Nettutstilling - Vannkraftlaboratoriet 100 år
Nettutstilling: Vannkraftlaboratoriet siden 1917
Nettutstilling: Vannkraftlaboratoriet siden 1917
-Historien om Vannkraftlaboratoriet
-
Fremtidens vannkraft – Norge et batteri for Europa?
Selv om turbinteknologien har en lang historie i Norge, er forskning og kompetanse på vannkraftmaskiner fortsatt viktig og aktuelt. En stor andel av de eldre vannkraftverkene våre har begynt å kjenne tidens tann, og det er et stort behov for rehabilitering og oppgradering av disse.
Dagens kraftsystem består av en stadig større andel vind- og solenergi. Dette fører til større krav til frekvensregulering og kraftreserver i systemet, noe vannkraft kan tilby. Forskning på mer fleksible vannkraftmaskiner som kan operere godt på ulike driftspunkt er derfor viktig.
Norge står også i en særegen posisjon når det gjelder muligheten for å lagre energi i vannmagasinene. Dette er grunnlaget for tanken om at Norge kan fungere som et grønt batteri for Europa. Elektrisitet som produseres til lave priser kan brukes til å pumpe vann opp til lagring i våre vannmagasiner gjennom pumpekraftverk. Ved behov slippes vannet ned igjen, og kraft produseres og selges til en høyere pris.
For å utvikle teknologien trenger vi smarte hoder! Vannkraftlaboratoriet på NTNU utdanner fremtidens vannkraftingeniører. Hvert år uteksaminerer vi rundt 10 masterstudenter og 1 doktorgradsstipendiat. Før 1990 hadde kun to kvinner avlagt sin mastergrad her, men de siste fem årene har kvinneandelen ligget på over 30 %.
Foto: Geir Mogen/NTNU.
-
Vannkraftlaboratoriet og elektrifiseringen av Norge
I dag tar mange elektrisiteten i Norge som en selvfølge, på samme måte som at studentene og de ansatte på Gløshaugen ikke tenker over at de første byggene på stedet en gang var omkranset av åkerlandskap.
Tre ulike fagfelt ved NTH samarbeidet om forskning og utdanning knyttet til utbyggingen av vannkraften i Norge. Bygningsavdelingen hadde ansvar for dam- og vassdragskonstruksjoner, og Elektroteknisk avdeling fikk ansvar for generatorer, dynamoer og kraftoverføringer. Professor Sundby, som var den første professoren i vannkraftmaskiner ved NTH, sto i spissen for Maskinavdelingen som hadde fokus på turbiner og vannkraftmaskiner. Sammen ble disse fagfeltene et helt avgjørende kunnskapsgrunnlag for Norges overgang til elektrisk kraft, i det som ble kalt vannkrafttriangelet.
Kilde: Thomas Brandt og Ola Nordal: Turbulens og tankekraft, Historien om NTNU, Oslo, P1 ax Forlag AS, 2010: 163.
Foto: Ukjent. Kilde: Inst. for energi- og prosessteknikk, NTNU
-
Vannkraftlaboratorium med drahjelp fra høyeste hold
Den første professoren i vannkraftmaskiner ved NTH, professor Gudmund Sundby, måtte sloss for å få bygget Vannkraftlaboratoriet. Han søkte NTH-ledelsen om midler til å bygge et slikt laboratorium, og fikk avslag. Men Sundby visste råd. Gjennom sin gamle arbeidsgiver Kværner Brug hadde Sundby etablert et godt kontaktnett, og henvendte seg til sin gode venn landets statsminister Gunnar Knutsen (V). Venstre var på denne tiden et moderniseringsparti, og Knudsen var også ingeniør.
Sundby overtalte statsministeren ved å si at Norge ville tape den teknologiske konkurransen hvis man ikke fulgte tidens trend og bygde et eget laboratorium for vannkraftmaskiner. Da ville norske bedrifter gå til utlandet med sine kontrakter. Dette var overbevisende nok til at den første bevilgningen til laboratoriet var på plass i 1914. NTH fikk 150 000 kroner til oppstarten, og bevilgningene fortsatte til laboratoriet var ferdigstilt i 1917.
