Effektivisering av Dala Energi AB:s vattenkraft1333234/FULLTEXT01.pdf · Sammanfattning Projektet har utförts åt Dala Energi AB och haft fokus på att effektivisera deras vattenkraft

ISRN UTH-INGUTB-EX-E-2019/012-SE

Examensarbete 15 hp

Juni 2019

Effektivisering av Dala Energi AB:s vattenkraft

Fredrik Nyman

Teknisk- naturvetenskaplig fakultet UTH-enheten

Besöksadress: Ångströmslaboratoriet Lägerhyddsvägen 1 Hus 4, Plan 0

Postadress: Box 536 75121 Uppsala

Telefon: 018 – 471 30 03

Telefax: 018 – 471 30 00

Hemsida: http://www.teknat.uu.se/student

Abstract

Streamlinging of the hydroelectric at Dala Energi AB

Fredrik Nyman

The project has been conducted into two parts.

The purpose with the first part of the project was to enable mobile reading of

signals from small scaled hydro plants. To do this an electrical signal circuit was

designed and built together. The circuit would send the measured signals from the

power plants via the internet to a mobile application. The signal circuit was tested

at one of Dala Energis hydro plants. The test results show that the measured values

displayed at the hydro plant were correctly displayed at the mobile application.

This largely facilitates service in the plants.

The second part of the project was to find an effective method to make Dala

Energi’s existing hydro plants more effective as many of the stations are struggling

with the profitability. During this part calculations in efficiency, hourly prices,

investments in remote control systems and finally revenue were made for the hydro

stations in Gimmån, Rällsjöfors, Vådån and Skeberg. The efficiency calculations

were carried out in the hydro plants in Rällsjöfors and Gimmån. The investment

calculations for remote controlled stations were carried out at the station in

Gimmån. The results from the calculations in hourly-prices showed that the hydro

plants, at realistic conditions, are able to increase their revenues by between 19,89

and 43,20 percent by producing energy when electricity prices are as high as

possible. The efficiency of the hydro plants in Gimmån and Rällsjöfors was

calculated to 33,35 and 34,46 percent respectively. The numbers is calculated on

vague theoretical values. To ensure the correct efficiency measurements should be

made in the stations. The investment of a complete remote control system in

Gimmån's power station was estimated to have a repayment period of 6 years and 8

months.

Handledare: Jonas Angel

Ämnesgranskare: Ping Wu

Examinator: Tomas Nyberg

ISRN UTH-INGUTB-EX-E-2019/012-SE

Sammanfattning Projektet har utförts åt Dala Energi AB och haft fokus på att effektivisera deras vattenkraft då flera

av företagets sju vattenkraftstationer idag har lönsamhetsproblem. Dessutom saknar fem av

företagets stationer fjärravläsning av felsignaler och indikatorer.

Arbetet har delats upp i två olika delar. Syftet med projektets första del har varit att möjliggöra

avläsning av signalerna från vattenkraftstationerna var man än befinner sig geografiskt. Den andra

delen i projektet har varit att ta fram effektiviseringsförslag för Dala Energis vattenkraft då många av

stationerna idag har lönsamhetsproblem.

Under arbetets första del har en signalsystemskrets som via internet skulle skicka stationernas

uppmätta signaler till en mobilapplikation designats och byggts ihop. Signalsystemet testades ute på

en av Dala Energis vattenkraftstationer och samma signal som syntes på kraftstationens indikatorer

visades också på mobilapplikationen. Med hjälp av den framtagna kretsen kan även signalerna från

stationerna som idag saknar fjärrsystem avläsas vilket underlättar servicen av stationerna.

Till arbetets andra del genomfördes verkningsgradberäkningar, timprisberäkningar,

investeringskalkyler för fjärrstyrsystem samt undersökningar för intäktsökningar vid stationerna i

Gimmån, Vådån, Skeberg och Rällsjöfors. Verkningsgradsberäkningarna genomfördes enbart i

Gimmåns och Rällsjöfors kraftstationer då Dala Energi såg störst utvecklingspotential i dessa

kraftstationer. Investeringskalkylen för styrsystem genomfördes enbart i Gimmåns kraftstation då

Rällsjöfors kraftstation hade för många felkällor i mätningarna vilket hade gjort kalkylerna för

osäkra. Investeringskalkylen baserades på siffror från Vattenkraftbolagets produkter.

Resultatet av timprisberäkningarna visade att stationerna vid realistiska förhållanden kan öka sina

intäkter med mellan 19,89 och 43,20 procent genom att producera energi då elpriserna är som högst.

Verkningsgraderna i Gimmåns och Rällsjöfors vattenkraftstationer beräknades till 33,35 respektive

34,46 procent. Investeringen av ett fullständigt fjärrstyrningssystem i Gimmåns kraftstation

beräknades ha en återbetalningstid på 6 år och 8 månader. Verkningsgradstalen för Gimmåns och

Rällsjöfors kraftstationer var väldigt låga, då ett effektivt vattenkraftverk i samma skala har en

verkningsgrad mellan 80 och 85%. Siffrorna är däremot beräknade på oexakta teoretiska värden. För

att säkerställa stationernas verkningsgrad bör mätningar göras i stationerna.

Förord Ett stort tack till Jonas Angel, Lars-Erik Löf på Dala Energi som hjälpt mig närhelst jag behövt det

under arbetets gång. Ett minst lika stort tack till min ämnesgranskare Ping Wu som varit hjälpsam

och förstående under hela arbetet. Till sist vill jag också tacka Ingo på Dala Energi som lärt mig att

skillnaden mellan teori och praktik inom vattenkraftbranschen är stor, njut av pensionen Ingo.

Innehållsförteckning

Nomenklatur ________________________________________________________________ 1

Förkortningar ______________________________________________________ 1

Symboler _________________________________________________________ 1

1 Intruktion _________________________________________________________________ 2

1.1 Bakgrund _________________________________________________________ 2

1.2 Syfte och mål ______________________________________________________ 2

1.3 Uppgifter och avgränsningar __________________________________________ 3

1.3.1 Uppgifter ____________________________________________________ 3

1.3.2 Avgränsningar ________________________________________________ 3

2 Teori __________________________________________________________________ 4

2.1 Vattenkraft ________________________________________________________ 4

2.1.1 Generell teori _________________________________________________ 4

2.1.2 Vattenkraftens fördelar _________________________________________ 4

2.1.3 Turbintyper___________________________________________________ 4

2.1.3.1 Francisturbin __________________________________________ 5

2.1.3.2 Kaplanturbin __________________________________________ 6

2.1.3.3 Crossflow-turbin _______________________________________ 7

2.1.4 Sugrör ______________________________________________________ 7

2.2 Kraftstationer ______________________________________________________ 8

2.2.1 Gimmåns vattenkraftstation ______________________________________ 8

2.2.2 Rällsjöfors vattenkraftstation _____________________________________ 9

2.2.3 Skebergs vattenkraftstation _____________________________________ 10

2.2.4 Vådåns vattenkraftstation ______________________________________ 10

2.3 Ekonomi _________________________________________________________ 11

2.3.1 Kalkylränta __________________________________________________ 11

2.3.2 Återbetalningstid _____________________________________________ 11

2.3.3 Nuvärdesmetoden ____________________________________________ 11

2.4 Internet of things __________________________________________________ 12

2.4.1 Wifi ___________________________________________________ 12

2.5 Elektronik ________________________________________________________ 13

2.5.1 Spänningsföljare _____________________________________________ 13

2.5.2 Likriktare ___________________________________________________ 14

3 Metod och Utförande ___________________________________________________ 17

3.1 Inledning ________________________________________________________ 17

3.2 Hårdvaror ________________________________________________________ 17

3.2.1 Arduino ____________________________________________________ 17

3.2.1.1 ATmega2560 ________________________________________ 17

3.2.2 esp8266 ESP-01 _____________________________________________ 18

3.3 Mjukvaror ________________________________________________________ 19

3.3.1 Arduino IDE _________________________________________________ 19

3.3.2 Blynk 19

3.4 Signalmätning och presentation ______________________________________ 19

3.4.1 Signaler ____________________________________________________ 19

3.4.2 Konstruktion av krets för dataöverföring från Mega2560 till Blynk _______ 19

3.4.3 Programmering ______________________________________________ 20

3.4.4 Signalväg ___________________________________________________ 21

3.4.5 Tester22

3.5 Effektivisering _____________________________________________________ 24

3.5.1 Intäktsökningar ______________________________________________ 24

3.5.2 Verkningsgradsundersökning ___________________________________ 25

3.5.3 kostnadskalkyler av Styrsystem _________________________________ 25

3.5.3.1 underlag för investering i styrskåp och luckstyrning Gimmån ___ 25

3.5.3.2 underlag för investering i luckstyrning Gimmån ______________ 26

4 Resultat och Diskussion ________________________________________________ 27

4.1 Signalsystemet ____________________________________________________ 27

4.1.1 Digitala signaler ______________________________________________ 27

4.1.1 Analoga signaler _____________________________________________ 27


4.2.1 Intäktsförändringar ____________________________________________ 27

4.2.1.1 Gimmån ______________________________________________ 28

4.2.1.2 Rällsjöfors ___________________________________________ 29

4.2.1.3 Vådån ______________________________________________ 30

4.2.1.4 Skeberg ____________________________________________ 31

4.2.2 verkningsgrad _______________________________________________ 32

4.2.2.1 Gimmån ____________________ Fel! Bokmärket är inte definierat.

4.2.2.1 Rällsjöfors ____________________________________________ 32

4.2.3 Kostnad styrsystem ___________________________________________ 33

4.2.3.1 Nuvärde och återbetalningstid vid investering i Gimmåns kraftstation ____________________________ Fel! Bokmärket är inte definierat.

4.3 Diskussion Signalsystem __________________ Fel! Bokmärket är inte definierat.

4.4 Diskussion Effektivisering _________________ Fel! Bokmärket är inte definierat.

4.4.1 Intäktsförändringar __________________ Fel! Bokmärket är inte definierat.

4.4.2 verkningsgrad _____________________ Fel! Bokmärket är inte definierat.

