| dc.description.abstract | Formålet med oppgaven er å kartlegge og vurdere påliteligheten til vannbalansene for et småkraftverk. Dette inkluderer også volumstrømmen og effekten til en peltonturbinen ved hjelp av dyesåpningen.
For Nessane er det lagt opp sensorer som gjør det mulig å enten måle eller estimere minstevannføringen (Q_MVF), volumstrømmen til turbinen (Q_turbin) og over lysåpningen (Q_dam). Norges vassdrags- og energidirektorat har lagt opp en sensor tidligere i elven (Q_HydApi) som ikke får med Nessane sitt sideinntak. Dette gjør at den totale volumstrømmen (Q_total) som er en kombinasjon av minstevannføringen, volumstrømmen over dammen og til turbinen, ofte skal ligge over Q_HydApi. Ved sammenligning stemmer det her ikke godt nok der også summen av Q_HydApi er større enn summen av Q_total. Ved å isolere Q_turbin+Q_MVF sammen med Q_HydApi vises det godt samsvar mellom kurvene. Dette gjelder særlig for de høyeste volumstrømmene. Ettersom minstevannføringen har en relativt lav volumstrøm vil ikke en feil her medføre store differanser i den totale vannbalansen. Dette resulterer i konklusjonen med at det hovedsakelig er Q_dam som er hovedårsaken til differansen mellom Q_total og Q_HydApi. Trolig skyldes dette at sensoren ikke klarer å måle nøyaktige nok vannhøyder i magasinet.
Når det kommer til beregninger av volumstrømmen gjennom peltonturbinen basert på dyseåpningen, ble det benyttet tre ulike formler som videre sammenlignes. Disse var basert på Torricellis formel (Q_Torricelli), Bernoullis formel (Q_Bernoulli) og formelen for å beregne den mekaniske effekten ut fra peltonturbinen (Q_Effekt). Av disse formlene stemte Q_Effekt best. Dette skyldtes at denne formelen inkluderte tapene relatert til energikonvertering. Dette tapet var ikke målbart ved å benytte Q_Torricelli og Q_Bernoulli. Altså er det nødvendig å inkludere tapene for turbinen når man beregner volumstrømmen gjennom peltonturbinen basert på dyseåpningen. Videre er effekten fra turbinen størst ved store dyseåpninger, mens energien per vannmengde er større for mindre dyseåpninger. | |
| dc.description.abstract | The purpose of the thesis is to map and assess the reliability of the water balances for a small scale hydropower plant. This also includes the flow rate and power for a Pelton turbine using the nozzle opening.
For Nessane, sensors have been installed which enables the possibility to either measure or estimate the environmental flow rate (Q_MVF), the flow rate through the turbine (Q_turbin) and over the dam (Q_dam). The Norwegian Water Resources and Energy Directorate have placed a sensor upstream of the dam (Q_HydApi) that does not account for Nessane's lateral intake. This makes the total flow rate (Q_total), which is a combination of the environmental flow rate, the flow rate through the turbine and over the dam, often higher than Q_HydApi. By comparing them, the sum of Q_HydApi is greater than the sum of Q_total, indicating some displacement. By isolating Q_turbin+Q_MVF with Q_HydApi, a good correlation is observed, especially for the higher flow rates. An error in relation to the environmental flow rate does not lead to a significant differences in the total flow rate given its relatively low flow rate. This concludes that Q_dam is the main reason for the differences between Q_total and Q_HydApi. This is likely due to the sensors inability to measure water levels in the reservoir accurately enough.
Regarding the calculations for the flow rate through the Pelton turbine based on the nozzle opening, three different formulas were used and compared. These were based on Torricelli's formula (Q_Torricelli), Bernoulli's formula (Q_Bernoulli), and the formula for calculating the mechanical power from the Pelton turbine (Q_Effekt). Of these formulas, Q_Effekt yielded the best results. This was most likely because this formula included the losses related to energy conversion. This loss was not measurable using Q_Torricelli and Q_Bernoulli. Therefore, it is necessarry to include the losses for the turbine when calculating the volumetric flow rate through the Pelton turbine based on the nozzle opening. Furthermore, the efficiency from the turbine is higher with large nozzle openings, while the energy from the available quantity of water is higher with low nozzle openings. | |