Erling Paasche: Oversikt over saker tatt opp i Norges Storting vedrørende Norges Tekniske Høgskole, 1898 – 1964, Hefte utgitt i 1964: 13; Arne Kjølle: Kværner Brug i 150 år – Manus under arbeid. s 12.
Foto: Ukjent. Kilde: Inst. for energi- og prosessteknikk, NTNU
-
Industrisamarbeidet som førte til NTH-suksess
Sundby hadde lang fartstid som industrileder, blant annet i Kværner. Dette førte til at undervisningen ble knyttet tett opp mot industrien. Mye av arbeidet ved Vannkraftlaboratoriet handlet om å løse påtrengende oppgaver for norsk industri. På denne måten fikk studentene aktuelle og realistiske oppgaver, noe som ville bety mye for dem etter uteksaminering. Det mest kjente eksemplet er arbeidet med utbyggingen av Mørkfoss-Solbergfoss.
Fra 1917 gjennomførte Sundby sammen med sine assistenter Henrik Christie og Leif Sølsnæs eksperimenter hvor de endret turbinskovlenes avløpskanter for å unngå effekttap i sugerøret. Tolv forskjellige turbintyper fra Myren og Kværner ble prøvd ut og laboratoriet medvirket til at skovler med dramatisk bedret effekt ble bygget av Myren og Kværner. Belønningen for dette samarbeidet mellom forskning og industri resulterte i at Kværner og Myren til slutt kunne levere turbiner som langt overgikk sine utenlandske konkurrenter. De norske turbinene hadde virkningsgrad på hele 94,6 %, som var 10 % forbedring i forhold til de opprinnelige turbinene. Dette var en voldsom suksess for NTH. Den økte effekten betydde at Mørkfoss-Solbergfoss, og også senere utbygginger, fikk dramatisk økt inntjening.
Lars Thune: Statens kraft – Kraftutbygging og samfunnsutvikling. Oslo, Universitetsforlaget, 2006: 276-280.
Tegning: Mørkfoss-Solbergfossanlegget. Diverse snitt gjennom kraftstasjonen. Kilde: Vannkraftlaboratoriet NTH (1925).
-
Kværner-samarbeidet
Grunnlaget for samarbeidet mellom Kværner og Vannkraftlaboratoriet var godt forankret i både byggingen av laboratoriet på NTH og utbyggingen av Mørkfoss-Solbergfossanlegget.
I modellforsøkene i tilknytning Mørkfoss-Solbergfoss deltok også Henrik Christie, en annen viktig person i Vannkraftlaboratoriets historie. Christie var i 1918 den første til å levere sin hovedoppgave ved Vannkraftlaboratoriet, som omhandlet væskebevegelser i Peltonturbiner. Christie ble så ansatt i turbinavdelingen ved Kværner Brug i 1924, og spilte en sentral rolle i i bedriftens utvikling av Francisturbiner for store fallhøyder.
En av Christies mest oppegående «elever» ved Kværner Brug, Hermod Brekke, ble senere ansatt som professor ved NTH i 1981, og har vært en viktig pådriver for Vannkraftlaboratoriets faglige, såvel som sosiale miljø, helt fram til dags dato.
Kilder:
- Falnes, Jørund (1995) Dokumentasjon av historisk materiale fra Vannkraftlaboratoriet ved NTH
- Nerheim, Gunnar. (2009, 13. februar). Henrik Christie. I Norsk biografisk leksikon. Hentet 26. mai 2017 fra https://nbl.snl.no/Henrik_Christie.
- "Kværnerturbiner i verdens største kraftverk i Kina". Hentet 26. mai 2017 fra http://industrimuseum.no/kvarnerhjul_xblade
Foto: Kværner Brugs Historiegruppe
-
Den store utbyggingen etter 2. verdenskrig
I løpet av perioden fra 1950 til 1985 ble det meste av Norges vannkraftpotensiale bygget ut. På 1970-tallet av var ikke utbyggingen bare uproblematisk, sterke krefter i det norske samfunnet stilte spørsmålstegn ved nødvendigheten ved utbyggingene, og måten det foregikk på.
