An analysis of the heat demand of a hydroelectric power station

Vid vattenkraftverket i Hammarforsen har man nyligen förnyat transformatorer. Tidigare var en av transformatorerna placerad i den södra stationsbyggnaden där värmeförlusterna användes för uppvärmning, men den är nu borttagen. Detta arbete har syftat till att undersöka hur stort uppvärmningsbehovet är för den södra stationsbyggnaden samt analysera hur värmen kan tillgodoses tillsammans med möjliga energieffektiviseringsåtgärder. Det här projektet är ett examensarbete i civilingenjörsprogrammet i energiteknik vid Umeå universitet. Arbetet har utförts under våren 2014 på uppdrag av Statkraft Sverige AB. Byggnadens uppvärmningsbehov beräknades teoretiskt utifrån kända samband tillsammans med temperaturmätningar på plats. Två systemförlag analyserades gällande hur värmen kan tillgodoses, dessa är dels ett bergvärmesystem samt ett värmeåtervinningssystem från generatorn. Två energieffektiviseringsåtgärder analyserades också där det ena var att sänka temperaturen i maskinhallen och det andra var att isolera maskinhallen mot transformatorbyggnaden. Resultatet gav att södra stationsbyggnaden har ett dimensionerande effektbehov på 117 kW och ett värmeenergibehov på 328 MWh/år. En sänkning av maskinhallens temperatur från 18°C till 14°C ger att energibehovet minskar med 33 MWh/år. Isolering av maskinhall mot transformatorbyggnad ger en sänkning med 11 MWh/år. En kombination av de båda åtgärderna resulterar i en minskning med 46 MWh/år vilket motsvarar en ekonomisk besparing på ca 14 500 kr/år. Med värmeåtervinning från generatorn fås den största energibesparingen på 197 MWh/år. Den årliga besparingen är ca 50 000 kr för bergvärmesystemet och 62 500 kr för återvinningssystemet. Den höga investeringskostnaden på 1 500 000 kr för värmeåtervinningssystemet gör dock att bergvärmepumpslösningen med en investeringskostnad på 1 204 000 kr är mindre kostsam enligt en livscykelkostnadsanalys. Värmeåtervinning från generatorn är ett intressant alternativ då en stor mängd värme finns att tillgå. Alternativet kan vara lönsamt i samband med en planerad renovering av generatorns kylsystem