Etablering av småskala vannkraft
Abstract
Denne bacheloroppgaven har som hensikt å vurdere etableringen av et småskala vannkraftverk i Tverråa, en elv i Tylldalen. Problemstillingen går ut på hvordan etablering og drift av småskala vannkraftverk påvirker miljømessige og bærekraftige faktorer. I tillegg til å undersøke hvilken innvirkning dette har på økonomiske og energirelaterte aspekter. Vurderingen av energiproduksjonen for vannkraftverket har resultert i to alternativer, ett med dam og ett uten.
Den første delen omhandler de ulike tekniske komponentene som gjelder for begge alternativene. En vannvei av PE-rør med rørdiameter 160 mm, og en peltonturbin med en asynkron generator er valgt for Tverråa. Dette er for å utnytte kraften fra vannet i elva på en måte som gir mest mulig energiproduksjon, med minst mulig tap. Elva har en vannmengde på 0.03 m^3/s, og det er beregnet til å gi en energiproduksjon på 100 kW. Dette gir en årsproduksjon som kan dekke forbruket til gården Høyberget gjennom store deler av året, og overskuddet kan selges videre på kraftnettet. Årsproduksjonen for de to alternativene, er henholdsvis 340 000 kWh og 307 000 kWh. Der det er Alternativ 1, med dam, som kommer best ut av den tekniske analysen.
Den andre delen omhandler en grov økonomisk analyse, for å finne ut om etableringen av kraftverket er økonomisk levedyktig. Fra økonomiske beregninger konkluderes det at Alternativ 1, med dam, er mest lønnsomt. Dette er på grunnlag av at alternativet med dam gir høyere produksjon både årlig og sesongmessig, som gir større inntekter. Dammen regulerer vannstrømmen, sikrer en jevnere produksjon og øker effektiviteten. Videre hadde denne løsningen en bedre teknisk utforming enn Alternativ 2. Dette gjelder både med tanke på at en dam vil kreve mindre vedlikehold enn en terskel, men også at den gir en høyere brukstid på kraftverket.
Samlet sett peker beregningene mot at potensialet for lønnsomhet eksisterer, men med betydelige forbehold. I henhold til NVEs veileder for småkraftverk, anbefales det å doble investeringsgrensen hvis kraften produseres for eget bruk. De økonomiske beregningene viser da at etableringen kan være lønnsomt over en 30-års periode. Imidlertid befinner prosjektet seg på grensen til lønnsomhet, og flere faktorer tilsier at det ikke nødvendigvis vil være økonomisk fordelaktig. Usikkerheter i kostnadsanslag og inntektsprognoser spiller en vesentlig rolle i denne vurderingen. For videre arbeid, vil en mer detaljert analyse kunne gi en klarere indikasjon på prosjektets langsiktige økonomiske levedyktighet. This bachelor's thesis evaluates the establishment of a small-scale hydropower plant in Tverråa, a river in Tylldalen. The main question is how the establishment and operation of a small-scale hydropower plant impact environmental and sustainable factors, as well as their effects on economic and energy-related aspects. The assessment of the hydropower plant's energy production has resulted in two alternatives: one with a dam and one without.
The first part discusses the various technical components to both alternatives. A PE-pipe with a diameter of 160 mm and a Pelton turbine with an asynchronous generator were chosen for Tverråa. This setup aims to maximize the energy production from the river with minimal losses. The river has a flow rate of 0.03 m^3/s, and it is estimated to produce 100 kW of energy. This annual production can cover the consumption of the farm Høyberget for most of the year, with the surplus being sold to the power grid. The annual production for the two alternatives is 340 000 kWh and 307 000 kWh. It is Alternative 1, which includes a dam, that is performing best in the technical analysis.
The second part involves a simple economic analysis to determine whether the establishment of the power plant is economically viable. Economic calculations conclude that Alternative 1 is the most profitable. This is because the dam alternative provides higher annual and seasonal production, leading to greater revenues. The dam regulates water flow, ensures more consistent production, and increases efficiency. Furthermore, this solution had a better technical design than Alternative 2. In addition, it is requiring less maintenance and offering higher operating time for the power plant.
Overall, the calculations suggest that there is potential for profitability, but with significant reservations. According to the Norwegian Water Resources and Energy Directorate's (NVE) guidelines for small hydropower plants, it is recommended to double the investment limit if the power is produced for own use. The economic calculations then show that the establishment can be profitable over a 30-year period. However, the project is on the borderline of profitability, and several factors indicate that it may not necessarily be economically advantageous. Uncertainties in cost estimates and income forecasts play a crucial role in this assessment. For further work, a more detailed analysis could provide a clearer indication of the project's long-term economic viability.