De vakre lysende kraftkatedralene var samtidig i ferd med å forsvinne, siden turbiner, transformatorer og kontrollrom nå ble bygget inn i fjellet der det var mulig.
I 1980 fant Norges siste store miljøaksjon mot vannkraften sted ved Stilla i Finnmark. Som aksjoner før denne ble demonstrantene fjernet, og utbyggingen fortsatte. Det er allikevel grunn til å tro at det internasjonale medias dekning av saken, med hundrevis av ungdommelige demonstranter og 100 politifolk inn i TV-stua midt i kaffekosen ble for drøyt. Utbyggingen av vannkraften skiftet karakter og bremset kraftig opp.
I dag er det et mye større fokus på vannkraftens miljøpåvirkning. Dette kommer blant annet til syne gjennom utdelingen av forskningsmidler fra både Norge og EU, der miljøhensyn er et viktig punkt.
Reidar Hugsted: Vannkraften i 80-årene i Universitetet i Trondheim: Norges Tekniske Høgskole - Årsberetning 1979-80, s 3-7.
Plakaten er tegnet av Willi Midelfart til stortingsvalget i 1945. Foto: Arbeiderbevegelsens arkiv og bibliotek.
-
Modelltestene i laboratoriet som gjør data tilgjengelig for alle: Tokke
Ny teknologi ga lettere løpehjul som sparte kostnader. Men det ga nye utfordringer. Dette erfarte Statkraft på den harde måten. Fra 1994 til 1999 sprakk hele 3 av selskapets 5 nye løpehjul. Derfor satset Statkraft tungt på forskning og utvikling av høyttrykks Francisturbiner.
Statkraft skulle rehabilitere kraftverket Tokke i Telemark i perioden 2008 til 2011. De brukte nesten 6 millioner kroner på å installere en modell av det nye løpehjulet til Tokke kraftverk, i Vannkraftlaboratoriet på NTNU.
Tokkemodellen på Vannkraftlaboratoriet er senere blitt brukt som modellturbin for blant annet prosjektet Francis-99, en seminarserie der forskere fra flere forskjellige land møtes for å dele kunnskap. Geometrien til Tokkemodellen samt alle data tilknyttet prosjektet er åpent tilgjengelig for alle. Denne arbeidsmåten har fått en viktig rolle for vår forskning og utvikling.
Flere doktorgradsstipendiater fra Vannkraftlaboratoriet deltar i prosjektet, og de tre fokusområdene er stabil drift, transiente driftsforhold slik som lastvariasjon og start-stopp, og koblingen mellom trykkpulsasjonene i vannet og løpehjulets respons.
Kilder:
- Lie, Øyvind (2012) "Løpehjulet sprakk i Svartisen" i Teknisk Ukeblad. Hentet 26. Mai 2017 fra https://www.tu.no/artikler/lopehjulet-sprakk-i-svartisen/245665
- Norsk Vannkraftsenter. Hentet 26. mai 2017 fra https://www.ntnu.edu/nvks/francis-99
Foto: Halvor Haukvik, NTNU
-
Samarbeid på tvers av landegrenser
I 1991 ble Kathmandu University (KU) etablert i Nepal. Målet var å starte et nytt universitet som skulle ha som mål å styrke jordbruk, næringsliv og industri i Nepal gjennom utdanning og forskning. Mangelen på nepalsk mastergradsutdanning innenfor flere ingeniørfag var en utfordring.
Et par tiår senere er KU blitt et av to ledende universiteter i Nepal. I 1993 ble professor Inge Johansen ved NTNU bedt om å stille som rådgiver i utviklingen av et bachelorprogram i ingeniørfag som var relevant for Nepal. Gjennom midler fra blant annet Norad, kunne KU starte opp studieprogrammer innen ingeniørvitenskap høsten 1994.
