Environmental restrictions by production of water power

Umweltbeschränkungen schützen die Wassersysteme, in denen Anlagen betrieben werden. Diese Vorschriften stehen zwar nicht in direktem Zusammenhang mit den Energiesystemen, können sich jedoch stark auf den täglichen Betrieb der Anlage sowie auf die Flexibilität der Stromerzeugung auswirken.

In den letzten Jahren hat unser Team alle möglichen Einschränkungen erlebt. Wir haben Dutzenden von Anlagen dabei geholfen, die Vorschriften vollständig einzuhalten, rechenschaftspflichtig und transparent zu machen. In diesem Artikel untersuchen wir die wichtigsten Umwelteinschränkungen bei der Stromerzeugung aus Wasserkraft und erörtern, wie HYDROGRID Insight die Flexibilität verbessert und gleichzeitig diese Einschränkungen einhält.

{{Ergebnissektion}}

1. Beschränkungen der Wasserableitung flussabwärts

Beschränkungen der Durchflussrate

Die Anforderungen an die Durchflussrate ergeben sich aus der Notwendigkeit, innerhalb eines Flusssystems optimale Strömungen aufrechtzuerhalten, damit Wasserlebewesen gedeihen können oder ganze miteinander verbundene Wassersysteme nicht vereist werden. Diese Anforderung, die oft als „Umweltfluss“ bezeichnet wird, wird am häufigsten durch Lizenzvereinbarungen geregelt. In diesen Vereinbarungen sind Mindestdurchflussraten festgelegt, die stets eingehalten werden müssen, unabhängig davon, ob es andere konkurrierende Wassernutzungen oder wirtschaftliche Faktoren gibt.

HYDROGRID Insight erstellt vorausschauende Produktionspläne, die den vorgeschriebenen Turbinen- und Torbeschränkungen für den flussabwärts gelegenen Wasserfluss entsprechen. Unsere Partner, wie Aventron (Boge II) oder Hanneseth (Kvina), sind verpflichtet, die Mindestgenerierung jederzeit aufrechtzuerhalten. Mithilfe von HYDROGRID Insight konfigurierten sie über unser einfach zu bedienendes Dashboard Mindest- und Höchstabflussgrenzwerte und legten ihre Grenzwerte fest. Die Durchflussleistung ändert sich stündlich je nach Zufluss und ermöglicht es den Anlagen, innerhalb ihrer komplexen Einschränkungen bei den Abflussschwankungen zu arbeiten.

Erst wenn alle ökologischen und behördlichen Anforderungen erfüllt sind, priorisiert HYDROGRID Insight den Umweltfluss durch eine Turbine und nicht durch ein Tor, um die Produktionsflexibilität zu erhöhen. Für Clemenskraft (Norlandselva),Mehrere Einschränkungen ließen das nicht zu. Die optimale Lösung für sie war der Einsatz einer ökologischen Schleuse, der im Rahmen des Systems Rechnung getragen wurde Einblicke prädiktive Planung.

Einschränkungen beim Turbinenanlauf

Sobald der Mindestdurchfluss gewährleistet ist, werden die Auswirkungen des Turbinenanstiegs auf die flussabwärts gelegene Infrastruktur und die Lebensräume berücksichtigt. Indem die Schwankungen der Abflussraten begrenzt werden, kann die Energieerzeugung schrittweise hoch- und heruntergefahren werden. Dadurch werden plötzliche Schwankungen des Wasserspiegels und die Entstehung von Strömungen begrenzt.

Viele Vermögensverwalter in unserem Portfolio im Bereich Wasserkraft sind mit zunehmenden Einschränkungen konfrontiert und arbeiten mit uns daran, diese Einschränkungen in die Tages-, mittel- und langfristige Planung zu integrieren. Zu den Beispielen gehören Clemenskraft (Nørlandselva) für die Fischpopulationen eingeschränkte Rampen erforderlich sind, oder Fosenkraft (Teksdal) für die die jährliche Freizeitfischersaison zusätzliche Überlegungen zur Wasserstandsbewirtschaftung mit sich bringt. HYDROGRID Insight berücksichtigt diese Einschränkungen im Rahmen seiner Optimierungsengine und maximiert so die Flexibilität und den Umsatz.

