STOR-HY - innovative Storage Technology and OpeRations in Hydropower

Kraftsystemet i Europa blir stadig mer komplekst. Den økende andelen ikke-regulerbar fornybar energi, som vind- og solkraft, skaper et voksende behov for fleksibel og kontrollerbar kraftproduksjon som raskt kan tilpasses endringer i tilbud og etterspørsel. Pumpekraftverk er godt posisjonert til å møte dette behovet. Teknologien tilbyr storskala energilagring, rask responstid og fleksibel drift, både som produsent, forbruker og bidragsyter til balansen i kraftnettet.

Denne rollen stiller imidlertid nye krav til anleggene. For å fungere som regulator i kraftsystemet må pumpekraftverk operere under et bredere spekter av driftsforhold enn de opprinnelig ble dimensjonert for, blant annet med hyppige start-stopp-sykluser og raske lastendringer. Samtidig er mange av anleggene aldrende, noe som øker presset på driftssikkerhet, vedlikehold og kostnadseffektivitet. STOR-HY, et forskningsprosjekt finansiert gjennom Horizon Europe, skal bidra til å løse disse utfordringene.

STOR-HY koordineres av Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) og samler 21 organisasjoner fra åtte europeiske land. Konsortiet omfatter kraftselskaper, teknologileverandører, forskningsinstitusjoner og ingeniørmiljøer som sammen skal utvikle og verifisere innovative løsninger ved seks demonstrasjonsanlegg i Frankrike, Portugal og Spania. Arbeidet dekker blant annet avansert tilstandsovervåking, digitalisering av vannkraft, hybrid energiintegrasjon og bærekraftsvurderinger. Målet er å løfte sentrale teknologier fra TRL 5-6 til dokumentert modenhet på TRL 7-8 innen prosjektets avslutning.

NORCE bidrar til STOR-HY på tre tett sammenvevde områder som omfatter både tekniske og samfunnsmessige aspekter ved prosjektet.

Tilstandsovervåking og IoT-sensorikk

NORCE samarbeider med UPC, Andritz Hydro og EDF om å utvikle avanserte strategier for tilstandsovervåking av utstyr i pumpekraftverk. Arbeidet er særlig rettet mot IoT-baserte sensorer med edge computing, som kan beregne tilstandsindikatorer direkte i sensoren. Dette reduserer behovet for å overføre store mengder høyoppløselige rådata til skyen, og gjør det mulig å sende videre kompakte, meningsfulle helsesignaler.

Ved demonstrasjonsanlegget Le Cheylas i Frankrike installerer NORCE sensorer på store trykktanker for komprimert luft og på hovedinnløpsventilen til anlegget for å overvåke strukturell degradering og lekkasjer under drift. Dataene inngår i datafusjonsalgoritmer der signaler fra flere kilder, blant annet akustisk emisjon og vibrasjonsmålinger, kombineres for å oppdage slitasje og vurdere utstyrets tilstand. Tilstandsindikatorene brukes videre i algoritmer for prediktivt vedlikehold og gir et bedre grunnlag for å avgjøre når og hvordan det bør settes inn tiltak før feil oppstår.

CADS - Cyber-Physical Clone for Advanced Decision Support

NORCE leder utviklingen av CADS, den sentrale integrasjonsplattformen i STOR-HY. CADS er et beslutningsstøttesystem som integrerer digitale modeller med data fra det fysiske anlegget. Systemet samler simuleringsmodeller, sensorstrømmer, tilstandsindikatorer og driftsdata i et felles miljø for operatører ved pumpekraftverk.

Ved å kombinere fysikkbaserte og datadrevne modeller fungerer CADS som en digital tvilling av pumpekraftanlegget. Systemet er utviklet for å støtte informerte beslutninger om prediktivt vedlikehold, operasjonell strategi og overvåking av utstyrstilstand på tvers av alle de seks demonstrasjonsanleggene. Plattformen er bygget på OVH Cloud, en skyinfrastruktur basert i Europa, som bidrar til at sensitive driftsdata fra energianlegg forblir innenfor europeisk jurisdiksjon. Dette er særlig viktig for kritisk infrastruktur.

CADS utvikles i tett samarbeid med KAIZEN og skal fungere som en demonstrasjonsplattform for STOR-HY-teknologiene. Løsningen forventes å bidra til en reduksjon i driftskostnader på 25 prosent gjennom avansert digitalisering av pumpekraft og bruk av prediktiv dataanalyse.

Sosial aksept

NORCE leder også arbeidet med sosial aksept i STOR-HY. Dette omfatter utviklingen av den samfunnsmessige dimensjonen i prosjektets evalueringsrammeverk, STOR-HY-matrisen, som kartlegger hvordan pumpekraftteknologier påvirker lokalsamfunn gjennom forhold som flomkontroll, turisme, vannbruk og sysselsetting.

NORCE leder arbeidet med å undersøke befolkningens holdninger til innovasjon innen fornybar energi, inkludert vurderinger av tillit, sikkerhetsoppfatninger, og sysselsettingseffekter. Arbeidet skal også bidra til å etablere en strukturert vei mot sosial aksept og en såkalt social license to operate. Slik sikres det at teknologiene som utvikles i prosjektet ikke bare vurderes ut fra teknisk ytelse, men også med hensyn til samfunnsmessig forankring og langsiktig levedyktighet i lokalsamfunnene der de skal tas i bruk.