4.4.3 Investeringar Gimmåns kraftstation _____ Fel! Bokmärket är inte definierat.

5 Slutsats och framtida studier ____________________________________________ 35

5.1 Signalsystem _____________________________________________________ 35


5.2.1 Rällsjöfors __________________________________________________ 35

5.2.2 Gimmån ____________________________________________________ 35

Referenser _________________________________________________________________ 37

Bilagor ____________________________________________________________________ 39

Bilaga 1 ______________________________________________________________ 39

1

Nomenklatur

Förkortningar

AC Växelström

ADC Analog till digital-omvandlare

DC Likström

EEPROM electrically erasable programmable read-only memory

FTDI Future Technology Devices International

kB Kilobyte

kWh Kilowattimme

MIPS Miljoner instruktioner per sekund

PCB Printed Circuit Board

PWM Pulse width modulation

RAM Random Access Memory

SCADA Supervisory control and data acquisition

TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol

Symboler

F Farad

g Gravitationskonstanten

h Fallhöjd

I Ström

k Kilo

M Mega

V Spänning

W Watt

Wh Wattimme

Ω Resistans

2

1 Introduktion Den här delen av rapporten kommer beskriva hur signalintag med hjälp av en mikrokontroller

fungerar och vad fördelarna och nackdelarna med ett sådant signalintag är. Dessutom kommer

verkningsgradsberäkningar att tas upp. Ekonomiska aspekter av vattenkraft kommer även tas upp i

det här avsnittet. Utöver det kommer projektets syfte, avgränsningar och metodik inkluderas.

1.1 Bakgrund Dala Energi äger sju vattenkraftverk i Dalarna. Dessa är: Sågkvarns vattenkraftstation, Limåns

vattenkraftstation, Vådåns vattenkraftstation, Rällsjöfors vattenkraftstation, Gimmåns

vattenkraftstation, Skebergs vattenkraftstation samt Nykvarns vattenkraftstation. [1].

Vattenkraftverken har varit eftersatta hos Dala Energi en längre tid och effektiviseringsbehov finns

således hos stationerna på flera områden. Dels ur verkningsgradssynpunkt hos stationerna men även

gällande effektivisering av stationsunderhållet. En effektiv småskalig vattenkraftstation har en

verkningsgrad upp emot 90% [2]. Alltså omvandlar en effektiv vattenkraftstation upp emot 90% av

den potentiella energin i vattnet ovanför stationen till elektrisk energi via stationens turbin och

generator.

Vådåns och Skebergs vattenkraftstationer har fjärrstyrning installerad som möjliggör styrning och

signalavläsning på distans i de två stationerna. Övriga stationer har i dagsläget väldigt simpelt

felsignalsystem där samma felsignal, oavsett vilket fel som är i stationen, skickas till SOS alarm som

i sin tur ringer upp Dala Energi och berättar att något är fel.

Av Dala Energis sju kraftstationer har två gått med total vinst de senaste fyra åren. Idag har alla

stationer utom den i Gimmån tillgång till automatisk styrning som går på vattennivån i

kraftstationens damm. Styrningen fungerar på så vis att stationen släpper vatten genom turbinen om

vattennivån är högre än ett förinställt värde och stänger igen om nivån är lägre än ett annat förinställt

värde. Dessa inställningar görs på plats i varje station.

Vattenkraftstationerna Sågkvarn och Limån ligger båda i vattendraget Limån [1]. Dessa riskerar att

rivas på grund av fiskvandring och har därför bortprioriterats i projektets arbete då utveckling av

dessa riskerar att bara vara teoretiska och således inte ge någon praktisk nytta. På order av Dala

Energi har fokus lagts på Rällsjöfors och Gimmåns kraftstationer då de stationerna enligt bedömning

har störst utvecklingspotential.

Förnyelsebara energikällor har två system instiftade av staten för att öka intäkterna per producerad

kWh. Dessa är Ursprungsgarantisystemet och Elcertifikatsystemet [3]. För varje producerad MWh

har man som vattenkraftsägare rätt att tilldelas en ursprungsgaranti. Ursprungsgarantierna kan sedan

säljas på en marknad där elbolagen är köpare. Det finns inga krav på att elbolagen måste inneha en

viss del ursprungsgarantier från en viss energikälla utan bolagen köper garantierna av

profileringssynpunkt. Elcertifikat fungerar på samma vis som Ursprungsgarantierna förutom att alla

elbolag måste köpa en viss del elcertifikat i förhållande till den el de säljer. Detta system är

framtaget av den svenska och norska staten tillsammans för att subventionera investeringar i

förnyelsebar energiproduktion. För att vara berättigad elcertifikat behöver elanläggningen antingen

ha genomgått en omfattande renovering eller vara nybyggd. Om Energimyndigheten godkänner

elanläggningen tilldelas den elcertifikat i 15 år framöver [4]. Då Vattenkraft räknas som en

förnyelsebar energikälla höjs dess intäkter per producerad kWh från det rådande elpriset.

1.2 Syfte och mål Arbetet har delats upp i två olika delar.

Syftet med projektets första del har varit att möjliggöra avläsning av signalerna från

vattenkraftstationerna var man än befinner sig geografiskt. Den andra delen i projektet har varit att ta

3

fram effektiviseringsförslag för Dala Energis vattenkraft då många av stationerna idag har

lönsamhetsproblem.

Målet med projektet har varit att effektivisera Dala Energis vattenkraft för att öka dess lönsamhet.

1.3 Uppgifter och avgränsningar

1.3.1 Uppgifter

Under denna underrubrik presenteras uppgifterna som genomförts under projektet de har varit

följande:

Skapa en ett elektriskt system som mäter av befintliga signaler i vattenkraftstationerna och sedan

möjliggöra avläsning av signalerna oavsett geografisk plats.

Undersöka processerna i Dala Energis vattenkraftstationer utifrån ett effektiviseringsperspektiv.

Ge förslag på effektiviseringar av verkningsgraden och underhållet av vattenkraftstationerna.

1.3.2 Avgränsningar

Dala Energi använder idag programmet Scada [5] då de fjärrstyr sina anläggningar. För att få fram

ett så utvecklat signalsystem som möjligt har inte Scada implementerats i det här projektet på grund

av tidsbrist för inlärning av ett nytt system.

Då säkerheten i Blynk-appen som används för signalpresentation i projektet är osäker har

avgränsningen gjorts att enbart inkludera avläsning av signaler och därför inte möjliggöra styrning

av kraftstationerna. Detta är gjort för att säkerställa att eventuellt dataintrång inte ska kunna göra

någon skada på stationerna.

Då Dala Energi hade störst intresse i att effektivisera stationerna i Rällsjöfors och Gimmån har inga

djupare beräkningar eller lösningsarbeten gjorts i stationerna vid kraftstationerna i Skeberg, Vådån,

Nykvarn, Sågkvarn och Limån. Det kan finnas förbättringspotential även vid dessa stationer men det

skulle vara för tidskrävande att göra djupgående analyser på samtiliga stationer i detta projekt.

I projektet har inga egna mätningar av vattentilltinning, fallhöjd i stationerna eller efffekt gjorts i

stationerna utan siffrorna är tagna från Dala Energis egna mätningar eller från SMHI:s vattenwebb

[6].

Investeringskalkyler i nya turbiner och generatorer har ej undersökts då det skiljer sig för mycket

från fall till fall. Därför har det heller inte undersökts vilka krav som behövs för att en

vattenkraftstation ska bli berättigad elcertifikat.

Vid beräkningarna av intäkter i stationerna har inte nätavgiften för elen tagits med i beräkningen. I

dessa beräkningar har heller inga avancerade statistiska formler använts.

4

2 Teori I detta kapitel kommer teorin som använts under projektet att presenteras.

2.1 Vattenkraft

2.1.1 Generell teori

Vattenkraftens grunder var från början att omvandla potentiell energi i vatten till kinetisk energi.

Den kinetiska energin användes i sin tur till att mala mjöl i kvarnar. Idag används vattenkraften

främst för att producera el. Principen är den samma som i kvarnarna förutom att turbinen i sin tur är

kopplad till en generator vilken omvandlar den kinetiska energin till elektrisk energi.

Energiomvandlingen illustreras i figur 2.1.

2.1.2 Vattenkraftens fördelar

En av fördelarna med vattenkraften är att den är lättreglerad. Det går alltså snabbt att både stänga av

produktionen och att starta den och nå toppeffekt. Dessa egenskaper möjliggör att vattenkraften kan

producera energi då elpriserna på elmarknaden är som högst vilket kan öka intäkterna hos en

kraftstation utan att den för den delen producerar fler kWh. Enligt energimyndighetens prognoser

kommer vind- och solkraften i Sverige utökas i framtiden, detta kommer också innebära att

skillnaderna i elpriser kommer variera mer än i dagsläget då det inte går att styra över väder och vind

i någon större utsträckning. Därför kommer möjligheten till produktionsstyrning hos vattenkraften

bli än mer fördelaktig i framtiden

2.1.3 Turbintyper

Det finns flera varianter av turbintyper som lämpar sig bäst för olika förutsättningar. Under den här

rubriken kommer turbintyperna Francisturbin, Kaplanturbin samt Crossflow-turbin att beskrivas.

Två parametrar är centrala vid valet av turbin i vattenkraftstationer. Det ena är flöde och det andra är

fallhöjd. Figur 2.2 visar i vilka spann de olika turbintyperna kan operera i.

Figur 2.1: Visar energiomvandlingsprocessen från potentiell energi till elektrisk energi

i ett vattenkraftverk.

5

2.1.3.1 Francisturbin

Francisturbinen är namngiven efter dess uppfinnare, den engelsk-amerikanska vetenskapsmannen

James B. Francis. Den går att använda vid fallhöjder från 10-500 meter och är vanligast i spannet 70-

500 meter då kaplanturbinen ofta har bättre verkningsgrad på fallhöjder lägre än 70 meter [7].

Figur 2.2: Grafen visar i vilket spann olika turbintyperlämpar sig bäst. Y-axeln representerar vattnets

fallhöjd i meter medan X-axeln representerar vattnets flöde i m^3/sekund

6

2.1.3.2 Kaplanturbin

Kaplanturbinen är namngiven efter Viktor Kaplan från Österrike-Ungern. Det är en utveckling av

den äldre Francisturbinen. Dess huvudsakliga fördelar är att den har en hög verkningsgrad vid låga

fallhöjder och även är väl utvecklad inom styrning vilket möjliggör hög verkningsgrad vid olika

flöden [7].

Figur 2.3: Grafen visar verkningsgraden hos en Francisturbin. Y-axeln representerar turbinens

verkningsgrad medan X-axeln representerar vattenflöde i procent av maxflödet.

