Birkelisidene

...Birkelis gode sider

  • Forstørr
  • Standard skriftstørrelse
  • Forminsk
Hjem Birkelistoff Larsgrden Vannkraft p hytta

E-post Skriv ut PDF

Vasshjul ha stabil og plitelig strm p hytta har lenge vrt en drm, i alle fall for oss p Birkeli, men sikkert for mange andre som ikke har muligheten for koble seg til et kraftnett. Solpanel og vindgenerator har vrt eneste lsningen i lang tid, og bensinaggregat i det siste, men disse er bde utilstrekkelig og lite praktisk. Hva med vannkraft? Mange har spurt meg om det er en mulighet, men jeg m tilst at det har jeg ikke hatt s mye tro p, helt til nylig.

Jeg har stadig vrt ute p nettet og skt etter sm anlegg som kan passe til hyttebehov, men inntil nylig uten resultat. Dessuten har det vrt vanskelig finne ut hva som skal til av vannfring og fall for gi rimelig effekt, hva som kreves av godkjenning, og ikke minst, hva det kan koste. Det meste har jeg n ftt brukbar peiling p, noe jeg gjerne deler med dere som besker Birkelisidene. Det er ikke akkurat noe som ligner kraftverket p innledningsbildet jeg har funnet, men en serie sm turbiner med generator, som er laget i Kina og nylig blitt tilgjengelig for oss. Slike kraftverk er bde overkommelige i pris, lett lage anlegg for, og det finnes strrelser som passer bde for en enkelt bruker og flere i et felles anlegg. Nedenfor vil jeg fortelle om hvordan jeg tenker gjre det p Birkeli, og noen forslag til andre i nrheten.

Dette kommer stadig til bli oppdatert, etterhvert som jeg finner ut mer om emnet, eller oppdager feiltakelser.

Aktuelle kilder

P Birkeli er det nesten bare Sklbekken som kan vre aktuell som kilde for vannkraft. Det er der vi henter drikkevann n, og vannfringen der er antagelig alltid stor nok til minimumsbehov for effekt, og det er tilstrekkelig fall der. Sprsmlet er bare om hvor stor begrensningen er nr det er p det trreste.

Regelverk og konsesjon

P nettet kom jeg over et dokument som fylkesmannen i Sogn og Fjordane har laget, Regelverk for bygging av sm kraftverk, som p en grei mte redegjr for hva som kreves fra myndighetene. Det frste de viser er definisjoner p forskjellige anlegg etter strrelse, slik:

  • Mikrokraftverk (installert effekt under 100 kW)
  • Minikraftverk (installert effekt mellom 100 og 1000 kW)
  • Smkraftverk (installert effekt fr 1000 til 10 000 kW)

Her er det opplagt at for hyttestrm er det snakk om Mikrokraftverk, med i hyden noen f kW, eller kanskje mindre en 1kW. Videre sier de flgende:

Fr bygging av eit kraftverk tek til, m utbyggjar ha ftt vurdert om tiltaket treng konsesjon (lyve) etter vassressurslova. Hovudregelen er at ei utbygging treng konsesjon dersom den kan vere til nemnande skade eller ulempe for nokon allmenne interesser i vassdraget.

Et annet forhold som kan stille sprsml om konsesjon/tillatelse er hvor stor grad av trrlegging det er snakk om.

Det er vanskelig forestille seg at et kraftverk som jeg tenker p kan ha nevneverdig skade og vre til ulempe for allmenne interesser, og vesentlig trrlegging er det heller ikke snakk om, s jeg fler meg ganske trygg p at det ikke kan vre ndvendig ske konsesjon, hverken for Sklbekken eller Sandmofossen.

Vannfring og fallhyde

I et annet dokument, Vannfring i PVC-, PE- og GRP-trykkrr, fant jeg en formel (Colebrook Whites) som viser at det er rrdiameter og forholdet mellom fallhyde og rrlengde som avgjr den maksimale vannfringen. Det vil si at med en gitt rrdiameter blir maksimum vannfring ved for eksempel 10m fallhyde og 50m rrlengde like mye som ved 100m hyde og 500m lengde. Dette er nok en sannhet med modifikasjoner, og gjelder nok bare s lenge rrdiameteren er veldig mye mindre enn lengden. Det statiske trykket har selvflgelig ogs betydning for typen turbin, men de fleste jeg finner p nettet krever ikke mer enn 10-40m hyde.

