INTEREST – Investeringen in en rendementen van sensornetwerken

De huidige bewaking van onze drinkwaterkwaliteit vindt plaats op het uitgaande reine water bij de productielocaties en bij de klant aan de tap. Dit gebeurt met een steekproefsgewijze bemonstering en laboratoriumanalyse van een beperkt volume. Er komen echter steeds meer waterkwaliteitssensoren op de markt, die in principe de dekking van de monitoring in ruimte en tijd sterk kunnen verbeteren.

Technologie

Er zijn al enkele Nederlandse drinkwaterbedrijven die experimenteren met waterkwaliteitssensoren in hun distributienetten, maar vele hebben er vooralsnog geen in hun netwerken geplaatst. Een belangrijke reden hiervoor is de onduidelijkheid wat de sensoren werkelijk gaan opleveren. Zo is er sprake van een kip-ei-situatie: de werkelijke opbrengsten zullen pas echt duidelijk worden bij grootschalige implementatie, maar zonder duidelijk beeld van deze opbrengsten gaan waterbedrijven niet over tot investeringen. Recent BTO-onderzoek op dit gebied heeft een methodiek opgeleverd die het mogelijk maakt de prestatie van een sensornetwerk te kwantificeren en deze te koppelen aan de investering benodigd om deze prestatie te realiseren (zie Figuur 1). Hiermee wordt de basis voor een harde business case voor sensoring van waterkwaliteit in het distributienet geleverd.

Uitdaging

De prestatie van sensornetwerken voor waterkwaliteit kan goed worden voorspeld met behulp van numerieke simulaties, zonder dat het netwerk hiervoor daadwerkelijk hoeft te worden aangelegd. In dit project worden dergelijke simulaties uitgevoerd voor een representatieve selectie van karakteristieke netwerkvormen (voornamelijk vermaasd, voornamelijk vertakt, etc.), waar mogelijk met meerdere netwerken per type. Dit gebeurt voor variërende aantallen sensoren, geplaatst op optimale locaties (zoals bepaald uit simulaties). Ook worden verschillende vooraf geselecteerde typen sensoren beschouwd. Op deze manier wordt een relatie tussen het aantal sensoren in een netwerk en de prestatie van dit sensornetwerk gekwantificeerd voor individuele netwerken en typen sensoren. Toepassing van een kostenmodel voor sensoren (op basis van aanschaf, onderhoud, operatie, etc.) resulteert in een relatie tussen investering en prestatie. Vervolgens worden de resultaten voor individuele netwerken en/of sensortypen samengebracht in een poging vuistregels te destilleren voor investeringen voor verschillende typen netwerken/sensoren en waar mogelijk globaal.

Oplossing

Resultaat van dit alles is de gekwantificeerde prestatie van een sensornetwerk als functie van de investering voor aanleg en operatie van het netwerk. Hiermee krijgen waterbedrijven de beschikking over een welkome kwantitatieve beslissingsbasis voor business cases voor sensoring van waterkwaliteit tijdens distributie. Daarnaast biedt het sensorleveranciers een kwantitatief en wetenschappelijk onderbouwd marketinginstrument voor het scheppen van realistische en onderbouwde verwachtingen bij hun klanten.
Figuur 1: Benodigde relatieve investering als functie van de gerealiseerde prestatie (dekkingsgraad) en de bijbehorende sensordichtheid.