7

2.1.3.3 Crossflow-turbin

Crossflowturbinen uppfanns av Australiensaren Anthony Michell, Ungraren Donát Bánki och

Tysken Fritz Ossberger. Turbinens fördelar är att den har ett brett spann av maxflöde där

verkningsgraden ligger över 80% samt att den har en låg investeringskostnad. Dess nackdelar är att

toppeffekten är lägre än Kaplan- och Francisturbiner [7].

2.1.4 Sugrör

Sugrör används i vattenkraftverk för att öka tryckskillnaden över turbinen samt för att minska

hastigheten av vattnet som lämnar turbinen. Detta minskar virveleffekten i vattnet vilket minskar

risken för tillbakaflöde in i turbinen vilket är en positiv sak ur en livslängdssynpunkt hos

kraftstationen. Tillbakaflöde av vatten är skadligt för turbinen och minskar dessutom

verkningsgraden då tillbakaströmmande vatten minskar hastigheten av vattnet i turbinen. Eftersom

bredden på sugröret blir större ju närmare vattenytan den tar sig kommer hastigheten och trycket i

vattnet att minska [8].

Figur 2.4: Grafen visar verkningsgraden hos en kaplanturbin. Y-axeln representerar turbinens


Figur 2.5: Grafen visar verkningsgraden hos en Crossflow-turbin. Y-axeln representerar turbinens


8

Figur 2.6: Illustration av hur ett sugrör i en vattenkraftstation fungerar, pilarna visar vattnets väg genom

turbin och sugrör.

2.2 Kraftstationer Då rapporten kommer vara mer djupgående i stationerna, Vådån, Gimmen, Rällsjöfors och Skeberg

kommer endast dessa tas upp i rapportens del.

2.2.1 Gimmåns vattenkraftstation

Gimmåns vattenkraftstation byggdes år 1919, har en Crossflow-turbin och en fallhöjd på 56,3 meter.

Stationens maxeffekt 2018 var 354 kW. Årsproduktionen 2018 var 524 MWh Figur 2.7 visar 2018

års timproduktion i kraftstationen.

Stationen tar sitt vatten genom en 1,4 kilometer lång kanal från sjön Gimmen. Insläppet i kanalen

regleras med en hydraulisk lucka vilken styrs manuellt på plats. Turbinen saknar möjlighet till

fjärrstyrning och kan enbart startas och stoppas på plats av personal. Kanalen från sjön Gimmen till

Gimmåns kraftstation är en kritisk punkt i regleringen då den för det första är lång, vilket medför att

det blir en fördröjning i produktionen från det att vatten släpps på från Gimmen in i kanalen till det

att det når turbinen i kraftstationen. För det andra är kanalen smal vilket medför att det inte krävs

mycket vatten innan kanalen svämmar över. Eftersom kanalen till tubintaget är så pass smal finns

risk att delar av den fryser helt under vintern. För att förebygga detta spills idag alltid en del vatten

under vintertid genom kraftstationen. Mätning av vattennivå mäts vid två punkter en vid

dammluckan i Gimmen samt vid tubintaget till Gimmåns kraftstation.

9

Figur 2.7: Diagram över Gimmåns produktion timme för timme 2018. Y-axeln representerar kWh per

timme och X-axeln representerar årets timmar.

2.2.2 Rällsjöfors vattenkraftstation

Rällsjöfors vattenkraftstation byggdes år 1920 och har en Francisturbin. Enligt webbsidan

vattenkraft.info har stationen en fallhöjd på 12 meter [1] och enligt Bertil Ryss, som har mångårig

erfarenhet av kraftstationen i Rällsjöfors, en fallhöjd på 15,6 meter[12]. Stationens maxeffekt 2018

var 152,4kW. Årsproduktionen 2018 var 239 MWh. Stationen får sitt vatten från ett flertal sjöar

med reglering uppströms. Enligt Ryss är sugröret vid stationen trasigt vilket gör att prestanda tappas.

Stationen har ingen fjärrstyrning men kan ställas in på autostyrning vilket innebär att stationen slår

av och på beroende på vattennivån i intaget till kraftstationens tub. Figur 2.8 visar 2018 års

timproduktion i kraftstationen.

Figur 2.8: Diagram över Rällsjöfors produktion timme för timme 2018. Y-axeln representerar kWh per


0

50

100

150

200

250

300

350

4001

30

46

07

91

01

21

31

51

61

81

92

12

22

42

52

72

83

03

13

33

43

63

73

94

04

24

34

54

64

84

95

15

25

45

55

75

86

06

16

36

46

66

76

97

07

27

37

57

67

87

98

18

28

48

5

Produktionssiffror Gimmån 2018

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

13

04

60

79

10

12

13

15

16

18

19

21

22

24

25

27

28

30

31

33

34

36

37

39

40

42

43

45

46

48

49

51

52

54

55

57

58

60

61

63

64

66

67

69

70

72

73

75

76

78

79

81

82

84

85

Produktionssiffror Rällsjöfors 2018

10

2.2.3 Skebergs vattenkraftstation

Skebergs vattenkraftstation byggdes år 1921 och har en Francisturbin. Dess fallhöjd är 32 meter

enligt webbsidan vattenkraft.info [1]. Stationens maxeffekt 2018 var 640,8 kW. Årsproduktionen

2018 var 450 MWh. Stationen får sitt vatten från sjön Djursjön via tub vilken leder in i turbinen.

Djursjön har ingen reglerad tillrinning ovanför sjön. Stationen har en fjärrstyrningsanläggning vilken

möjliggör styrning av stationen via internet. Figur 2.9 visar 2018 års timproduktion i kraftstationen.

Figur 2.9: Diagram över Skebergs produktion timme för timme 2018. Y-axeln representerar kWh per


2.2.4 Vådåns vattenkraftstation

Vådåns vattenkraftstation byggdes år 1980 och har en Francisturbin. Dess fallhöjd är 140 meter

enligt webbsidan vattenkraft.info [1]. Stationens maxeffekt 2018 var 2147 kW. Årsproduktionen

2018 var 1930 MWh. Stationen får sitt vatten från sjön Vådsjön via en kanal och tub som leder in i

turbinen. Vådsjön har ingen reglerad tillrinning ovanför sjön. Stationen har en

fjärrstyrningsanläggning vilken möjliggör styrning av stationen via internet. Figur 2.10 visar 2018

års timproduktion i kraftstationen.

0

100

200

300

400

500

600

700

13

04

60

79

10

12

13

15

16

18

19

21

22

24

25

27

28

30

31

33

34

36

37

39

40

42

43

45

46

48

49

51

52

54

55

57

58

60

61

63

64

66

67

69

70

72

73

75

76

78

79

81

82

84

85

Produktionssiffror skeberg 2018

11

Figur 2.10: Diagram över Vådåns produktion timme för timme 2018. Y-axeln representerar kWh per


2.3 Ekonomi

2.3.1 Kalkylränta

Kalkylräntan används av företag och organisationer vid investeringskalkyler och värderingar. Det är

ett samlat begrepp vilket innefattar ränta för lån, avkastningskrav och inflation av en organisations

eller företags investering [13].

2.3.2 Återbetalningstid

Återbetalningstiden för investeringar har beräknats med formel 3 vilken tar hänsyn till kalkylräntan.

Återbetalningstiden är tiden det tar för en investering att återbetala sig ekonomiskt [14]. Formeln för

beräkning av återbetalningstid är följande:

𝑇 = −ln(1−

𝐺

𝑎𝑝)

ln(1+𝑝) (2.1)

Där T = återbetalningstiden i år, ln = den naturliga logaritmen, G = grundinvesteringen, a = årliga

intäkter och p = kalkylräntan.

2.3.3 Nuvärdesmetoden

Nuvärdesmetoden för investeringar har beräknats med formel 2.2 och 2.3. Nuvärdesmetoden räknar

om samtliga in- och utbetalningar under investeringens ekonomiska livslängd till tidpunkten då

grundinvesteringen genomförs. Denna omräkning görs med hjälp av en vald kalkylränta [14].

Formeln för beräkning av ”Nuvärde” med ett jämnt årligt kassaflöde var följande:

𝑁𝑉 =𝑅

(1+𝑝)𝑛 + (𝐼 − 𝑈) (1

𝑝−

1

𝑝 (1+𝑝)𝑛) (2.2)

0

500

1000

1500

2000

25001

31

4

62

7

94

0

12

53

15

66

18

79

21

92

25

05

28

18

31

31

34

44

37

57

40

70

43

83

46

96

50

09

53

22

56

35

59

48

62

61

65

74

68

87

72

00

75

13

78

26

81

39

84

52

Produktionssiffror Vådån 2018

12

Där NV = nuvärde, R = värdet av tillgången vid periodens slut, p = kalkylräntan, n = investeringens

ekonomiska livslängd i år, I = årliga inbetalningar och U = årliga utbetalningar,

Formel för beräkning av Nettonuvärde med ett jämnt årligt kassaflöde:

𝑁𝑁𝑉 = 𝑁𝑉 − 𝐺 (2.3)

Där NNV= nettonuvärde, NV = nuvärde och G = Investeringen.

2.4 Internet of things Internet of things (IoT) är vardagliga föremål och elektriska apparater som är uppkopplade till

internet. Föremålen kan med hjälp av sensorer och mikrodatorer läsa av sin omgivning samt skicka

data och även styras via internet. Detta möjliggör att föremål och processer som tidigare behövde

skötas och underhållas manuellt nu kan ”tänka” själva och sända information samt styras utan att

personer fysiskt behöver vara på samma plats som föremålet eller apparaten. På så vis möjliggör IoT

effektivisering av processer och system, då styrning och datautbyte inom områden där

internetuppkoppling tidigare saknades kan genomföras snabbare och ibland även automatiseras.

Inom industrin kan till exempel processer, som utan IoT kräver transport av personal för avläsning

av data, med hjälp av IoT läsa väsentliga data oavsett geografiskt läge vilket kan effektivisera

processen då inläsningen av data går snabbare [9].

2.4.1 Wifi

Inom IOT används ofta standarden IEEE 802.11 wireless LAN, vilket också är känt under namnet

Wifi, som ett steg i kommunikationen mellan sensorer och användare. I ett Wifi-nätverk används

accesspunkter vilka är kommunikationspunkterna mellan klienter i nätverket och routern. Routern är

den delen i nätverket som är uppkopplad till internet och möjliggör på så vis att klienterna inom

Wifi-nätverket kan kommunicera med omvärlden. Wifi använder protokollet CSMA/CA (Carrier

Sense Multiple Acces/ Collision Avoidance ) som ser till att en accesspunkt i ett Wifi-nätverk enbart

tar emot och skickar signaler till en och samma klient i nätverket på en gång för att undvika att

signalerna blandas ihop. Figur 2.11 visar hur kommunikationen fungerar då Wifi används [24].

