Interesse in slimme waternetwerken neemt toe

Jaarlijks vinden meerdere kennisuitwisselingsbijeenkomsten plaats binnen het thema Hydroinformatica van het bedrijfstakonderzoek voor de waterbedrijven (BTO). Onlangs was er de tweede bijeenkomst van dit jaar. Hierin deelden experts in slimme waternetwerken uit binnen- en buitenland hun ervaringen bij het opzetten van zulke systemen. Ook spraken zij over de uitdagingen en (verwachte) opbrengsten. Wereldwijd wordt flink geïnvesteerd in de ontwikkeling en toepassing van slimme waternetwerken.

Lessen uit Singapore

Uit Singapore kwam de bijdrage van Teh Ming Hwang (Public Utilities Board, Singapore). Hij vertelde over de weg die daar in de afgelopen dertig jaar is afgelegd om een slim waternetwerk te ontwikkelen en te bouwen. PUB hanteert het uitgangspunt dat sensor- en data-ontwerp het fundament vormen van een slim waternetwerk. Hierin is men te werk gegaan vanuit de filosofie dat preventief handelen beter is dan reactief opereren. Er is dan ook gekozen voor een inzet op hoge precisie en lage variabiliteit in operaties. PUB heeft een lange weg afgelegd, maar inmiddels zijn systemen beschikbaar die aan de gestelde eisen voldoen en de visie begint dan ook in de praktijk tot leven te komen.

Vijf pijlers

In de ontwikkeling en bouw van slimme waternetwerken maakt PUB gebruik van vijf pijlers: proactief management van assets, een real time digitale tweeling van het netwerk, incidentmonitoring (command & control), het stroomlijnen van werkprocessen en datagestuurde klantinteractie, bijvoorbeeld over waterbesparing.

Vier ontwerpthema’s

In het nastreven van hun visie heeft PUB zich niet beperkt tot de beschikbare technologie op de markt, maar heeft het zelf veel ontwikkelingen in gang gezet of zelfs in eigen beheer uitgevoerd. Teh Ming Hwang benoemde vier ontwerpthema’s die voor PUB cruciaal zijn geweest. Beginnend bij de sensor zelf, zijn betrouwbaarheid en robuustheid essentieel in de uitdagende omgeving van Singapore: het is er warm en er heerst een hoge luchtvochtigheid. Het tweede onderwerp betreft het monitoringsstation. Hierbij wordt de optimale locatie bepaald door gebruik te maken van algoritmes, die onder meer voorspellen of voldoende energie kan worden opgewekt met behulp van zonnepanelen. Ook optimaliseren de algoritmes het ontwerp van het station. Als derde werd telemetrie genoemd, waarin aan de hand van informatie over de dekkingsgraad van mobiele dataverbindingen, beschikbaar vanuit de overheid, automatisch locaties met goede dataconnectie zijn te vinden. Het laatste thema betrof de wijze waarop de uiteindelijke data in zinvolle informatie kan worden omgezet. Hierbij valt te denken aan verificatie van data die de sensor zelf kan uitvoeren, conditiebewaking en onderhoudsplanning.

Slim waternetwerk – de vier pijlers in de filosofie van Public Utilities Board, Singapore (PUB).

Ervaringen en toepassingen bij De Watergroep

Ook kwam tijdens de kennisuitwisselingsbijeenkomst een voorbeeld van slimme waternetwerken dichter bij huis aan bod. Nele Philips van De Watergroep (België) gaf een toelichting op de uitdagingen waar dit grootste waterbedrijf van Vlaanderen voor staat; een afnemende waterbeschikbaarheid en waterkwaliteit van bronnen, piekverbruiken en lekverliezen. Door meer sensoren in te zetten en meer data te vergaren, kunnen slimmere oplossingen worden gevonden die deze uitdagingen het hoofd bieden.

Waterkwaliteitssensoren

Sensoren kunnen op tal van plekken tussen bron en tap worden ingezet. Een toelichting werd gegeven op het gebruik van sensoren voor het monitoren van de waterkwaliteit van oppervlaktewaterbronnen. De Watergroep gebruikt hiervoor multi-parameter sensoren. Op basis van de continue monitoring met deze sensoren vindt sturing van de invoer van rivierwater naar een spaarbekken plaats. Een dergelijke continue meting is hierbij essentieel, omdat de waterkwaliteit – specifiek het zoutgehalte – erg snel kan variëren en wekelijkse bemonstering ongeschikt is voor sturing van de inname.

Internet of Water

Ook vertelde Philips over het project Internet of Water, waar De Watergroep aan deelneemt. Hierin wordt gewerkt aan een fijnmazig meet- en voorspellingssysteem in oppervlaktewater, dat zich richt op verzilting en het monitoren van riool-overstorten. Centraal staan de ontwikkeling van chip-gebaseerde sensoren die weinig onderhoud nodig hebben en een significant lagere kostprijs hebben dan de huidige generatie waterkwaliteitssensoren. De monitoringsgegevens worden opgeslagen in een database in de cloud, gebruik makend van de FiWare-standaard. Het project, uitgevoerd met partners Aquafin, Imec, Vito, Vlakwa en VMM, duurt tot 2023.

Druksensoren

Het tweede type sensoren waarover Philips toelichting gaf, zijn druksensoren in het leidingnet. Voor het tegengaan van lekverliezen in het leidingnet heeft De Watergroep een actieplan opgezet, met de toepasselijke naam ‘Leakie’. Doel van het actieplan is lekken effectiever te herstellen en te vermijden. Een voorbeeld binnen dit plan is het SmartWaterGrid-project, waarin een hybride digitale tweeling gecreëerd wordt door gebruik te maken van realtimedata, GIS-data, hydraulische modellen en menselijke expertise.

De verschillende elementen van het SmartWaterGrid-project.

Ervaringen van de watersector met slimme netwerken

Conclusie van deze kennisuitwisselingsbijeenkomst is, dat het realiseren van een slimme, veerkrachtige waterinfrastructuur die optimaal presteert, geen eenvoudige opgave is. Er zijn visie, geduld en uithoudingsvermogen voor nodig. Sommige waterbedrijven hebben hierin een leidende positie ingenomen en er valt veel van hun werk te leren.