Effekten fra i et vannfall er veldig enkel beregne, nemlig: P (Watt) = Trykkhyde (m) x Vannfring (l/s) x 9.81 (gravitasjonskonstanten g). I mitt eksempel fra Sklbekken (se nedenfor) har jeg 25m trykkhyde, og 7l/s med mine "fiberrr" tilsvarende 50mm indre diameter. Dette vil si (ca.) potensiell effekt p 25 x 7 x 10 = 1,75kW. Man regner bare 70% virkningsgrad p en turbin/generator, slik at det er mulig f ut vel 1,2kW. Siden kraftverket gr uavlatelig dgnet rundt vil det kunne produsere nesten 30kWh i dgnet, eller nesten 11MWh i ret, omtrent det jeg brukte frste halvret i r hjemme p Lunner, som jeg betalte ca. 8000 kroner for.

aktuelt anlegg for Birkeli

Det er mange hensyn som taler for beholde 12V anlegget som n er i huset, men erstatte solpanel og vindgenerator med en vannturbin. Avstanden til der kraftverket br plasseres er s stor (ca 300m) at det vil kreve alt for tykke ledninger overfre 12V, men med 220V vil det klare seg med rimelig 1,5mm2 eller 2,5mm2 jordkabel, avhengig av beregnet belastning.

Med rimelig batterikapasitet vil det vre tilstrekkelig dimensjonere kraftverket til ikke vre strre enn at det kan lade opp halvt utladede batterier i lpet av et dgn. Med den kapasiteten vi har i dag, p ca. 400At, eller ca. 5kWh, trenger man ikke mer enn 100W fra bekken. Den minste maskinen fra Fuchun (se nedenfor) er p 300W, s med den har man nok kraft til tre ganger s store batterier, eller 200W tilgjengelig for kontinuerlig belastning. For ta hyde for diverse tap, og overvurderinger, vil jeg derfor satse p en 300W enhet, som koster 510.

For strre kortvarige belastninger, som kjkkenmaskiner, verkty etc. vil en vekselretter, som lager 220V fra batteriene vre lsningen. Jeg har funnet slik p 2,3kW for en rimelig pris.

Oppvarming, bortsett fra frostsikring av kjellerbod, vil det ikke vre aktuelt bruk strm for, men for koking p kjkkenet kan det vre aktuelt med strm istedet for gass, hvis man finner seg i begrensningene som vekselretteren har, f.eks. 2,3kW. Kortvarige store belastninger m imidlertid brukes med fornuft, og en mler p kjkkenet som viser batteritilstanden vil vre nyttig. Ei lampe som lyser grnt nr batteriene er over 50% ladet, og rdt nr det er under ville vre nok. Da kan man fyre opp vedkomfyren om det lyser rdt nr man skal lage middag.

Komplett anlegg

Hva trenger vi egnetlig av generatoreffekt og batterikapasitet?

Her er et regneark som viser hvordan en 300W generator med bare tre batterier p tilsammen 270Ah kan klare produsere og magasinere nok energi for all forbruk jeg kan tenke meg er ndvendig. Alle tallene er Wh (eller antall Watt over 1 time). Tallene verst i kolonnene viser timen p dgnet, hvor 0 betyr fra midnatt til kl. 01:00, og 23 fra kl 11 p kvelden til midnatt.

Bateristatus-tabell

Effekten av vannkrafta er bare 240W, selv om generatoren er p 300W, fordi jeg regner med en standard konstant-strm lader p 20A, men det er omtrent det det blir igjen uansett etter tap i jordkabel og lader. Verdien 240W er for enkelhets skyld brukt, og kommer av at 20A x 12V = 240W, men nr batteriene er over 50% ladet er ladespenningen over 13V, s da er egentlig effekten fra laderen 20A x 13V = 260W. Nr s batteriene nrmer seg 100% er spenningen over 14V, og da blir det 280W, som er det meste laderen kan klare tyne av en 300W kilde.