13

2.4.2 Internet

Internet är i grunden ett världsomspännande nätverk av datorer som sträcker sig över världen. När

två datorer kopplas ihop krävs en koppling mellan datorerna, antingen trådlös eller med kabel. För

att koppla ihop flera datorer på samma vis krävs det att en sådana kopplingar görs mellan samtliga

datorer. Om till exempel 5 datorer används krävs 4 kopplingar per dator. För att minska antalet

kopplingar används en router. En router har en koppling till samtliga noder i ett nätverk och har som

enda uppgift att ta emot meddelande från en nod och skicka den till den nod i nätverket den var

ämnad för. På så vis minskas antalet kopplingar per nod i nätverket till 1 då alla enbart har en

koppling till routern. Genom att sedan ansluta flera sådana routrar till varandra i flera nivåer kopplas

flera små nätverk samman och ett större nätverk skapas. Internet är uppbyggt på detta vis med

routrar som kopplas till routrar som kopplas till routrar och så vidare tills hela världen blivit ett enda

stort nätverk. På så vis är det möjligt för en nod att skicka ett meddelande till en annan nod i internet

genom att vandra från router till router till router tills det når routern som är kopplad till den

specifika noden, den sista routern skickar sedan signalen till den slutgiltiga noden och signalen är

framme [26].

2.5 Elektronik

2.5.1 Spänningsföljare

En spänningsföljare är en elektrisk krets innehållande en operationsförstärkare vilken säkerställer

stabil spänning under vissa delar av en krets [10]. I en ideal spänningsföljare kommer inspänningen

på plussidan av operationsförstärkaren vara densamma som utspänningen från densamma. Då OP-

ampen kan ses som ett oändligt stort motstånd kommer spänningsfallet över R2 i figur 2.11 vara

densamma som spänningsfallet över lasten.

Figur 2.11: Illustration av hur signalvägen i Internet of things är uppbyggt. En sak/sensor har kontakt med

ett Wifi-nätverk via en anslutningspunkt. Anslutningspunkten har i sin tur kontakt med en router eller

switch som är kopplad till internet (cloud). I sista steget är en användarapplikation kopplad till internet för

att möjliggöra avläsning och styrning av sakerna.

14

Ekvationen för spänningen över lasten i figur 2.12 med en ideal operationsförstärkare är följande:

𝑉𝑙𝑎𝑠𝑡 = 𝑉𝑐𝑐𝑅2

𝑅1+𝑅2 2.4

2.5.2 Likriktare

För att omvandla en AC-signal till en DC-signal måste en så kallad likriktarkrets användas, vilken

omvandlar en varierande AC-signal till en DC-signal. Likriktare använder sig av dioder för att

omvandla växelströmmen till likström. Om likströmssignalen behöver stabiliseras används också

kondensatorer i kretsen vilka håller signalen hög vid lägre inspänning och låg vid högre inspänning.

Den vanligaste varianten av likriktare syns i Figur 2.13. En annan variant ser ut som kretsen i figur

2.15. Med kretsen i figur 2.15 fås halva energin till signalen medan andra hälften blir en

effektförlust. Kretsen möjliggör en simpel kombination för avläsning av DC- och AC-signaler i

samma krets. I kretsen i figur 2.13 används både den positiva och den negativa vågen av en AC-

signal vilket är effektivare än kretsen i figur 2.15. En fördel med kretsen i figur 2.15 jämfört med

kretsen i figur 2.13 är att kretsens AC-signal och DC-signal använder samma jord. Det kan

underlätta signalbehandling i komplexa system [11].

Figur 2.12: Illustration av en spänningsföljare med en operationsförstärkare

15

Figur 2.14: Vågformsgraf från den ideala likriktaren i figur2.13. Den orangea grafen representerar

spänningen över C och den blå grafen representerar spänningen från spänningskällan.

Figur 2.13: Kretsschema över en likriktare med fyra dioder och stabiliserande kondensator.

16

Figur 2.15: Kretsschema över en likriktare med en diod och stabiliserande kondensator.

Figur 2.16): Vågformsgraf från den ideala likriktaren i figur 2.15. Den blå grafen representerar

spänningen över C och den orangea grafen representerar spänningen från spänningskällan.

17

3 Metod och Utförande

3.1 Inledning I signaldelen av projektet har en krets vilken tog in signaler från kraftstationernas sensorer via

stationernas kontrollskåp designats. Dessa signaler skickades sedan till ett mikrokontrollerkort och

vidare till en Wifi-modul vilken i sin tur skickade signalerna till en mobil internetrouter som via

internet sände signalerna till mobilapplikationen Blynk där signalerna presenterades på en skärm.

3.2 Hårdvaror

3.2.1 Arduino

Arduino är ett koncept med programmerbara mikrokontrollerkort vilka kan styra och läsa av

elektronik med hjälp av elektriska signaler. Det är i grunden framtaget för privatpersoner som vill

kontrollera och styra vardaglig elektronik. Hårdvaran finns i flera olika former med olika funktioner.

I grunden utgår Arduino från ett mikrokontrollerkort där signaler tas in, behandlas och skickas ut.

Dessutom finns så kallade sköldar som tillägg till mikrokontrollerkorten. Sköldarna bidrar med

ytterligare funktioner till mikrokontrollerkorten, så som att möjliggöra inkoppling av ethernetkabel

eller inkoppling till motor. Korten programmeras via programmet IDE[15].

3.2.1.1 ATmega2560

ATmega2560 är en högpresterande 8-bitars mikrokontroller med ett programminne på 256 kB.

Mikrokontrollern har bland annat följande egenskaper: RAM-minne på 8 kB, 12 PWM-kanaler, 16

ADC-kanaler, CPU hastighet på 16 MIPS, 86 in/out pins, 4 kB EEPROM. ATmega2560 har ett

spann i arbetstemperatur på -40 till 85 grader Celsius [16].

Arduinos utvecklingskort Mega 2560 är baserat på ATmega2560. Mega 2560 är designat för mer

avancerade projekt med många signaler. Därför finns 54 digitala in/utgångar och 16 analoga

ingångar på kortet. Kortet kan endast hantera likströmssignaler mellan 0 och 5 volt. Överskrids

spänningsgränserna kan kortet skadas. De analoga ingångarna har 10 bitars upplösning, den kan

alltså anta 1024 olika värden. Då spannet ligger mellan 0 och 5V märker kortet en skillnad på 4,9mV

i signalspänning. För att en digital signal ska registreras som hög måste dess spänning ligga mellan

60% av matspänningen och matspänningen + 0,5V. Samtliga signaler på kortet delar samma

referens/jord. Mega 2560 drivs med likspänning på 7-12V via nätadapter eller 5V via USB-kabel.

Maximala strömmen genom en pin på ATmega2560 är 20mA. Går strömmen över 40mA skadas

kortet [17].

Figur 3.1: Illustration av signalernas väg från sensorer i vattenkraftstationerna till Blynkappen.

18

Figur 3.2: Bild på mikrokontrollerkortet Mega med mikrokontrollern ATmega2560 som användes i

signalkretsen.

3.2.2 esp8266 ESP-01

ESP-01 är en modul vilken möjliggör för mikrokontrollerkort att ansluta till ett nätverk över Wifi

med hjälp av TCP/IP-kopplingar. Den är vanlig vid privata projekt då kostnaden är låg i jämförelse

med andra liknande produkter och även relativt simpel att förstå. Modulen är ej kompatibel för

montering på hålmonterade kretskort, då det krävs en omkopplingsmodul som möjliggör montering

på hålmonterade kretskort [18].

19

Figur 3.3: Bild på Wifi-modulen esp8266 ESP-01 som användes i signalkretsen.

3.3 Mjukvaror

3.3.1 Arduino IDE

Arduino integrated development environment (IDE) är ett dataprogram skrivet i Java som möjliggör

kodning av arduinokomplatibla utvecklingskort. IDE är kompatibelt för Windows, macOS och

Linux. Programmet används för både för kodskrivning och uppladdning av kod till

arduinokomplatibla utvecklingskort. Kodskrivningen är baserad på programmeringsspråket C/C++.

IDE kan uppdateras och utökas med extra separata bibliotek som möjliggör extra funktioner i

programmeringen [19].

3.3.2 Blynk

För att möjliggöra avläsning av signaler var man än befinner sig finns plattformen Blynk. Blynk är

en applikation för operativsystemen Android och IOS som via ett internetmoln kan läsa av, skicka ut

och presentera signaler från mikrokontrollerkorten Arduino och Rasberry Pi-kort. Applikationen

byggd på grafisk programmering, detta har gjort att inlärningstiden för programmet varit kortare än

andra textbaserade programmeringsspråk [20].

3.4 Signalmätning och presentation

3.4.1 Signaler

De uppmätta signalerna i kretsen var både digitala och analoga. De digitala signalerna var lampor

som lyste för att indikera fel eller att någon process var igång. De analoga signalerna var

strömmätarsignaler, spänningsmätarsignaler, samt vattennivå i dammar, effekt, reglering i turbin

samt kombinering. Signalerna vilka var kopplade till kontrollskåpets indikatorer var både AC och

DC-signaler. AC-signalernas maxvärde uppgick till 230 V medan DC-signalerna uppgick till 24 V.

3.4.2 Konstruktion av krets för dataöverföring från Mega2560 till Blynk

Då Mega2560-kortet enbart klarar av att ta in signaler mellan 0 och 5V konstruerades en krets med

både spänningsdelare och stabiliserande likriktare. Spänningsdelaren bestod av två resistorer vilka

skapade en önskad spänning till likriktardelen av kretsen. Den stabiliserande likriktaren bestod av en

diod som enbart släpper igenom positiv spänning, en zenerdiod som skyddar mot överspänning, en

kondensator som stabiliserar kretsen samt en resistor som laddar ur kretsen då ingen spänning läggs

över kretsen (se figur 3.4).

