CEDREN forskerar vitjar Sveits sitt største pumpekraftverk

 Publisert 26.05.2011

Implementering av vindkraft aukar etterspurnaden av fleksibel energiproduksjon i sentral Europa. Sveistiske vannkraftprodusentar reviderar difor sine eksisterande anlegg, og tre nye pumpekraftverk er p.t. under bygging. Kraftverket Nant de Drance vil med sin 628 MW installasjon representera det største sveitiske pumpekraftverket når det står ferdig i 2016.

Kari Bråtveit (f.v.) og Eve Cathrin Walseth, begge doktorgradsstipendiatar i CEDREN, haustar erfaringar frå utbygginga av pumpekraftverket Nant de Drance, som har nedslagsfelt ved Mont Blanc massivet. Foto CEDREN
Kari Bråtveit (f.v.) og Eve Cathrin Walseth, begge doktorgradsstipendiatar i CEDREN, haustar erfaringar frå utbygginga av pumpekraftverket Nant de Drance, som har nedslagsfelt ved Mont Blanc massivet. Foto CEDREN

Den 1. april 2011 vitja CEDREN sine doktorgradsstipendiatar Eve Cathrin Walseth og Kari Bråtveit anlegget. I reisefølgjet var også professor Leif Lia (NTNU), masterstudent Gøran Hansen (NTNU), Håvard Hamnaberg (NVE) og Fredrik Arnesen (NVE).

 

Per i dag er 300 MW pumpekraft installert i Sveits i samband med energiproduksjon, medan 1200 MW er installert i vassforsyningsanlegg. Dette er svært lite, då den daglege effektvariasjonen i sveitsisk energiproduksjon er i storleik 5000 MW. I tillegg introduserar tysk vindkraft effektvariasjonen på 15 000 MW, og store utbyggingsplanar for vindkraftproduksjon i sentral Europa vil auke behovet for balansekraft.

I fjellbygda La Chârtelard på grensa mellom Sveits/Martigny og Frankrike/Chamonix, er pumpekraftverket Nant de Drance under bygging (sjå kart i figur 2 og 3). Kraftverket vil utnytte fallet mellom to eksisterande magasin, Vieux Emosson (2200 m.o.h) og Emosson (1930 m.o.h). Emosson er per i dag inntaks- og houvdmagsin til eit anna kraftverk i La Chârtelard, medan vatn frå øvre reservoar vert slept ned til hovudmagasinet via naturleg løp. I samband med utbygginga er det planlagt å heva sperredammen ved Vieux Emosson slik at ein aukar totalt magasinvolum.

 
 Figur 2: Reguleringsanlegget som Nant de Drance vert ein del av i ligg på grensa mellom Sveits og Frankrike



Pumpekraftverket vil bli utstyrt med fire reversible pumpeturbinar levert av Alstom. Kvar turbin har ein effekt på 157 MW. Anlegget vil nytte asynkrone generatorar, der ein av fordelane er effektregulering når ein kjører i pumpemodus. Kraftverket vert Sveits sitt første anlegg med variabelt turtall.

Då CEDREN vitja anlegget i månadsskiftet 1.apri 2011 hadde det vore under bygging i 1,5 år, og prosjektkontor og rigg var vel etablert i den vesle og bratte fjellbygda. Arbeidsinnsatsen var fordelt på to stadar, boring av tilkomsttunnell ifrå Le Chârtelard (punkt 12 i figur 3) og etablering av fundament for inntak i nedre magasin (punkt 6 i figur 3). Begge arbeidsoperasjonar er krevjande og baud på spesielle utfordringar.

