Dårlig strømkvalitet: – Slik kan vannrenseanlegg og akvakultur unngå energisløsing

Forstyrrelser på elektrisk spenning i akvakultur- og vannrenseanlegg skaper energitap i kraftnettet. Nettselskapene vil fremover stille strengere krav gjennom tilknytningsavtalene sine.

Moderne landbaserte anlegg for fiskeoppdrett (RAS) og vannrenseanlegg er basert på kontinuerlig strømning og rensing av vann. Frekvensomformere, som brukes til å styre pumpemotorene, spiller en sentral rolle i slike anlegg; de sørger for en korrekt vanngjennomstrømning og gjør det slik at pumpemotorene fungerer mest mulig energieffektivt.

Frekvensomformere er også ekstremt viktige for å unngå unødvendig slitasje på motorene. Disse komponentene omfatter nå til dags også elektronikk, som muliggjør for eksempel fjernstyring og fjernovervåking av data fra anlegget til programvaren som styrer hele anlegget:

Et utbredt problem som få aner om

– Det installeres hundrevis av frekvensomformere rundt omkring i Norge. Men få brukere er klar over at frekvensomformere kan forårsake store forstyrrelser i det elektriske nettet og slite på utstyret i anleggene, forklarer Yngvar Ødegaard, leder for industriell automatisering i Schneider Electric.

Ødegaard leder et større team av teknikere innen automatisering og energihåndtering. Blant annet en ekspert innen strømkvalitet; Steen Jørgensen, som er av dansk nasjonalitet. Han opererer i hele Norden og har besøkt flere anlegg i Norge gjennom årene. Noen norske aktører har allerede fått assistanse av ham for å forebygge problemet.

 – Vi anslår at kun cirka 10 prosent av anleggene vi kjenner har erkjent at de har behov for hjelp, påstår Jørgensen.

Digitaliserte elektrisk styrte anlegg er utsatt

– Saken er at frekvensomformere for motorer som fungerer på vekselstrøm eller direktestrøm, operatørpanelene anleggene styres med, datamaskiner, PC og datatilbehør og ikke minst systemene for avbruddsfri strømforsyning (UPS-er) som sørger for strømbackup i ulike anlegg, skaper såkalt overharmonisk støy i anlegget.

Overharmonisk forurensning oppdages ved for eksempel observasjon av lysstoffrør som blinker, strømskinner som begynner å vibrere og blir varme. Eller motorer i anleggene som utsettes for uforholdsmessig mye slitasje:

– Typiske problemer på grunn av overharmonisk støy er utstyrsfeil og skader. Motorer, kondensatorer, kabler og transformatorer blir overopphetet, kritiske komponenter slites raskere og levetiden forkortes, fortsetter han.

Uventet nedetid en konkret trussel

– Dette går ut over fiskens velferd først og fremst, og selvfølgelig over selskapets bunnlinje. På sikt er det uholdbart, mener Jørgensen.

– Typiske konsekvenser er energitap i kabler, motorer, transformatorer og kondensatorer; høyere strømabonnementskostnader; overdimensjonering av utstyr; redusert levetid av utstyr og plagsom utløsning av effektbrytere – med uventet driftsstans og økonomiske tap som følge.

Med andre ord: energiineffektivitet i anlegget er dyrt og ulønnsomt på lang sikt.

Regelverket stiller ikke nok krav

Ifølge NVE krever dagens regelverk at nettselskapene skal sørge for at den totale mengden støy på nettet ikke overstiger grenseverdiene i leveringskvalitetsforskriften.

– Problemet med overharmonisk støy er økende på grunn av den pågående elektrifiseringen knyttet til det grønne skiftet, påpeker Yngvar Ødegaard på sin side.

– Nettkundene kan fremover forvente at nettselskapene kan stille krav til bedre strømkvalitet gjennom tilknytningsavtalene sine. De kan ikke lenger akseptere at flere og flere brukere skaper «overharmonisk forurensning» i kraftnettet.

«De siste årene har det vært en stor utvikling av komponenter og bruk av elektrisitet i samfunnet. I tillegg øker salget av elbiler og ladbare hybridbiler. Bilferger blir elektriske, og det samme blir oppdrettsanlegg til fisk. Etterspørselen etter landstrøm til større skip har også økt betydelig», forklarer REN på sine nettsider.

REN utvikler retningslinjer og verktøy for optimal prosjektering, montering, drift og vedlikehold av det elektriske nettet. Og de har til og med utviklet en overharmonisk kalkulator.

Digitalteknologi kommer til hjelp

Med dagens IoT-teknologi som benytter komponenter og software for energidistribusjon og -styring kan man lett oppdage problemet:

– Med digitaliserte effektbrytere og enkelte typer energimålere, gjerne kombinert med energiovervåkingsverktøy, kan man detektere og samle data om overharmonisk støy, analysere verdiene og få forslag til bøtende tiltak – før nedetiden og de store tapene er et faktum. For å få bukt med problemet er det nødvendig å installere aktive filtre, tilføyer Steen Jørgensen.

Fiskeoppdrettere og renseanlegg med tyngre teknisk ballast er allerede bevisst denne utfordringen, og de er i ferd med å installere både filtre, målere og programvaren som kan hjelpe med å oppdage overharmonisk støy.

– Etterspørselen etter aktive filtre øker sterkt i hele Europa som en følge av elektrifiseringen og integreringen av nye fornybare kilder. Men de fleste i Norges fiskeoppdrettsbransje og i vannrensing er verken klar over problemet eller har teknisk kompetanse for å gjøre noe med saken. Så fortsetter de å sløse energi, avslutter Ødegaard.

 For mer informasjon om aktive filtre les her

For eksperthjelp med harmoniske filtre kontakt Steen Jørgensen