20

I kretsen avsedd för mätning av de digitala signalerna var R1=300kΩ, R2=10kΩ, D1= 1N4007,

D2=4,7V, C1=33µF och R3=50kΩ. Då ATmega2560-kortet vilket användes i mätsystemet matades

med 5V behövde insignalerna på de digitala ingångarna vara minst 60% av matspänningen, alltså

3V. Vid 230V insignal kommer utsignalen vara större än 3V, zenerdioden begränsar utsignalen till

4,7V vilket gör att signalen kommer vara mellan 3 och 4,7V och därför läsas som hög i

ATmega2560. Den Analoga kretsen hade samma värden som den digitala kretsen bortsett från R2

som var 3,3kΩ.

3.4.3 Programmering

När ESP-01-modulen först inhandlas har den en färdig kod inprogrammerad som ej är kompatibel

med kopplingen mellan Blynk och ATmega2560. Modulen behövde därför kodas om för att fungera

på rätt sätt. Till detta användes en färdig flashkod från webbsidan Electordragan.com [21]. För att

överföra koden från den PC den låg på till ESP-01-modulen användes en USB till seriell-adapter av

modell FT232 [22]. Adaptern kopplades ihop med ESP-01-modulen med hjälp av kopplingen i figur

3.5. För att överföra flash-koden från datorn till adaptern och vidare till ESP-01 användes

flashprogrammet esp8266_flasher.

Figur 3.4: Krets för spänningsdelning, likriktning samt stabilisering av AC-signaler.

21

Figur 3.5: Bild som visar kopplingen som används för att överföra flashkod till ESP-01 med hjälp av

FT232

För att ATmega2650-kortet ska kunna kalibrera signalerna måste kortet kodas med mjukvara för att

spänningssignalen ska kunna omvandlas på rätt sätt. Då de kalibrerade signalerna skickades vidare

till Blynk-appen via en ESP-01-modul behövde både appen och modulen att ATmega2560

programmerades med kod anpassad för det specifika fallet med Blynk och ESP-01 i kombination. På

Blynks hemsida fanns koden som behövdes för att kopplingen skulle fungera tillgänglig för

nedladdning, koden finns att se i bilaga 1.

Portarna som mikrokontrollerkortet tog in signalerna på programmerades in i Blynkappen så att rätt

signal kopplades till rätt indikator på appens presentationsskärm. För att omvandla de analoga

signalerna från en spänningsnivå till ett kalibrerat mätvärde användes funktionen ”virtual pin” från

Blynkappen. Det gjordes genom att skriva en formel i Arduinoprogrammet vilken kalibrerade

insignalen till ett korrekt värde. Detta värde länkades sedan till en virtuell pin i Blynkappen som i sin

tur var kopplad till en indikator. På så sätt kunde korrekta värden visas i appen. Eftersom

Blynkappen programmeras grafiskt valdes grafiska komponenter i appen för att efterlikna de

verkliga kontrollskåpets utseende till den grad det var möjligt. Detta gjordes för att göra

presentationen intuitiv och enkel att förstå för personer som sedan tidigare arbetat med

kraftstationerna.

3.4.4 Signalväg

Signalerna kalibreras i ATmega2650-kortet där signalerna omvandlades till ett faktiskt värde som

sedan skickades via en signalkabel kopplad till ESP-01modulen som via Wifi kopplades till en mobil

surfpunkt som i sin tur sände ut de kalibrerade signalerna på internet. Dessa signaler nådde slutligen

Blynkappen i en telefon eller surfplatta där signalerna presenterades grafiskt.

22

Figur 3.6: Bilden visar det hopkopplade signalsystemet med ATmega2560 (uppe t.v), spänningsdelar- och

likriktarkretsen (uppe t.h) samt ESP-01modulen (nere t.v).

3.4.5 Tester

Hela systemet testades först på Dala Energis kontor där insignalerna simulerades via en nätadapter

som levererade 230V AC. Internetuppkopplingen Wifi-modulen var kopplad till kom från en router

på Dala Energis kontor vilken var kopplat till Internet. Det testades också att mäta DC-signaler som

varierades mellan 0 och 5V för att se att de analoga signalerna kom hela vägen fram till Blynkappen.

När testet på kontoret var gjort återstod att göra det slutgiltiga testet ute på en vattenkraftstationerna.

Signalsystemskretsen testades i Limåns kraftstation då stationen inte var i bruk på grund av

reparationer. Det möjliggjorde fri på- och avstängning av stationen utan att någon bortre tidsgräns

för testets varaktighet behövdes ta i beaktning. Därför kunde alla kopplingar och signaler

dubbelkollas innan testerna påbörjades och avslutades. Under testet stängdes kontrollskåpet först av

för att möjliggöra säker koppling utan spänning. Internetuppkoppling sattes upp genom

intenetdelning från en mobiltelefon. Fyra kopplingar gjordes under testet. En signalkabel kopplades

från skåpets signaljord till mikrokontrollerkortets jord. En kabel kopplades från signallampan för

frekvensfel till ingången på en digital spänningsdelar- och likriktarkrets. Två kablar kopplades till

stationens spänningsmätarkrets (vilken mäter nätspänningen), en till varje ingång på

spänningsindikatorn. Kablarnas andra ändar kopplades till var sin analog ingång på en

spänningsdelar- och likriktarkrets. Kontrollskåpets huvudbrytare slogs sedan på och knappen för test

av signallampor trycktes in vilket gjorde att samtliga signallampor började lysa, på det viset testades

det hurvida den digitala lampan fungerade. För att testa om spänningsmätningen fungerade som den

skulle ställdes först voltmätaromkopplaren, vilken styr vilka signaler som kommer till

spänningsindikatorn, till noll så att ingen spänning låg över indikatorn. Efter det ändrades

voltmätaromkopplaren till att mäta spänningen från de tre faserna till nolledaren på nätet. Resultatet

från Blynkappen noterades.

23

Figur 3.7: Bild som visar presentationsskärmen i Blynkappen. Den vänstra delen representerar de

digitala signalerna medan den högra sidan representerar de analoga signalerna.

Figur 3.8: Bild som visar presentationsskärmen av de digitala signalerna i vattenkraftstationerna.

24

Figur 3.9: Bild som visar presentationen av de analoga signalerna nätspänning och vattennivå i

vattenkraftstationerna.

3.5 Effektivisering Under projektets andra del gjordes beräkningar utifrån tillgängliga parametrar på

vattenkraftstationerna i Gimmån, Rällsjöfors, Skeberg och Vådån. Det som beräknades var

verkningsgraden, intäkter från stationerna, potentiella intäktseffektviseringar samt

underhållseffektivisering. Dessutom undersöktes vad kostnaden för investering av fjärrstyrda

dammar skulle kosta.

3.5.1 Intäktsökningar

Beräkningar och undersökningar gjordes på intäktsökningar för kraftverken i Skeberg, Gimmån,

Rällsjöfors och Vådån. Beräkningarna gjordes över 1-årsperioder där potentiella inkomster

jämfördes med de faktiska intäkterna från de enskilda kraftstationerna. Siffrorna för stationerna

Gimmån och Rällsjöfors har undersökts för åren 2018, 2017 och 2016 medan stationerna Skeberg

och Vådån enbart har undersökt 2018 års siffror. För att beräkna de faktiska intäkterna togs elpriset

för varje unik timme över ett kalenderår fram från den nordiska elbörsen Nordpool. Siffror på

producerad energi per timme över ett år för varje kraftstation togs också fram. Producerad energi

multiplicerades sedan med det specifika timpriset för den timmen, på så sätt togs intäkterna för varje

timme på året fram. Dessa intäktssiffror summerades sedan för att få fram årets intäkter. För att ta

fram de potentiella intäkterna togs siffror från Dala Energis mätdata fram för stationernas totala

årsproduktion samt deras maxeffekt. Därefter sorterades timmarna utifrån elpriset i fallande ordning

så att timmen på året då elen kostade mest placerades längst upp i tabellen. Utifrån dessa siffror

gjordes några olika uträkningar utifrån samma modell.

1. Det beräknades hur många timmars produktion på maxeffekt som behövdes för att

producera årets energimängd. Siffrorna i den sorterade tabellen med högsta timpriset längst

upp multiplicerades sedan med maxeffekten för att få fram intäkterna per timme för

timmarna med dyrast elpris. Denna uträkning gjordes lika många gånger som det krävdes

timmar för att producera årets energi på maxeffekt. De separata intäkterna per timme

adderades sedan för att få fram de potentiella årsintäkterna för kraftstationerna.

2. Beräkningarna gjordes på samma sätt som i första exemplet men istället för att räkna med

maxeffekten räknades det med 80% av maxeffekten. Detta medförde lägre intäkter per

timme samt fler timmar med intäkter jämfört med den första uträkningen.

3. Beräkningarna gjordes på samma sätt som i första uträkningen förutom att de 870 timmarna

(vilket motsvarar 10% av alla årets alla timmar.) med dyrast elpris togs bort ur tabellen.

25

Alltså beräknades intäkterna på lika många timmar som i den första uträkningen men

snittintäkterna per timme blev lägre då de dyraste timmarna var bortplockade ur tabellen.

4. Beräkningarna gjorde på samma sätt som i uträkning nummer 3 fast med 80% av

maxeffekten istället för 100% av maxeffekt. Alltså samma princip som i beräkning 2 fast

med de 870 timmarna med dyrast elpris borttagna.

I samtliga uträkningar beräknades den procentuella förändringen i intäkter utifrån de faktiska

intäkterna. Dessutom beräknades skillnaden i intäkterna jämfört med de potentiella intäkterna om

elen hade sålts till snittpriset för året.

3.5.2 Verkningsgradsundersökning

Det gjordes undersökningar på verkningsgraden hos vattenkraftstationerna i Gimmån och

Rällsjöfors. Först beräknades den teoretiska Potentialen i stationerna genom att använda följande

formel för beräkning av potentiell energi per år i vattenkraftstationerna:

𝑘𝑊ℎ

å𝑟= 𝑝𝑔ℎ𝑄𝜂𝑔𝜂𝑡24𝑛 (3.1)

Där p= vattnets densitet, g = gravitationskonstanten 9,82, h = fallhöjden, Q = medelvattentillföringen

till kraftverket på ett år, 𝜂𝑔 = generatorns verkningsgrad, 𝜂𝑡 = turbinens verkningsgrad, 24 = antalet

timmar på ett dygn och n = antalet dagar med drift på ett år.

Siffrorna i beräkningarna togs från olika källor. Medelvattenföringen togs fram från SMHI:S

vattenwebb, vattnets fallhöjd togs fram från intern dokumentation om kraftverken. Verkningsgraden

i både turbin och generator sattes till 100%. Från intervjuer med Peter Hed på vattenkraftbolaget [23]

har antal dagar med produktion på ett år satts till 310 för att få realistiska siffror. Resultatet från

uträkningen har sedan jämförts med de faktiska värdena från energimätarna i stationerna för att ta

fram generatorernas och turbinernas verkningsgrad. Verkningsgraderna som togs fram var enbart

teoretiska och hade därför flera felkällor.

