Schnee ist für Wasserkraftwerke ein wichtiger Wasserspeicher, denn im Sommer wird er in höheren Lagen zu Schmelzwasser, das dann in den Stauseen gespeichert wird. Wüssten die Betreiber von Wasserkraftwerken bereits im Voraus, wann, wie viel Schmelzwasser in ihre Stauseen fließen wird, wäre es Ihnen möglich, die Wasserspeicherung und somit gleichzeitig ihre Stromproduktion zu optimieren. Diese Informationen über die Schneeverteilung im Einzugsgebiet der Wasserspeicher haben viele Wasserkraftwerken jedoch momentan (noch) nicht.
„Wir wollen den Betreibern von Wasserkraftwerken Prognosen für die Schneeschmelze und den Wasserzufluss liefern, um ihnen zu helfen, Energie rentabler zu erzeugen“, sagt Reik Leiterer, Mitgründer von ExoLabs und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Science Lab der UZH. Dieses Wissen wirke sich auch finanziell aus. „Ein 500-Megawatt-Wasserkraftwerk kann jährlich bis zu einer halben Million Franken sparen, wenn es die Wasserverfügbarkeit in seinen Stauseen genauer planen kann.“
Zusammenarbeit von drei Nationen
ExoLabs arbeitet bei dem Projekt mit dem norwegischen Start-up „Think Outside“ und dem österreichischen Unternehmen „UBIMET“ zusammen. Die drei Unternehmen haben ein auf Erdbeobachtungsdaten gestütztes Berechnungsmodell entwickelt, das die Betreiber von Wasserkraftwerken bei ihrer Planung unterstützen soll.
Dabei bringt ExoLabs sein Knowhow bei der Auswertung großer Mengen von Satellitenbildern in verschiedenen räumlichen, zeitlichen und spektralen Dimensionen ein. Diese täglich aktualisierten digitalen Karten ermöglichen es, dank ihrer hohen Auflösung, Umweltveränderungen zu erkennen, bewerten und vorherzusagen. Die Informationen umfassen laut Aussagen der Wissenschaftler „unter anderem die Verteilung und die Höhe der Schneedecke sowie die darin enthaltene Wassermenge – und dies in einer räumlichen Auflösung von 20 Metern“.
„Think Outside“ kann anhand eines speziell entwickelten mobilen Sensors die Schnee-Eigenschaften im Gelände messen und die Schneekarten so ergänzen. „Indem wir diese präzisen Daten aus dem Gelände erhalten, können wir unsere Satellitendaten kalibrieren und validieren und somit unser Produkt verbessern“, sagt Leiterer.
UBIMET steuert die Wetterprognosen und die Berechnung der Schneeniederschlagsmengen bei. „Auch diese Komponente unterstützt unsere Berechnungen – zum Beispiel dann, wenn wir aufgrund starker Wolkenbedeckung auf unseren Satellitenbildern wenig sehen können“, so Leiterer. Darüber hinaus kann UBIMET auch die jeweiligen Windstärken und -richtungen vorhersagen. Diese sind für die Verteilung des Schnees in der Fläche wichtig.
„Unsere Zusammenarbeit und unterschiedliche Expertise ermöglicht es uns, ein Schneeüberwachungsmodell zu erstellen, dank dem Wasserkraftwerken sehr genau abschätzen können, wann wie viel Schmelzwasser in ihre Stauseen fließt“, fasst Leiterer zusammen.
Von der EU gefördert
Gefördert wird das Projekt mit 100,000 Euro von der EU im Rahmen des Programms „Parsec Accelerator“. Das Förderprogramm unterstützt neue Produkte oder Projekte, „die ein großes Potential in den Bereichen Nahrungsmittel, Energie oder Umwelt aufweisen“.
ExoLabs und seine Partner arbeiten nun an einer Strategie, um das Produkt auf den Markt zu bringen. Außerdem wollen die Forscher mit ausgewählten Firmen Vorzeigeprojekte entwickeln. „Unsere Dienstleistung ist neu, deshalb müssen wir erste Demonstrationsprojekte mit Wasserkraftwerken vorweisen, um weitere potentielle Kunden überzeugen zu können“, sagt Leiterer. Angedacht sei eine erste Zusammenarbeit mit den Kraftwerken Oberhasli (KWO Grimselstrom). Später wollen die Unternehmen auch den internationalen Markt erobern. „Unser Berechnungsmodell ist sehr gut skalierbar, und wir können es für Wasserkraftwerke in der ganzen Welt nutzen, allerdings gibt es allein in Europa über 130 für uns relevante Wasserkraftwerke“, so Leiterer.
Titelbild: Eine von ExoLabs erstellte digitale Karte, welche die Verteilung und Höhe der Schneedecke um den Aletsch-Gelscher angibt. (Bild: ExoLabs)
