulike delene bli utsatt for nye utfordringer når vannet ikke bare skal renne ned gjennom kraftstasjonene, men også pumpes opp igjen gjennom den samme kraftstasjonen. Tunnelsystemet utsettes for store endringer i trykk når vannet endrer hastighet og retning, noe som i verstefall kan føre til skader på tunnelen. Det er derfor viktig å vite om deler av tunnelen enten må byttes ut eller tilpasses til å kunne fungere i et pumpekraftverk. 

Skjema viser generell utformingen av et vannkraftverk. ① Sekundærinntak/ bekkeinntak, ② Øvre svingekammer, ③ Nedre svingekammer. 

Mulig med oppgradering 

I sitt prosjekt har HydroCen-forsker Livia Pitorac sett på muligheten for å kunne oppgradere Roskrepp kraftverk (Sira-Kvina) til et pumpekraftverk. I prosjektet ble allerede aktive pumpekraftverk i Norge studert for å identifisere hvilke problemer og løsninger disse har tilknyttet tunnelsystemet.  

Basert på målinger i felt og på lab ble konklusjonen at det er mulig å oppgradere Roskrepp til et pumpekraftverk, med kun mindre endringer på tunnelsystemet. Hovedpunktet er å utbedre svingekammeret slik at den oppfyller det kravene man har, også når vannstrømmen i tunnelen snur ved pumping. I tillegg ble det konkludert at bekkeinntak har en positiv påvirkning på reguleringen av trykket i tunnelen.  

Figuren viser eksisterende design og to ulike utforminger for det eksisterende nedre svingekammeret ved Roskrepp vannkraftverk. ① Original svingekammer, ② Gallerikammer, ③ Stigerørsløsning. 

Essensielt for kraftverket 

Svingekammeret er en essensiell del i vanntunnelen som er med på å jevne ut trykkforskjellene når vannet bremses eller stopper i tunnelen. Når man bremser farten på vannet, enten når kraftverket stopper eller man skal skifte fra turbinmodus til pumpemodus, vil trykket i tunnelen øke kraftig på kort tid. For å motvirke trykkdannelsen som kan skade tunnelen, har man svingekammeret som et rom hvor vannet kan stige opp i for å minske trykket i tunnelen, fram til det har jevnet seg ut igjen. En annen viktig egenskap til svingekammeret er å ha nok vann i seg til å motvirke undertrykk ved oppstart, noe som kan føre til luft i tunnelen. 

Betydelig reduksjon av kostnader 

Resultater fra prosjektet kan brukes som grunnlagskunnskap, og viser hvordan det finnes løsninger for å kunne oppgradere allerede eksisterende vannkraftverk til pumpekraftverk. Ved å utbedre kun de nødvendige delene av kraftverket (for eksempel svingekammeret) reduserer man betydelig kostnadene, sammenlignet med de av å skulle bygge et nytt pumpekraftverk fra bunnen av.