3.5.3 kostnadskalkyler av Styrsystem

Då styrsystemen i Rällsjöfors och Gimmån ej möjliggjorde fjärrstyrning togs prisförslag från

Vattenkraftbolaget fram för att åskådliggöra vad ett sådant system skulle kosta att installera i

stationerna. Ingen offert kunde lämnas på grund av tidsbrist men ett ungefärligt pris beräknat i

överkant av vad kostnaden för ett styrsystem normalt uppgår till togs fram genom intervju med Hed

på vattenkraftbolaget [23].

Utifrån kostnadskalkylerna nuvärdesmetoden (se formel 1 och 2) och återbetalningsmetoden (se

formel 3) gjordes kalkyler på investeringar i styrsystemskåp och fjärrstyrd dammlucka vid Gimmåns

kraftstation. Beräkningar för Rällsjöfors kraftstation utelämnades då osäkerheten i stationens

verkningsgrad var för stor för att möjliggöra slutsatser för vinstökningen i kraftstationen vid

fjärrstyrning. Två olika varianter av beräkningsunderlag har använts i Rällsjöfors, den ena med både

styrskåp för stationen och luckstyrning medan den andra enbart tog med investeringen för

luckstyrning.

3.5.3.1 underlag för investering i styrskåp och luckstyrning Gimmån

Kalkylräntan som Dala Energi räknar med i dessa investeringar är 7% och har därför använts i

investeringsberäkningarna. Den ekonomiska livslängden är satt till 20 år. Intäktsökningarna i fallet

med både styrskåp i stationen och luckstyrning har beräknats genom att ta fram snittpriset de senaste

tre åren för ökad försäljning vid produktion på 80% av maximaleffekt vid de timmar då elpriset varit

som högst. Dessutom har underhållskostnaderna i beräkningen varit hälften av snittkostnaden de

senaste tre åren. Utbetalningar per år är satt till 2 tusen kronor. Investeringskostnaden är utifrån

intervjun med Hed satt till 666 tusen kronor [23]. Restvärdet sattes till 0 kronor.

26

3.5.3.2 underlag för investering i luckstyrning Gimmån

Kalkylräntan Dala Energi räknar med i dessa investeringar är 7% och har därför använts i

investeringsberäkningarna. Den ekonomiska livslängden är satt till 20 år. Intäktsökningarna i fallet

då det enbart investeras i luckstyrning har beräknats genom att ta fram snittpriset de senaste tre åren

för ökad försäljning vid produktion på 80% av maximaleffekt vid de timmar då elpriset varit som

högst bortsett från de 870 dyraste timmarna. Underhållskostnaderna i det fallet har beräknats som

80% av snittkostnaden de senaste tre åren. Utbetalningar per år är satt till 2 tusen kronor.

Investeringskostnaden är utifrån intervjun med Hed satt till 90 tusen kronor[23]. Restvärdet sattes till

0 kronor.

27

4 Resultat och Diskussion I det här kapitlet av rapporten kommer resultaten från de olika delarna av projektet att redovisas.

4.1 Signalsystemet

4.1.1 Digitala signaler

När testet av felsignallampor gjordes i signalsystemet indikerade appen att lampan lyste då knappen

på stationen som testade lamporna var intryckt och samtliga lampor lyste.

4.1.2 Analoga signaler

Vid testet av de analoga signalerna gav spänningsindikatorn i Blynkappen först värdet 0 då

spänningsindikatorn i skåpet ej mätte mellan någon fas. Då inställningen i skåpet ändrades till

mätning från fas 1 till 0-ledaren visade appen ett värde på 578 av 1023. Då inställningen i skåpet

ändrades till mätning från fas 2 till 0-ledaren visade appen ett värde på 577 av 1023. Då inställningen

i skåpet ändrades till mätning från fas 3 till 0-ledaren visade appen ett värde på 578 av 1023.

Resultatet presenteras i tabellen i figur 4.1.

Fas 1 till 0 Fas 2 till 0 Fas 3 till 0

578 577 578

Figur 4.1: Tabell som visar resultatet av spänningssignalerna in i Blynkappen.

4.1.3 Diskussion signaler

I kretsen användes spänningsdelare för att skapa rätt spänningsnivå till ingångarna på

Arduinokretsen. På det viset kretsen var designad uppstod en parallellkoppling mellan R2 och R3 i

figur 3.4 vilket gjorde att beräkningen och bestämmandet av motståndens storlek blev både svårare

och mindre exakt. Hade en spänningsföljare använts hade spänningen lättare gått att bestämma med

R2 och R3.

Då de Analoga spänningssignalerna som mest uppgick till 230V översteg spänningen på

arduinoingången ej 4,7V, signalen bottnade därför aldrig. Upplösningen av signalen blev däremot

sämre än om hela spannet 0-5V hade använts.

Kretsen var välfungerande vid normalt driftläge, däremot fanns ingen säkring monterad för

överströmmar som kan uppstå om någon komponent skulle gå sönder eller någon skulle komma åt

kretsen och på så vis koppla förbi någon komponent. Om kretsen hade designats idag skulle en

säkring varit implementerad. Säkringen hade då valts som en snabb säkring på 100mA då det hade

gett en god marginal till den ström som högst skulle gå genom kretsen och även gjort den säker för

personer att arbeta med.

4.2 Effektivisering

4.2.1 Intäktsförändringar

I diagrammen nedan presenteras resultatet för de fyra fallen av intäktsförändringar som det

kalkylerats på då produktionen läggs om i vattenkraftstationerna Rällsjöfors, Gimmån, Skeberg och

Vådån. Fallen som presenteras är: El producerad under årets dyraste timmar på fulleffekt, el

28

producerad under årets dyraste timmar på 80% av fulleffekt, el producerad på fulleffekt under årets

dyraste timmar förutom de 870 timmarna på året med dyrast elpris samt el producerad på 80% av

fulleffekt under årets dyraste timmar förutom de 870 timmarna på året med dyrast elpris.

4.2.1.1 Gimmån

Under denna rubrik presenteras resultatet för intäktsförändringarna i Gimmåns kraftstation med hjälp

av tabeller.

Figur 4.2: Tabell som visar resultatet av intäktsförändringarna i Gimmåns kraftstation 2018 baserat på

beräkningarna beskrivna i 4.2.1.



60,29%55,89%

38,93%

29,89%

15,55%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

Bästa timmar påfulleffekt

Bästa timmar på80% av fulleffekt

Bästa timmar påfulleffekt bortsett

från de 870 dyraste

Bästa timmar på80% av fulleffektbortsett från de

870 dyraste

produktion påårliga snittpriset

Procentuell förändring av intäkter Gimmån 2018

71,31%64,75%

23,58% 22,24%

2,78%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%




från de 870 dyraste


870 dyraste



29



4.2.1.2 Rällsjöfors

Under denna rubrik presenteras resultatet för intäktsförändringarna i Rällsjöfors kraftstation med

hjälp av tabeller.

Figur 4.5: Tabell som visar resultatet av intäktsförändringarna i Rällsjöfors kraftstation 2018 baserat på


114,89%104,40%

58,59% 55,67%

23,19%

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

120,00%

140,00%




från de 870dyraste


870 dyraste



61,87%57,39%

33,38%

24,70%17,50%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%




från de 870dyraste


870 dyraste


Procentuell förändring av intäkter Rällsjöfors 2018

30





4.2.1.3 Vådån

Under denna rubrik presenteras resultatet för intäktsförändringarna i Vådåns kraftstation med hjälp

av en tabell.

47,70%

41,81%

15,29% 13,52%

-0,35%-10,00%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%




från de 870dyraste


870 dyraste



86,00%76,87%

43,21% 40,11%

14,05%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

100,00%




från de 870dyraste


870 dyraste



31

Figur 4.8: Tabell som visar resultatet av intäktsförändringarna i Vådåns kraftstation 2018 baserat på


4.2.1.4 Skeberg

Under denna rubrik presenteras resultatet för intäktsförändringarna i Skebergs kraftstation med hjälp

av en tabell.

Figur 4.9: Tabell som visar resultatet av intäktsförändringarna i Skebergs kraftstation 2018 baserat på


44,21%39,88%

19,89% 18,71%

-2,61%-10,00%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%




från de 870dyraste


870 dyraste


Procentuell förändring av intäkter Vådån 2018

48,49%

44,03%

20,25% 19,46%

-2,99%-10,00%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%




från de 870dyraste


870 dyraste


Procentuell förändring av intäkter Skeberg 2018

32

4.2.1.5 diskussion

Idag säljer Dala Energi el från vattenkraftverken till ett pris som ligger under snittpriset för året. Då

Dala Energis vattenkraft i hög utsträckning går att reglera finns potential att öka intäkterna utan att

öka mängden producerade kWh. Från resultatet under rubrik 4.2.1 har det visat sig att intäkterna kan

ökas genom att öka produktionen då elpriset är dyrt och minska produktionen då elpriset är lågt. I

dagsläget är en sådan styrning möjlig hos Dala Energi men det skulle innebära kraftigt ökade

kostnader då personal ständigt skulle behöva vara på plats för att reglera stationerna som idag saknar

fjärrstyrning. Personalkostnaderna skulle då överskrida de ökade intäkterna som kraftstationerna

skulle generera. Om ett styrsystem som möjliggör styrning av kraftstationerna skulle installeras i

stationerna kan personalkostnaderna minskats från nuvarande situation samtidigt som intäkterna

skulle gå att öka.

Efter samtal med Peter Hed på Vattenkraftbolaget utfördes också beräkningarna på 80% av

maxeffekten istället för maxeffekt. Anledningen var att det sliter mindre på turbinen, ger en större

driftsäkerhet och en förbättrad verkningsgrad. För att nå intäkterna som då är beräknade krävs det att

man förutspår alla timmar där elpriserna är höga i förväg med 100% träffsäkerhet utan att behöva

spilla något vatten förbi stationerna. Då detta är svåruppnått gjordes också beräkningarna där de 10%

av timmarna på ett år som elpriserna är högst tagits bort från kalkylen. Valet att ta bort de 10% av

timmarna på ett år som elpriserna är högst följer ingen standardmodell för vattenkraftstyrning utan är

vald för att dels visa vilken effekten blir av styrning som inte följer alla de högsta timmarna och dels

för att få fram mer verklighetstrogna siffror.