Samarbeidet med NTNU og etter hvert SINTEF ble viktig av flere grunner. Vannkraftressursene i Nepal kunne utnyttes. Begge institusjonene hadde også hovedfokus på teknologi og vitenskap. Samarbeidet mellom NTNU og KU har dreid seg om utvikling av undervisning, utveksling av undervisningskrefter begge veier, og utveksling av studenter. NTNU har utdannet flere nepalske doktorgradsstipendiater. Mange av disse har så reist tilbake til Nepal for å bidra videre til oppbyggingen av landet.
I årene som kommer vil den store utbyggingen av vannkraft skje i Asia, og da er kompetanse og utdanning viktig for å bidra til verdiskaping i Nepal.
Se også kronikken «Nøkkelen til en bedre verden», av Ole Gunnar Dahlhaug i Adresseavisen 1.4.2014.
Foto: Thea Karlsen Løken/NTNU.
-
Fremtidens vannkraft – Norge et batteri for Europa?
Selv om turbinteknologien har en lang historie i Norge, er forskning og kompetanse på vannkraftmaskiner fortsatt viktig og aktuelt. En stor andel av de eldre vannkraftverkene våre har begynt å kjenne tidens tann, og det er et stort behov for rehabilitering og oppgradering av disse.
Dagens kraftsystem består av en stadig større andel vind- og solenergi. Dette fører til større krav til frekvensregulering og kraftreserver i systemet, noe vannkraft kan tilby. Forskning på mer fleksible vannkraftmaskiner som kan operere godt på ulike driftspunkt er derfor viktig.
Norge står også i en særegen posisjon når det gjelder muligheten for å lagre energi i vannmagasinene. Dette er grunnlaget for tanken om at Norge kan fungere som et grønt batteri for Europa. Elektrisitet som produseres til lave priser kan brukes til å pumpe vann opp til lagring i våre vannmagasiner gjennom pumpekraftverk. Ved behov slippes vannet ned igjen, og kraft produseres og selges til en høyere pris.
For å utvikle teknologien trenger vi smarte hoder! Vannkraftlaboratoriet på NTNU utdanner fremtidens vannkraftingeniører. Hvert år uteksaminerer vi rundt 10 masterstudenter og 1 doktorgradsstipendiat. Før 1990 hadde kun to kvinner avlagt sin mastergrad her, men de siste fem årene har kvinneandelen ligget på over 30 %.
Foto: Geir Mogen/NTNU.
-
Vannkraftlaboratoriet og elektrifiseringen av Norge
I dag tar mange elektrisiteten i Norge som en selvfølge, på samme måte som at studentene og de ansatte på Gløshaugen ikke tenker over at de første byggene på stedet en gang var omkranset av åkerlandskap.
Tre ulike fagfelt ved NTH samarbeidet om forskning og utdanning knyttet til utbyggingen av vannkraften i Norge. Bygningsavdelingen hadde ansvar for dam- og vassdragskonstruksjoner, og Elektroteknisk avdeling fikk ansvar for generatorer, dynamoer og kraftoverføringer. Professor Sundby, som var den første professoren i vannkraftmaskiner ved NTH, sto i spissen for Maskinavdelingen som hadde fokus på turbiner og vannkraftmaskiner. Sammen ble disse fagfeltene et helt avgjørende kunnskapsgrunnlag for Norges overgang til elektrisk kraft, i det som ble kalt vannkrafttriangelet.
Kilde: Thomas Brandt og Ola Nordal: Turbulens og tankekraft, Historien om NTNU, Oslo, P1 ax Forlag AS, 2010: 163.
Foto: Ukjent. Kilde: Inst. for energi- og prosessteknikk, NTNU
Nettutstilling: Vannkraftlaboratoriet – et laboratorium for framtida
100-årsjubiléet til Vannkraftlaboratoriet var i 2017. Bygget som står midt på Gløshaugen i Trondheim har fått æren for utviklingen av norsk vannturbinindustri.
Tekst og bildeutvalg av Maren Agdestein og Thea Karlsen Løken. Bl.a. basert på manus under arbeid om NTNUs institutt for energi- og prosessteknikk, av Terje Finstad og Per Østby.