Vi ser at batteriene aldri kommer ned mot 50% av kapasiteten, selv nr man har en time med 1500W p komfyr/kokeplate. Med denne effekten tar det for eksempel bare litt over 5 minutter koke en kaffekjel, s her er det tatt hyde for tilberede en full middag, riktignok med begrenset samtidig effekt p 2,3kW gitt av vekselretteren.

Nedenfor er samme tabellen vist som en graf, hvor vi ser at bidraget fra solpanel og vindgenerator er s lite at de er nesten usynlige.

Batteristatus-graf

Hva med frost?

Hvis anlegget er i drift vinteren gjennom, rret legges slik at det kan dekkes med torv, og isoleres der det er m legges pent eller under vann, er det lite sannsynlig at det fryser. Kraftverkene produserer strm hele tiden, og er lagd slik at de tmmer seg i en overskuddslast ved lavt forbruk. Denne lasten kan vre varmekabel rundt rrene for sikkerhets skyld. Hvis anlegget stoppes om vinteren m det vre en by-pass slik at det blir full flyt i rrene, eller s m alt tmmes for vann. Ellers m inntaket legges s dypt i elva at det ikke fryser, og maskineriet st i et isolert skur, hvor utlp fres frostfritt til bunn av elva/bekken. Forutsetningen er at bekken eller elva normalt aldri fryser helt.

Komplette kraftverk med turbin og generator

3 kW turbin/generatorBildet til hyre viser et 500W/750W (XJ18-0.5/0.75DCT4-Z) fra Fuchun i Kina. Dette er et firma som har levert bde store og sm anlegg i mange r, og har hyt renomm, iflge kilder p nettet. I Englan finner jeg den nrmeste forhandler av disse, nemlig Alternative Energy Supplies UK som ogs oppgir priser

300W, XJ14-0.3DCT4-Z: 510

500W, XJ18-0.5DCT4-Z: 700

750W, XJ18-0.75DCT4-Z: 950

3kW, XJ25-3.0DCT4-Z: 4000

6kW, XJ28-6.0SCT4/-Z: 5625

3kW DG11-3.0 DCT4-Z: 3300 (for lite fall og hy vannfring)

Hva med Sandmoen og Srvika?

Begge har sine utmerkede kilder midt mellom hyttene, Sandmoforsen og Srvikelva, som kan gi rikelig kraft til alle hyttene. Ikke med kraftverk som gir alle sine makrimumsbehov sammenlagt, men med et opplegg tilsvarende det jeg tenker meg for Birkeli. Alle hyttene kan ha hver sine batteribanker, med eventuelt eksisterende 12V anlegg og vekselrettere. S kan de vare tilkoblet et felles 220V nett fra passende stor generator. For f.eks. 10 hytter vil en 3kW generator kunne gi nok strm til lade alle batteribankene, og for sikkerhets skyld br det ikke tillates ladere som drar mer enn 300-400W. En 3kW generator fordelt p 10 hytter vil bare koste ca. 4 tusen kroner for hver av de 10 hyttene.

P Sandmoen vil det rekke med 80m 100mm rr, som heller ikke koster mye for hver. De hyttene som ligger lengst unna vil kanskje trenge strre kabel enn 2,5mm2, men de fleste ligger nrme nok til klare seg med det. Med et 120mm rr vil de fint kunne ke effekten til 6kW, som bare koster 16 tusen mer.

I Srvika vil det lnne seg bruke en turbin for lite fallhyde men hy vannfring. DG11-3.0 DCT4-Z trenger bare ca. 10m fall, men m ha 45l/s vannfring. 10m fall p 75m vil trenge 120mm.

Flere detaljer vil du finne i artikkelen Mikrokraftverk, som stadig vil bli oppdatert fremover.

Sist oppdatert mandag 19. november 2012 11:57  
Antall ganger lest: 17296