Lokale Fauna und Nutzungsbeschränkungen durch den Menschen

Dämme schaffen künstliche Reservoire, die die Fischwanderung und die Lebensräume für andere Wildtiere beeinträchtigen. Oft müssen bei der Produktionsplanung auch die Wanderungsmuster der lokalen Arten berücksichtigt und deren sichere Passage durch das System sowie die natürlichen Auswirkungen gewährleistet werden.

In anderen Fällen können Beschränkungen der Wasserableitung aufgrund von Infrastrukturrisiken in nachgelagerten Bereichen wie Brücken oder Ufern auferlegt werden. Die Brücke flussabwärts von Dalanes (Haukland) Der Stausee Skarstemmevatn ist beispielsweise durch eine harte Beschränkung, die in die Produktionsplanung des Werks integriert wurde, vor Bauschäden geschützt.

2. Einschränkungen auf Reservoirniveau

Beschränkungen auf Reservoirebene werden auch genutzt, um Lebensräume zu erhalten und die Freizeitnutzung zu erleichtern. Die Menge an Wasser, die in einem Reservoir aufbewahrt werden kann, kann durch bestimmte Vorschriften (oder soziale Faktoren) begrenzt sein, die sich im Laufe eines Jahres ändern können.

Aventron (Alle) erlebt das ganze Jahr über herausfordernde regulatorische Schwankungen des Reservoirspiegels. Um die Flexibilität der Anlagen zu erhöhen, wurde unter Berücksichtigung dieser Umweltbedingungen mithilfe von HYDROGRID Insight das ganze Jahr über ein sorgfältiges Wassermanagement erreicht. Sobald diese Grenzwerte in unser Tool integriert waren, konnte die Optimierung der Wasserkraftproduktion an die Einschränkungen angepasst werden.

Für eine 5-MW-Anlage in Finnland ihre Kaskade wurde zu einer Quelle erhöhter Flexibilität bei der Stromerzeugung. Durch die Kaskadenoptimierung können die Produktionsanlagen im selben miteinander verbundenen Wassersystem koordiniert werden, um unterschiedliche Ziele zu erreichen. Durch die Priorisierung der preisabhängigen Versorgung im stromaufwärts gelegenen Kraftwerk und die Nutzung der flussabwärts gelegenen Anlage zur vorausschauenden Regulierung des Wasserspiegels wurden alle Konzessionen eingehalten und gleichzeitig der Umsatz gesteigert.

3. Schutz vor Überschwemmungen oder Dürren

Wasserkraftdämme werden verwendet, um den Wasserstand in Flüssen und Stauseen zu kontrollieren, was wichtige Vorteile für den Hochwasserschutz oder die Bewässerung bei Dürren haben kann. So beriet HYDROGRID Insight unsere Kunden zum Dürrerisiko im Jahr 2023 und zum Hochwasserrisiko im Dezember 2022.

{{Challenges-Abschnitt}}

Integriertes Constraint-Management für mehr Flexibilität

Genau wie Ihr Kraftwerk ist unser Tool nicht auf das Management von Umweltauflagen beschränkt. Wir wissen, dass jede Anlage gleichzeitig Teil zweier miteinander verbundener, dynamischer Systeme ist: eines Energiesystems und eines Wassersystems. Es muss immer Einschränkungen berücksichtigen und verfügt über begrenzte Betriebsressourcen. HYDROGRID Einblick verwendet einen integrierten Ansatz für die prädiktive Planung, bei dem alle Variablen unter einer einzigen Haube zusammengefasst werden.

In den letzten 20 Jahren haben Technologien zur variablen Erzeugung wie Wind- und Solar-Photovoltaik (PV) einen wichtigen Beitrag zum Stromnetz geleistet. In diesem Zusammenhang ist Wasserkraft nach wie vor die effizienteste Speicheroption für erneuerbare Energien und eine nachhaltige Hilfe für ein belastetes Stromnetz. HYDROGRID Insight wurde entwickelt, um diesen Flexibilitätsvorteil in einem sich wandelnden Energiemarkt zu maximieren und seine Bedeutung für die Zukunft sauberer Energien hervorzuheben.