Unik metod för flödesmätning i vattenkraftverk med låg fallhöjd

Mehrdad Kalantar Neyestanaki disputerade nyligen inom strömningslära på Luleå tekniska högskola. Din avhandling innehåller en unik metod, kan du berätta lite mer om den?

– Under min doktorandtid vid LTU har jag ägnat mig åt att utforma och utveckla min egen testrigg, genomföra experimentella tryck- och flödesmätningar samt utföra CFD-simuleringar.

– Min avhandling fokuserar på kombinationen av experimentell mätning och beräkningsbaserad strömningsmekanik (CFD) för att förbättra noggrannheten i flödesmätningen i vattenkraftsystem med låg fallhöjd. Det finns en välrenommerad metod för att mäta flöden vid hög fallhöjd, men i Sverige handlar det mest om låga fallhöjder. Det är en utmaning att mäta flödet i vattenkraftverk med låga fallhöjder på grund av de korta vattenvägarna, oregelbundenheter som böjar, variation i tvärsnitt och flöden som utvecklas i intaget. Jag har därför utvecklat en ny metodik som underlättar mätningar i vattenkraftverk med låg fallhöjd där jag integrerar CFD-simuleringar och experimentella mätningar, vilket överträffar IEC-standarden för flödesmätning i vattenkraft. Slutligen utvärderas data med hjälp av en ny metod som kombinerar 1D tryck-tid-metoden med 3D CFD. Det här är vad det i korthet handlar om. Jag rekommenderar att den som vill läsa mer, läser min avhandling Extension of the Pressure Time Method to 3-Dimensional Flows.

Du har i din yrkeskarriär varvat jobb ute i industrin med forskning. Vad är dina erfarenheter av det?

– Jag tror att det är väldigt nyttigt att jobbat ute i ”verkligheten”. Efter min utbildning jobbade jag fem år inom industri med inriktning på hydrodynamik, det ligger nära det jag forskar kring inom vattenkraften idag. Jag jobbade bland annat på en gasanläggning. Jag har genom åren jobbat med många olika typer av turbiner, vilket har gett mig en bred kunskap som jag har stor nytta av även i min forskning. Jag tror också att man som forskare får ett bredare perspektiv när man har varit ute i industrin och jobbat. Det är lättare att förstå att forskning kostar pengar och att den måste kunna komma till nytta, till exempel för att öka effektiviseringen av vattenkraften och på sikt också minska kostnaderna på anläggningarna.

Vad tror du om vattenkraftens framtid i Sverige och i övriga världen?

– Vattenkraften är en ren och hållbar energikälla. Den är unik på många sätt, den är säker och relativt billig. På bara ett par sekunder kan kraften minskas eller ökas. Det finns dock flera frågor att lösa. Många turbiner byggdes för 50 till 70 år sedan och de behöver bytas ut eller renoveras. Hur kan vattenkraften nå den högsta verkningsgraden? Här skulle min metod med flödesmätning kunna användas.

– Jag ser också ett behov av vidare forskning kring min metodik, vi behöver gå från labbförsök till implementering. Om det är möjligt vill jag gärna fortsätta med det.

– Vad det gäller vattenkraftens framtid i världen i övrigt så tror att jag vattenkraften kommer att finnas kvar, men jag tror inte att nya vattenkraftverk kommer att byggas. Men jag tror att det finns stora möjligheter att optimera vattenkraften. En central fråga där är hur turbinernas effektivitet kan höjas. Här finns ett stort behov av forskning.

Extension of the Pressure Time Method to 3-Dimensional Flows.