 

Figur 3: Oversikt over hovudkomponentane til pumpekraftverket

 

Arbeidet knytta til inntaket i nedre magasin er avgrensa i tid av flom- og skredfaren, og profesjonelle fjellguidar vurderer kontinuerleg skredfaren. Området der inntakskonstruksjonen i nedre magasinet skal plasserast er berre tørt i to månadar per år, noko som gjer at utbyggaren berre rekk å ferdigsstila fundamentet og første del av tunnelen før fylling av magasinet. Dette medfører at sjølve inntakskonstruksjonen blir støypt “på land”, for så å bli flyt ut i magasinet og senka på plass. Nedsenkingshastigheten skal regulerast ved uttapping av luftlommar i inntakskonstruksjonens ytterveggar, ein krevjande operasjon som vil finne stad på seinsommaren 2011.

Permanent tilkomst til pumpekraftverket vil bli etablert ved hjelp av ein 5,5 km lang tunnel, sjå anleggselement nr 13 i figur 3. Dette fordi eksisterande anleggsvei er svært bratt og delar av trasén er skredutsett. Tilkomsttunnelen med 12 % helning og diameter på 9,45 m blir etablert med fullprofilboring.

Den 142 meter lange, elektrisk drevne tunellboremaskinen (TBM) har ein hastigheit på 15-18 meter per dag. Ein av hovudutfordringane knytta til tunneldrifta er å unngå drenasje av grunnfjellet under dammen og magasinet ved Emosson. Dam Emosson med sine 180 m er ein av verdas høgaste kvelvdammar i betong, og deformasjonsmålinga av dammen vert intensivert i samband med boring av tilkomsttunnellen.

Andre utfordringar knytta til tunneldrifta er at hovudspenningen til bergmassane er vertikal og delar av berggrunnen er radioaktive. For å sikre trygge arbeidsforhold vert difor store delar av tunnelen forsterka med stålfòringar og sprøytebetong, og stråleverdiane logga på boremaskina. Steinmasse vert frakta ut til avskjerma område med hjelp av eit transportband, før dei vert plassert i friluftsdeponiet ved Le Chârtelard. På grunn av radioaktiviteten vert all steinmasse kontrollert, og massar med for høge stråleverdiar vert sendt til spesialdeponi. Støvverdiane rundt deponiet vert kontrollert ved kontinuerlege målingar. I tillegg er anleggsområdet utstyrt med eit eige renseanlegg for vatnet som vert nytta under boring. Eit lukka system syter for at alt borevatn blir forsvarleg handtert.

Lengda på tilkomsttunnelen gjer at entreprenøren vil etablera eit betongblandeverk inne i fjellhallen. Steinmassar til betongproduksjonen skal fraktast inn på eksisterande transportband, og heile utstøypinga av den 52 meter høge og 138 meter lange fjellhallen vil bli drive av sjølvprodusert elektrisitet.
Realiseringa av pumpekraftverket Nant de Drance er ein lang og kompleks prosess, ikkje berre på grunn av den spektakulære topografien og varierande geologien, men også fordi utbyggjerane må forhalda seg til både sveitsisk og fransk eigarskap og regelverk. 

Kontaktpersoner i CEDREN

Eve Cathrin Walseth, PhD HydroPEAK
Kari Bråtveit, PhD HydroPEAK
Ånund Killingtveit, prosjektleder HydroPEAK


 

Siste nytt

Sosio-økonomiske indikatorer for nyttevurdering i regulerte vassdrag

23 nov 2018

En ny oppsummering fra prosjektet SusWater bidrar til å finne gode indikatorer som grunnlag for nyt... Read More..


This is how Norway can become Europe’s battery

13 aug 2018

A new roadmap shows how Norway can function as Europe’s blue-green battery, using the flexibility o... Read More..


CEDREN delte kunnskap om balansekraft, kabler og effektkjøring

16 mar 2018

Tirsdag arrangerte CEDREN et seminar for å prøve å oppklare noen misforståelser i debatten om effek... Read More..


Nye publikasjoner fra SusWater

22 jan 2018

To nye policy brief og en ny rapport fra SusWater tar for seg metoder for nyttevurdering av interes... Read More..


Miljødesignhåndboka på kinesisk

3 jan 2018

CEDRENs forskere er stolte av å kunne presentere «Håndbok for miljødesign i regulerte laksevassdrag... Read More..