Skebergs och Vådåns kraftstation opererar idag antingen nära sina respektive maxeffekter eller inte

alls, att gå från det steget till att producera och sälja elen då elpriserna är höga är inte långt. Det som

krävs är att en algoritm programmeras in i fjärrstyrningsprogrammet.

4.2.2 verkningsgrad

Resultaten i verkningsgradsberäkningarna i Rällsjöfors och Gimmån följer i tabellerna nedan.

Beräkningarna är baserade på medelvattenföringen och producerad energi i kraftstationerna från åren

2015-2017.

4.2.2.1 Gimmån

Fallhöjd

[m]

Medelvattenföring

[m^3/sekund]

Antal dagar

med drift

Teoretisk

energi/år

[kWh]

Faktisk

energi/år

[kWh]

Verkningsgrad [%]

56,3m 0,220 310 904931 315109 33,35

Figur 4.10: Tabell som visar resultatet av verkningsgradsberäkningen i Gimmåns kraftstation.

4.2.2.2 Rällsjöfors

Fallhöjd

[m]

Medelvattenföring

[m^3/sekund]

Antal dagar

med drift

Teoretisk

energi/år

[kWh]

Faktisk

energi/år

[kWh]

Effektivitet [%]

15,6 0,613 310 675761 232860 34,46

Figur 4.11: Tabell som visar resultatet av verkningsgradsberäkningen i Rällsjöfors kraftstation.

33

4.2.2.3 Diskussion

Rällsjöfors och Gimmåns kraftstation har utifrån beräkningarna verkningsgrad på 33,35 respektive

34,82%. Dessa siffror är beräknade på den utvunna energin ur den totala mängden vatten på

stationens tillrinningsområde. Själva verkningsgraden för turbin och generator är således högre än de

beräknade siffrorna. En effektiv turbin och generator i samma storlek som de i Rällsjöfors och

Gimmåns har en verkningsgrad upp emot 90%. Det finns ett flertal felkällor i beräkningarna av

verkningsgraderna, i huvudsak är det tre som har en stor inverkan. Det är fallhöjden,

vattentillrinningen och antal dagar med produktion. Om fallhöjden är lägre än de givna siffrorna

kommer det påverka verkningsgraden positivt. Är vattentillrinningen lägre än de givna siffrorna

kommer även det påverka verkningsgraden positivt. I båda fallen för att den potentiella energin

kommer vara lägre än beräknat. Antal dagar med produktion anger hur mycket vatten som släpps

förbi stationen via utskovsluckor istället för genom turbinen. Verkningsgraden minskar därför om

antalet dagar med produktion är fler än i beräkningen. Siffran blir därför en stor osäkerhet i

projektets beräkningar då siffrorna för antal dagar med produktion är svåra att avgöra.

4.2.3 Kostnad styrsystem

Under denna rubrik kommer investeringskalkylerna för investering i styrsystem i Gimmåns

kraftstation samt styrsystem till dammluckan vid kanalintaget till Gimmåns kraftstation tas upp.

Resultatet för beräkningarna av nuvärdet och återbetalningstiden för fullständig styrning av

Gimmåns kraftstation samt luckan vid kanalintaget från sjön presenteras i tabellen i figur 4.12.

Investering, tusen kr [G] 666

Restvärde, tusen kr [R] 0

Internränta [p] 7%

Ekonomisk livslängd [n] 20

Ökade intäkter, tusen kr 82,33333

Minskade utgifter, tusen kr 47,875

Totala intäkter Inbetalningar [I] 130,2083333

Utbetalningar, tusen kr [U] 2

Nuvärde, tusen kr 1358,2

Nettonuvärde, tusen kr [NV] 692,2

År tills investeringen är återbetald [T] 6,7 Figur 4.12: Tabell som visar resultatet av beräkningarna för återbetalningstiden och nuvärdet vid

investering av fullständig styrning i Gimmåns vattenkraftstation.

Resultatet för beräkningarna av nuvärdet och återbetalningstiden för styrning av luckan vid

kanalintaget till Gimmåns kraftstation presenteras i tabellen i figur 4.13.

Investering, tusen kr [G] 90

Restvärde, tusen kr [R] 0

Internränta [p] 7%

Ekonomisk livslängd, år[n] 20

Ökade intäkter, tusen kr 41,2

Minskade utgifter, tusen kr 19,15

Totala intäkter Inbetalningar [I] 60,35

Utbetalningar, tusen kr [U] 2

34

Nuvärde, tusen kr 618,2

Nettonuvärde, tusen kr [NV] 528,2

År tills investeringen är återbetald [T] 1,883 Figur 4.13: Tabell som visar resultatet av beräkningarna för återbetalningstiden och nuvärdet vid

investering av luckstyrning i Gimmåns vattenkraftstation.

Jämför man siffrorna för de två olika investeringsförslagen i Gimmåns kraftstation ger förslaget att

enbart investera i en luckstyrning till kanalintaget den kortaste återbetalningstiden och det

procentuellt bästa nettonuvärdet i förhållande till investeringen. Däremot har det i den beräkningen

räknats med att Stationen ska köra på 80% av maximal effekt vilket medför en säkerhetsrisk då

kanalen vid ett stopp i turbinen snabbt skulle svämma över. Utan styrning till turbinen går det inte att

bestämma vilket flöde som ska släppas genom turbinen vilket gör att den investeringen är mer

riskfylld än investeringen som inkluderar styrskåp i stationen.

35

5 Slutsats och framtida studier

5.1 Signalsystem Signalmätarkretsen klarade av att mäta signalerna från kraftverket i Limåns signalskåp och

presentera dem på en mobilapplikation som är tillgänglig för avläsning på alla geografiska platser

med internetuppkoppling i världen. Med hjälp av kretsen kan utryckningarna till kraftstationerna

utan fjärrstyrning effektiviseras då det går att avgöra hur akut behovet för utryckningen är. I

dagsläget sänds en och samma signal ut oavsett vilket fel det är. Det får som följd att utryckningarna

måste prioriteras högt då det ej går att bedöma hur allvarligt felet är.

Om Dala Energi väljer att använda den framtagna signalsystemskretsen kommer det att gå att

implementera signalerna i programmet Scada då kretsen levererar signaler i DC-spänning. Det

rekommenderas däremot att använda det separata signalsystemet med mobilapplikationen Blynk då

kostnaderna för det systemet är lågt. Då signalkretsen går snabbt att montera på och av från

signalskåpen bör det finnas en nytta att implementera kretsen även om fjärrstyrning ska

implementeras i kraftstationerna vid ett senare skede.

Det finns en arduinosköld som heter SIM900. Den opererar genom att ta in signaler från

microkontrollerkortet och sedan skicka signalerna via GSM till internet. Det som behövs för en

sådan uppkoppling är ett SIM-kort. Hade denna sköld använts hade varken Wifi-modulen ESP-01

eller den mobila nätverks-komponenten behövts i kretsen. Anledningen till att denna metod inte

användes var att SIM900-skölden inte fanns tillgänglig då komponenterna beställdes. Om

signaldelen av projektet kommer appliceras på Dala Energis stationer rekommenderas det att byta ut

ESP-01 och komponenten med det mobila nätverket mot ett SIM900 kort då det är billigare samt

minimerar antalet felkällor i kretsen.

5.2 Effektivisering Då det pekar på att verkningsgraden med avseende på producerade kWh/m3 vatten går att öka med

uppemot 45 procentenheter i både Gimmåns och Rällsjöfors kraftstationer är det värt att undersöka.

För att säkerställa verkningsgraden måste ändå mätningar göras för att få fram exakta siffror. Utan

den mätningen går det inte att bedöma om en investering i renovering bör göras. Det som då bör

mätas är flödet i tuben, fallhöjd och producerad energi.

Om automatisk styrning utifrån elpriserna appliceras på stationerna kommer intäkterna kunna öka

väsentligt utan att stationerna på något annat sätt effektiviseras. Speciellt i Vådåns och Skebergs

vattenkraftstationer är denna styrning möjlig att genomföra utan några större medel. Denna insats är

utifrån projektets resultat det som kommer kunna bidra mest ekonomiskt till Dala Energi efter

ökning av stationernas verkningsgrad.

5.2.1 Rällsjöfors

Då Rällsjöfors är beroende av andra sjöar är det inte lika lätt att ständigt köra stationen på full effekt

när den väl körs. Därför bör det undersökas om en investering i en kaplanturbin till stationen är

möjlig då den har ett bredare spann där dess verkningsgrad är över 80% jämfört med Francisturbinen

som just nu sitter i stationen. På det viset stationen drivs idag är det enbart en minusaffär då

underhållet helt enkelt kostar mer än intäkterna. Därför bör stationen antingen säljas eller byggas

om.

5.2.2 Gimmån

Gimmåns vattenkraftstation har liknande förutsättningar som Skeberg och Vådån då det inte finns

några regleringar ovanför dess dammlucka och ingen efterföljande damm som behöver tas hänsyn

36

till. Det som gör stationen känsligare än Skebergs och Vådåns kraftstationer är den 1,4 kilometer

långa kanalen från sjön Gimmen till kraftstationens tubintag. Då kanalen inte sväljer några större

volymer vatten svämmar den över fort om flödet in i turbinen av någon anledning skulle stoppas. Då

luckan idag inte kan stängas med fjärrstyrning finns heller inte möjligheten att köra turbinen på hög

effekt då personal inte hinner åka och stänga luckan innan kanalen svämmar över vid stopp i

utflödet. Med fjärrstyrning av station och dammlucka möjliggörs en säker drift på högre effekter än

tidigare. Fjärrstyrning skulle ge följande fördelar:

1. Minskade underhållskostnader då färre kostsamma utryckningar till stationen skulle behöva

göras.

2. Ökade intäkter per kWh då elen kan styras till att produceras då elpriserna är högre.

3. Ökad effektivitet i turbinen då verkningsgraden är som högst runt 80% av maxeffekten.

Alltså kommer mer energi kunna produceras per liter vatten som rinner genom turbinen.

