Vandet pibler og fosser ud af sprækker i nedgravede vandrør over hele verden. Ifølge et realistisk skøn ender omkring ti kubikkilometer – eller 10.000 milliarder liter – vand i jorden i stedet for at blive transporteret derhen, hvor det er tiltænkt. Med et nyt laboratorium på Aalborg Universitet vil det fremover blive muligt at teste løsninger på det problem i et realistisk miljø.
Mange skjulte syndere
Et ukendt antal lækager får lov at bestå verden over, fordi det er for vanskeligt at bestemme nøjagtig, hvor de befinder sig. Og ifølge Rafal Wisniewski, som er professor ved Institut for Elektroniske Systemer på AAU, udgør økonomien i den forbindelse en væsentlig faktor. Som det er i dag, risikerer man at skulle grave længe over et stort område, før man finder problemet, og det er ikke nødvendigvis rentabelt.
– I mange tilfælde koster vandet mindre, end det vil gøre at sende folk ud for at reparere eller udskifte rørene. Det er især meget dyrt i store byer. Det at lukke veje i fx London, hvor vandtabet vurderes til at være helt oppe på 30 procent, koster formuer, siger han.
Fra teori til fysisk virkelighed
Hidtil har computeren været det primære redskab i AAU-forskernes bestræbelser på at forbedre kontrollen med vandinfrastrukturen. Takket være det nye laboratorium bliver det muligt at udføre fysiske og langt mere realistiske forsøg, idet forskere og studerende kan bygge vandinfrastrukturer op, som er fuldt fungerende miniatureudgaver af virkeligheden. Hermed kan de teste forskellige scenarier, ikke kun inden for vandforsyning, men også spildevand og fjernvarme- og køling. Algoritmerne skal stadig udvikles på computer, men næste skridt ud mod virkeligheden kommer til at gå via det nye laboratorium, og netop det kan være med til at sikre, at forsyningsvirksomheder verden over bliver mere villige til at afprøve nye løsninger i praksis. Det fortæller Carsten Skovmose Kallesøe, der ud over at være professor på Aalborg Universitet også er chefingeniør hos Grundfos.
– Laboratoriet giver os en oplagt mulighed for at teste specielt robusthed på forskellige kontrolløsninger til infrastruktur samt afprøve helt nye strukturer, som ingen tidligere har tænkt på. Vi kan verificere, om de idéer, vi har på papiret, også virker i praksis, siger han.
Laboratoriets hænder, øjne og hjerne
Laboratoriets indmad af rør, vandhaner, pumper, ventiler og sensorer (typisk tryk-, flow og temperatursensorer), bliver skaleret ned i cirka 20:1 i forhold til i forhold til virkelighedens verden.
Det, som blandt andre Rafal Wisniewski og Carsten Skovmose Kallesøe, der begge udgør en del af Aalborg Universitets vandgruppe, arbejder med, er selve styringen af infrastrukturen.
– Det, vi laver, er som en simpel udgave af et menneske. Man har hænder, dvs. ventiler og pumper. Man har øjne, dvs. flowsensorer og tryksensorer. Og så har man hjerne. Det er de algoritmer, vi sætter ind, forklarer Rafal Wisniewski.
Idéen er, at laboratoriets dele fremstilles i blokke, som kan kobles sammen på forskellige måder
– Hvis man vil studere et netværk med en given struktur, fx noget, der ligner det, vi har i Aalborg, så kan vi sætte noget op, der i dets overordnede struktur ligner Aalborg og så køre nogle tests på det, og næste dag, vil vi måske undersøge, hvordan det ser ud i Barcelona, og så kan vi skubbe de her brikker sammen på en anderledes måde, hvor vi kan emulere, hvad der sker i Barcelona i stedet for. Og så kan vi ved hjælp af nogle algoritmer fortælle, at det er her I skal begynde at grave og finde hullet. Det samme, hvis vandet er for varmt eller trykket er for højt eller for lavt, forklarer Rafal Wisniewski.
Carsten Skovmose Kallesøe glæder sig til at kunne teste hypoteser under ordnede, realistiske forhold.
– En af de ting, vi virkelig kan bruge det nye laboratorium til, er at lave test af, hvad der sker, når der går noget galt, for det kan vi ikke få lov til ude i nettet. Så der kommer det også virkelig til sin ret. Det kan for eksempel dreje sig om at se på, hvordan forsyningsnettet reagerer ved forskellige former for forurening.
Vand, varme og el taler sammen
Et af vandgruppens helt store, overordnede formål er at gøre vandinfrastrukturerne til spildevand, vandforsyning, fjernvarme- og køling i stand til også i fremtiden at leve op til forbrugernes behov, og det på en mere miljøvenlig måde, selvom der bliver et større og større tryk på efterspørgslen efter de forskellige energiformer.
– Der er i høj grad et ressourceproblem. Energi bliver der mindre af, vand bliver et meget presset område, og derfor skal vi gøre det mere effektivt, siger Carsten Skovmose Kallesøe.
I fremtiden tyder alt på, at de forskellige netværk – vand, el, varme osv. – kommer til at arbejde mere og mere sammen for at opnå så optimal en anvendelse som muligt.
– Vand snakker med el for eksempel. De er ikke længere uafhængige, men begynder at være koblet. Det kan være, fordi det er nødvendigt at køle vandet ned, måske i et kraftværk, men også ved en generel, konstant udveksling af data. Det betyder, at fejl fra én infrastruktur kan påvirke den næste infrastruktur, så det er vores tanke, at vi i fremtiden kommer til gå mere fra alene at arbejde med vand til at koble flere infrastrukturer sammen, siger Rafal Wisniewski.
Fakta:
- Det nye laboratorium forventes at stå klar i slutningen af 2018
- Laboratoriet har modtaget 5 mio. kroner fra Poul Due Jensens Fond og 2,1 mio. kroner fra AAU
- AAU’s vandgruppe består af professor Rafal Wisniewski, professor Carsten Skovmose Kallesøe, lektor Tom Nørgaard Jensen samt lektor Jan Dimon Bendtsen
- Poul Due Jensens Fond blev stiftet i 1975 af Poul Due Jensen, grundlægger af pumpevirksomheden Grundfos
- Fonden støtter bl.a. tekniske og naturvidenskabelige forskningsmiljøer af interesse for Grundfos
Kontakt:
Rafal Wisniewski, professor på Institut for Elektroniske Systemer, AAU, tlf. 99 40 87 62,
raf@es.aau.dk
Carsten Skovmose Kallesøe, industriprofessor på Institut for Elektroniske Systemer, AAU, tlf. 99 40 87 02, csk@es.aau.dk
Tom Nørgaard Jensen, lektor på Institut for Elektroniske Systemer, AAU, tlf. 99 40 86 87, tnj@es.aau.dk
Jan Dimon Bendtsen, lektor på Institut for Elektroniske Systemer, AAU, tlf. 99 40 87 48, dimon@es.aau.dk
Nelly Sander, pressekontakt, AAU, tlf. 99 40 20 18, nsa@adm.aau.dk