ENERGIX-Stort program energi

Det har dessverre vært flere hendelser med gassovermetning i norske vassdrag som har resultert i at fisk dør pga "dykkesyke". Dette oppstår når mye luft blandes inn i vannkrafttunneler fra bekkeinntak i perioder med mye nedbør. Dette prosjektet tar mål av seg til å utvikle en teknisk løsning som kan installeres i vannkraftverket nedstrøms turbinen. I prosjektet SUPERSAT, er det identifisert over 60 kraftverk i Norge hvor det er stor risiko for at dette kan skje i fremtiden. Vannturbiner kan forårsake nivåer av gassovermetning som ikke tåles av akvatisk fauna. Avgassing ved hjelp av ultralyd kan være en nyttig og praktisk gjennomførbar løsning. Avgassing av vann med bruk av ultralyd ble først oppdaget og senere utviklet av Olle Lindström. Han undersøkte ultralydsavgassing og dens forhold til kavitasjon i vann. Lindström foreslo at ultralyd avgassing er forårsaket av diffusjon av oppløst gass inn i kavitasjonsboblene, deres oscillasjon og vekst og til slutt oppdrift til overflaten. Mekanismen for ultralyd avgassing er basert på det faktum at væsker alltid inneholder stabile bobler av gass på overflaten av mikropartikler. Når disse blir påvirket av ultralyd øker størrelsen på boblen fordi gass oppløst i væsken vil tiltrekkes disse boblene. Når disse boblene når en bestemt størrelse flyter de til overflaten. Denne metoden er svært effektiv på grunn av lav energiforbruk, og kan brukes på alle områder av industriell behandling. Metoden er mye brukt i næringsmiddelindustrien i dag. Vi kjenner ikke til at det tidligere er forsøkt å bruke ultralyd til avgassing av luftovermettet vann i vannkraftverk. Denne forskningen vil generere grunnleggende kunnskap om bruk av ultralyd til reduksjon av gassovermetning i vann, og det vil bidra med en konkret løsning på problemet med gassovermetning i eksisterende vannkraftverk. Spørsmålene som forskerne stiller er; er det mulig å benytte ultralyd når vannet har høy hastighet og vil man kunne benytte metoden på så store vannføringer som finnes i norske vannkraftverk? Prosjektet har etablert et samarbeid med det pågående NFR prosjektet SUPERSAT, som blant annet utvikler økologiske grenseverdier for gassovermetning

In Norway, many hydropower plants are known to have caused gas supersaturation in the river downstream power station, which have killed fish. For example, in the 4 km of river downstream Brokke hydropower plant, no fish where located in a survey done in 2012. Due to more floods in the future, it is likely that more rivers will expected the same. The hypotheses for this project is that it is possible to utilize gas bubble formations to reduce gas supersaturation. The bubble formation can be created from ultrasound to introduce cavitation bubbles or from air bubbles pushed in to the water flow. This project will focus on technical solutions on how to introduce bubbles in the water from ultrasound and aeration in the power plant downstream the turbine, and developing models to predict their behavior. This research will generate new knowledge in this particular area and will help to shed light on air bubble dynamics under ultrasonication in various operating conditions. The technical solutions for ultrasound and aeration will first be tested in NTNU's laboratories and later tested in a hydropower plant. The measurements from the tests will be utilized to verify numerical models which can be used to calculate the influence from the technical solutions in future installations. The strength of this project is the interdisciplinary approach trough the cooperation of the partners. This project is interdisciplinary through the cooperation between the researchers at NTNU and SINTEF that introduce mechanical solutions to the reduction of gas supersaturation, biological evaluation of the outcome from researchers from NINA and NORCE, and the introduction of numerical models from highly competent personnel from the development department at EDR Medeso. The results and final outcome will be evaluated by highly skilled personnel working in the hydropower industry.