Om Gimmåns kraftstation ska köras på högre effekt behöver vattennivåerna i kanalen till stationen

mätas för att undvika översvämning. I dagsläget finns vattennivågivare vid dammluckan i Gimmen

samt vid tubintaget till Gimmens kraftstation. För att kontrollera att kanalen mellan dammen och

turbinens tubintag inte svämmar över behövs fler nivågivare längs med kanalen som säkerställer

nivån. Nivån i kanalen kan sedan regleras via dammluckan i Gimmen samt via pådraget i

kraftstationen, detta samspel måste testas fram för att se i vilka lägen dammluckan måste stängas.

Det bör också säkerställas att stationen kan köras på högre effekt under längre tid utan att kanalen

svämmar över. För att göra det måste undersökningar göras för att säkerställa att ett större

vattenflöde än i dagsläget kan rinna i kanalen under en längre period.

Då det redan finns en hydraulisk lucka på plats vid kanalintaget krävs det enbart att ett

fjärrstyrningssystem adderas till denna för att kunna styra produktionen utan personal på plats. Om

ingen annan investering tänkt göras rekommenderas ändå att denna genomförs då det skulle minska

underhållskostnaderna och höja säkerheten i stationen.

Beslutas det om en investering i en ny turbin till Gimmåns kraftstation är en Francisturbin mest

passande då stationen har en fallhöjd på 56,3 meter och Francisturbinens höga effektivitet tenderar

att vara mer långvarig än den nuvarande Ossbergerturbinens. Däremot har Ossbergerturbinen ett

bredare spann sett till procent av maximala vattenflödet där verkningsgraden ligger över 80 procent

än vad en Francisturbin har. Det gör Ossbergerturbinen bättre lämpad för låga flöden än

Francisturbinen.

37

Referenser [1] Vattenkraft.info. (n.d.). Dala Energi Elnät Ab - vattenkraft.info - Vattenkraften i Sverige.

[online] Available at:

https://vattenkraft.info/?where=owner&what=Dala+Energi+Eln%C3%A4t+AB [Accessed 4

Jun. 2019].

[2] Ranmarker, A. (2008). Småskalig vattenkraft. S.10

[3] Energimyndigheten.se. (2017). Ursprungsgarantier. [online] Available at:

http://www.energimyndigheten.se/fornybart/ursprungsgarantier/ [Accessed 4 Jun. 2019].

[4] Energimyndigheten.se. (2017). Elcertifikatsystemet är ett marknadsbaserat stödsystem.

[online] Available at: http://www.energimyndigheten.se/fornybart/elcertifikatsystemet/om-

elcertifikatsystemet/ [Accessed 4 Jun. 2019].

[5] Cenito.se. (n.d.). SCADA | Cenito Software. [online] Available at:

http://www.cenito.se/sv/hmi/scada/ [Accessed 4 Jun. 2019].

[6] Smhi.se. (n.d.). Vattenwebb | SMHI. [online] Available at:

https://www.smhi.se/data/hydrologi/vattenwebb [Accessed 4 Jun. 2019].

[7] Comparative study of small hydropower stations. (2014). Bulgaria – Serbia IPA cross-

border programme, pp.1-23.

[8] Mechanical Engineering. (2018). What is Draft Tube ? Describe its Functions and

Classifications - Mechanical Engineering. [online] Available at:

https://basicmechanicalengineering.com/what-is-draft-tube-describe-its-functions-and-

classifications/ [Accessed 11 Apr. 2019].

[9] Kungl. Ingenjörsvetenskapsakademien (2013). Nationell agenda Internet of Things. [online]

Kungl. Ingenjörsvetenskapsakademien. Available at: https://iotsverige.se/wp-

content/uploads/2017/05/Internet_of_things_agenda.pdf [Accessed 4 Jun. 2019].

[10] Riverglennapts.com. (n.d). Spänningsföljare. [online] Available at:

https://riverglennapts.com/sv/current-voltage/232-voltage-follower.html [Accessed 4 May

2019].

[11] Allaboutcircuits.com. (2019). Rectifier Circuits | Diodes and Rectifiers | Electronics

Textbook. [online] Available at:

https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-3/rectifier-circuits/

[Accessed 4 Jun. 2019].

[12] Ryss, B. (2019). Intervju med Bertil Ryss.

[13] Segelod, E. (1989). Kapitalkostnad, Kalkylränta, Skatt och inflation. Uppsala:

Företagsekonomiska institutionen vid Uppsala universitet., pp.62-68.

[14] Råsbrant, J. (2014). Redovisning och Kalkylering.

[15] Arduino.cc. (2019). Arduino - Introduction. [online] Available at:

https://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction [Accessed 4 Jun. 2019].

[16] Atmel ATmega640/V-1280/V-1281/V-2560/V-2561/V. (2014). [ebook] Atmel Corporation.

Available at: https://www.mouser.se/datasheet/2/268/Atmel-2549-8-bit-AVR-

Microcontroller-ATmega640-128-1315286.pdf [Accessed 4 Jun. 2019].

[17] Arduino Mega 2560 Datasheet. (2019). [ebook] Robotshop. Available at:

https://www.robotshop.com/media/files/pdf/arduinomega2560datasheet.pdf [Accessed 4

Jun. 2019].

[18] ESPRESSIF SMART CONNECTIVITY PLATFORM ESP8266. (2013). [ebook] Espressif

Systems. Available at: https://www.electroschematics.com/wp-

content/uploads/2015/02/esp8266-datasheet.pdf [Accessed 4 Jun. 2019].

[19] Arduino.cc. (2019). Arduino - FAQ. [online] Available at:

https://www.arduino.cc/en/Main/FAQ#toc11 [Accessed 4 Jun. 2019].

[20] Docs.blynk.cc. (n.d.). Blynk. [online] Available at: https://docs.blynk.cc/ [Accessed 4 Jun.

2019].

38

[21] Electrodragon.com. (2017). ESP8266 AT-Command firmware - ElectroDragon. [online]

Available at: https://www.electrodragon.com/w/ESP8266_AT-Command_firmware


[22] FT232 USB TO TTL ADAPTOR 3.3/5 V. (2018). 1st ed. [ebook] Velleman. Available at:

https://www.kjell.com/se/.mvc/Document/File?id=ac74e5fa-dd9b-4ffb-a7b0-aa58010c6348


[23] Hed, P. (2019). Intervju om styrning och effektivisering av vattenkraftverk. [interview done

4 April 2019].

[24] Kungl. Ingenjörsvetenskapsakademien (2013). Nationell agenda Internet of Things. [online]

Kungl. Ingenjörsvetenskapsakademien. Available at: https://iotsverige.se/wp-

content/uploads/2017/05/Internet_of_things_agenda.pdf [Accessed 4 Jun. 2019].

[25] Kurose, J. and Ross, K. (2017). Computer networking. 6th ed. Boston, Mass.: Pearson,

pp.513-546.

[26] Fortlax. (2019). Hur fungerar internet? | Fortlax. [online] Available at:

https://www.fortlax.se/2016/08/hur-fungerar-internet/ [Accessed 30 Jun. 2019].

39

Bilagor

Bilaga 1 7 /************************************************************* 8 Download latest Blynk library here: 9 https://github.com/blynkkk/blynk-library/releases/latest 10 11 Blynk is a platform with iOS and Android apps to control 12 Arduino, Raspberry Pi and the likes over the Internet. 13 You can easily build graphic interfaces for all your 14 projects by simply dragging and dropping widgets. 15 16 Downloads, docs, tutorials: http://www.blynk.cc 17 Sketch generator: http://examples.blynk.cc 18 Blynk community: http://community.blynk.cc 19 Follow us: http://www.fb.com/blynkapp 20 http://twitter.com/blynk_app 21 22 Blynk library is licensed under MIT license 23 This example code is in public domain. 24 25 ************************************************************* 26 WARNING! 27 It's very tricky to get it working. Please read this

article: 28 http://help.blynk.cc/hardware-and-

libraries/arduino/esp8266-with-at-firmware 29 30 You’ll need: 31 - Blynk App (download from AppStore or Google Play) 32 - Arduino Mega 2560 board 33 - Decide how to connect to Blynk 34 (USB, Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, ...) 35 36 There is a bunch of great example sketches included to show

you how to get 37 started. Think of them as LEGO bricks and combine them as

you wish. 38 For example, take the Ethernet Shield sketch and combine it

with the 39 Servo example, or choose a USB sketch and add a code from

SendData 40 example. 41 *************************************************************/ 42 43 /* Comment this out to disable prints and save space */ 44 #define BLYNK_PRINT Serial 45 46 47 #include <ESP8266_Lib.h> 48 #include <BlynkSimpleShieldEsp8266.h> 49 50 // You should get Auth Token in the Blynk App. 51 // Go to the Project Settings (nut icon). 52 char auth[] = "YourAuthToken"; 53 54 // Your WiFi credentials. 55 // Set password to "" for open networks. 56 char ssid[] = "YourNetworkName"; 57 char pass[] = "YourPassword"; 58

https://github.com/blynkkk/blynk-library/releases/latest

http://www.blynk.cc/

http://examples.blynk.cc/

http://community.blynk.cc/

http://www.fb.com/blynkapp

http://twitter.com/blynk_app

http://help.blynk.cc/hardware-and-libraries/arduino/esp8266-with-at-firmware

http://help.blynk.cc/hardware-and-libraries/arduino/esp8266-with-at-firmware

40

59 // Hardware Serial on Mega, Leonardo, Micro... 60 #define EspSerial Serial1 61 62 // or Software Serial on Uno, Nano... 63 //#include <SoftwareSerial.h> 64 //SoftwareSerial EspSerial(2, 3); // RX, TX 65 66 // Your ESP8266 baud rate: 67 #define ESP8266_BAUD 115200 68 69 ESP8266 wifi(&EspSerial); 70 71 void setup() 72 73 // Debug console 74 Serial.begin(9600); 75 76 // Set ESP8266 baud rate 77 EspSerial.begin(ESP8266_BAUD); 78 delay(10); 79 80 Blynk.begin(auth, wifi, ssid, pass); 81 // You can also specify server: 82 //Blynk.begin(auth, wifi, ssid, pass, "blynk-cloud.com", 80); 83 //Blynk.begin(auth, wifi, ssid, pass,

IPAddress(192,168,1,100), 8080); 84 85 86 void loop() 87 88 Blynk.run(); 89 // You can inject your own code or combine it with other

sketches. 90 // Check other examples on how to communicate with Blynk.

Remember 91 // to avoid delay() function! 92

Documents

Effektivisering av Dala Energi AB:s vattenkraft1333234/FULLTEXT01.pdf · Sammanfattning Projektet har utförts åt Dala Energi AB och haft fokus på att effektivisera deras vattenkraft