INTEREST: vuistregels voor kosten en rendementen sensornetwerken in drinkwaterdistributie
Met sensornetwerken kun je de kwaliteit van het drinkwater uitvoeriger bewaken en verontreinigingen effectiever opsporen. Er is echter meer praktijkervaring nodig om de kennis op dat gebied te vergroten. Binnen het TKI Watertechnologieproject INTEREST hebben de waterbedrijven Dunea, Evides, Vitens en WMD samengewerkt met sensorontwikkelaar Optiqua Technologies en kennisinstituut KWR om met behulp van simulaties vuistregels op te stellen voor de relatie tussen investeringen en opbrengsten van sensornetwerken in verschillende typen distributienetwerken. Dankzij deze vuistregels is het mogelijk beter onderbouwde keuzes te maken over toepassing van sensornetwerken en mogelijk de drempel te verlagen om daadwerkelijk in sensornetwerken te investeren.
Beter monitoren met sensoren
Op dit moment wordt de drinkwaterkwaliteit vooral bewaakt door steekproefsgewijze bemonstering van het reine water op productielocaties en het kraanwater bij de klant, gevolgd door laboratoriumanalyse van beperkte volumes. Nu steeds meer waterkwaliteitssensoren op de markt komen, is het mogelijk de dekking van de monitoring in ruimte en tijd sterk te verbeteren. Er wordt echter nog maar beperkt met sensoren in netwerken geëxperimenteerd, omdat er geen duidelijk beeld is van wat dit kan opleveren. Dit remt de innovatie op het gebied van sensoren en verbetering van de monitoring van waterkwaliteit.
Vuistregels voor sensornetwerken
Recent onderzoek binnen het collectieve onderzoeksprogramma van de waterbedrijven heeft een methode opgeleverd waarmee de prestatie van een sensornetwerk is te kwantificeren en gekoppeld wordt aan de benodigde investeringen. Met numerieke simulaties is het mogelijk een beeld te krijgen van de prestaties van sensornetwerken zonder ze daadwerkelijk aan te leggen. De projectpartners hebben dergelijke simulaties uitgevoerd voor een aantal karakteristieke netwerktypen (stedelijk, landelijk, voornamelijk vermaasd, voornamelijk vertakt en combinaties) en variërende aantallen waterkwaliteitssensoren, geplaatst op optimale locaties om potentiële verontreinigingen te kunnen ontdekken. Zo is de relatie tussen het aantal sensoren in een netwerk en de pakkans van verontreinigingen in dat netwerk gekwantificeerd. Door ook de resultaten van een kostenmodel voor Eventlab sensoren voor algemene waterkwaliteit mee te nemen, kon een relatie worden gelegd tussen investeringen en prestaties. Met de resultaten zijn vuistregels opgesteld voor verschillende typen netwerken en hun rendementen. In leidingnetwerken in stedelijk gebied is bijvoorbeeld een grotere pakkans te realiseren omdat deze netwerken per kilometer leiding grote hoeveelheden water leveren en een hogere vermazingsgraad hebben. Bij het inrichten van een sensornetwerk moet, naast kosten voor sensor-hardware, ook gedacht worden aan kosten voor het inrichten van meetstations, sensoronderhoud en –vervanging. Om een hogere prestatie te behalen, zijn meer sensoren nodig en bij een toenemend aantal sensoren stijgen de prestaties minder snel dan de kosten. ”Schaalvergroting, gebruik van meetstations voor meerdere sensoren en innovaties in sensortechnologie kunnen echter leiden tot een gunstigere kosten-batenverhouding in de toekomst.
Kennis en ervaring opbouwen
De ontwikkelde investeringsvuistregels maken het voor waterbedrijven en sensorleveranciers gemakkelijker onderbouwde keuzes te maken bij (proef)projecten met sensornetwerken, en dat zal bijdragen aan verdere innovaties. Het is belangrijk deze vuistregels regelmatig te updaten met nieuwe informatie uit dergelijke projecten. Waterbedrijven, sensorleveranciers en KWR kunnen van elkaar leren door kennis en ervaring uit te wisselen rond investeringen en prestaties van sensornetwerken en de vuistregels bieden hiervoor een nuttig hulpmiddel. Lees meer over dit project.