Ny teknologi viser hvor mye vannkraft vi har på lager

I et nytt prosjekt ledet av NORCE skal forskerne utvikle ny teknologi som kan måle vanninnholdet i snø. Dette er viktig for å vite mer nøyaktig hvor mye vann vi har på lager, slik at kraftselskapene kan planlegge energiproduksjonen bedre.

– Slik kan vi utnytte ressursene bedre. Vi kan produsere nok strøm når det trengs, og samtidig sørge for at vi holder riktig mengde igjen på lager i tilfelle det kommer tørre perioder, sier Peter James Thomas, sjefsforsker i NORCE og prosjektleder for det nye prosjektet.

En tredjedel av nedbøren i Norge faller som snø. Når snøen smelter er den et viktig bidrag til vannet i elvene og kraftmagasinene. Snøsmelting kan også føre til store flommer.

Gode beregninger av snømengde er viktig for å planlegge vannkraftproduksjon og drikkevannsforsyning. Det er også behov for kjennskap til snømengder innen klimaforskning, skredvarsling og flomvarsling.

Krevende å måle

- Det er spennende å se at nye fagdisipliner kaster seg over metoder for måling av snøens vannekvivalent, sier Knut Møen, sjefsingeniør i Hydrologisk avdeling, Noregs vassdrags- og energidirektorat (NVE).

Snøens vannekvivalent er et mål for hvor mye vann snøen tilsvarer når den smelter.

- Det er en krevende variabel å måle, så vi ønsker velkommen alle gode krefter som kan forbedre og forenkle en vanskelig måleoppgave. Når nye øyne ser på problemet håper vi det kan komme innovative løsninger på markedet, sier Møen.

NVE er underlagt Olje- og energidepartementet og har ansvar for å forvalte vann- og energiressursene i Norge. NVE ivaretar også de statlige forvaltningsoppgavene innenfor skredforebygging.

Unøyaktig og dyrt

For å finne ut hvor mye vann det blir når snøen smelter, går man per i dag ut og måler og veier snøen.

Snødybde måles langs faste ruter eller ulike punkter innenfor et område. Snøens tetthet måles ved å veie snøen. Snødybde multiplisert med tetthet gir et mål på hvor mye vann snøen tilsvarer når den smelter.

– Man tar et par målinger og antar at dette gir en god representasjon. Det blir bare stikkprøver, og resultatene er unøyaktige og kostnadene er svært høye, sier Thomas.

Når de nye sensorene er på plass, slipper man å gå fysisk ut for å måle og veie snøen. Det finnes allerede sensorer som kan legges ut, men disse dekker mindre areal og er forholdsvis dyre.

– De nye sensorene overvåker mye større areal og er mer kostnadseffektive, sier Thomas.

For å få informasjon om hvor mye snø det er over store områder, benyttes også data fra ulike satellittbilder. Men satellittdataene er unøyaktige dersom de ikke kalibreres med gode og representative data fra sensorer på bakken. De nye sensorene som utvikles skal brukes til dette.

Naturlig lagringsplass

Vannkraft er en stor del av energimiksen og en viktig vel av den grønne omstillingen. Når snøen ligger i fjellet, fungerer det som en naturlig lagringsplass for energi. Når man vet mer nøyaktig hvor mye vannkraft som er på lager, er det lettere for kraftselskapene å forvalte energien vi har tilgjengelig.

– For eksempel kan man i perioder med mye vind bruke energi fra vindkraft og skru ned vannproduksjonen. Det er også viktig å vite dersom det blir lite vann fra snøsmelting, slik at man ikke planlegger å bruke mer vann enn det som er tilgjengelig, sier Thomas.

Arbeidet er godt i gang

Noen komponenter er allerede utviklet i annen forskning, men sensorene er helt nye. Forskerne har hatt et forprosjekt, så arbeidet er allerede godt i gang. På slutten av forprosjektet ble det installert en målestasjon ved Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) sin referansestasjon i Myrkdalen, et par hundre meter over hotellområdet, for å overvåke snømengde.

– Her overvåkes omtrent 10 kvadratmeter, men i det nye prosjektet skal vi utvikle sensorer som kan overvåke flere 100 kvadratmeter, sier Thomas.

I forprosjektet gjorde forskerne lab-forsøk for å teste sensorene og de modellerte ulike design.

– Vi huket av en del risikofaktorer og alt tyder på at konseptet fungerer. Nå skal vi utvikle metode og design, forteller Thomas.

Dette er teknologi som skal ligge i terrenget over lengre tid. En av utfordringene er å sørge for at teknologien tåler det. Sensorene skal brukes til å kalibrere satellitter, men selve sensorene må også kalibreres.

– Dette må gjøres ute i feltet for å kunne tilpasses bruksforholdene, sier Thomas.

Oppdage snøskred

De nye sensorene kan også brukes til å overvåke bevegelse, og kan derfor oppdage dersom et snøskred holder på å gå.

– Naturlig forventer man gradvise endringer i signaler når snøen smelter eller at det kommer ny snø. Dersom det er brå stigning eller senkning i signalet fra sensoren, kan dette tyde på at snøen beveger seg og varsle et mulig snøskred, sier Thomas.

Prosjektet har en teknisk styringsgruppe, med medlemmer fra NVE, Statkraft og Energi Norge.

– Vi kan få nyttige tilbakemeldinger fra dem på om idéene er gode eller om vi må tenke litt til, sier Thomas.

Prosjektet “Online, distributed permanent monitoring system for Ground truthing of Snow Water Equivalent Satellite Data” finansieres av Norges Forskningsråd. Prosjektet starter i år og varer i 2,5 år. Forprosjektet varte i 18 måneder.