Under de senaste åren har det pågått och pågår fortfarande omfattande renoveringar av vattenkraftstationer över hela Sverige. Många vattenkraftverk och dess ingående komponenter börjar bli gamla och slitna eftersom de flesta byggdes för mer än femtio år sedan. Ofta är turbinens roterande del en av de komponenter som måste bytas först.
Utbyggnaden av den svenska vattenkraften hade sin höjdpunkt för 50 år sedan och man kan förvänta sig att en modernisering märkbart skulle kunna öka produktionen av el. Idag består aktiviteten på vattenkraftsområdet också främst av underhålls- och moderniseringssåtgärder.
År 2002 och 2003 genomförde Uppsala universitet tillsammans med Luleå tekniska universitet ett projekt som syftade till att utreda hur effektiviseringspotentialen hos den svenska vattenkraften. Undersökningen visade att det finns en möjlighet att höja energiproduktionen och att den stora förbättringspotentialen främst ligger i generator- och turbinområdet.
Och det märks att många bolag rustar sina verk. Vattenfall har haft åtta till tio parallellt pågående projekt, och Fortum, som är den andra stora aktören på vattenkraft kanske tre till fyra, och nya tillkommer succesivt. Enbart Vattenfalls senaste investering för att modernisera och öka produktionen i vattenkraftverken är 13 miljarder kronor fram till 2023.
Bland annat har alla aggregat i Harsprånget, Sveriges enskilt största produktionsanläggning för vattenkraft med sina 1001 megawatt, fått nya löphjul i turbinen. Löphjulet har bytts ut mot ett av Francistyp anpassat för fallhöjden på 107 meter.
Även Eon planerar att planerar att investera 6 miljarder kronor i effektivisering av vattenkraften. Bland annat genom att byta turbinhjul eller hela turbiner kommer de att öka produktionen med cirka 180 gigawattimmar.
Turbinen höjer verkningsgraden
Potentialen för större energiproduktion genom renovering av utrustning är några procent per station. Enligt Sweco ligger en typisk ökning av energiproduktionen i en vattenkraftstation, genom de åtgärder som anses lönsamma, på cirka två till tre procent.
Nästan hela höjningen av verkningsgraden fås genom en effektivare turbin. På äldre verk byts ofta hela löphjulet, det vill säga turbinens roterande del.
I Fortums vattenkraftverk Järpströmmen, vid Indalsälven i Jämtland, ska två turbiner nu uppgraderas. Det är Alstom som har vunnit upphandlingen och inom ramen för avtalet ska Alstom utnyttja en testmodell i turbinlaboratoriet på företagets globala center för vattenkraftsteknik i den franska staden Grenoble.
Modelltestningen genomförs för att säkerställa de tekniska garantier som Alstom har lämnat gällande det nya löphjulet och de nya ledskenorna med ställbara blad som kommer att levereras till Järpströmmen.
– Det här är ett strategiskt viktigt uppdrag för Alstom som passar oss perfekt eftersom det innefattar både mekanisk och elektrisk utrustning i ett och samma kontrakt, säger Bertil Ekström, vd för Alstoms vattenkraftsverksamhet.
Fakta
Francisturbiner kan användas vid fallhöjder från 40 till 600 meter är mer vanlig vid stora fallhöjder, från 450 meter och uppåt. Vattnet strömmar horisontellt genom turbinen, som kan placeras under utloppets nivåyta. Därmed uppstår en sugverkan i sugröret, vilket ökar turbinens effekt. Francisturbinen är den turbin som har det absolut största användningsområdet och skulle passa för 60 procent av världens vattenkraft.
Kaplantubiner används vid fallhöjder upp till 70 meter och är vanliga i Sverige.
Utmärkande för Kaplanturbinen, är att propellerbladen kan vridas och därmed anpassas till olika vattenmängder. Vattnet strömmar axiellt genom turbinen.
Peltonturbinen är en impulsturbin utvinner energi ur det strömmande vattnet med hjälp av utnyttjandet av lägesenergi. Peltonturbinen fungerar bäst vid fallhöjder över 50 meter, men det finns exempel på lägre höjder. I Norge finns installationer på över 1000 meter fallhöjd. Peltonturbinen, som kan användas ända upp till fallhöjder på 1800 meter, var en stor framgång när den började användas och är en vanlig turbin idag.
