Metoder udviklet af biorobotingeniører hjælper med at gøre vandkraftværker mere fiskevenlige

I det europæiske FIThydro-projekt, TalTech-forskere arbejdede sammen med industripartnere for at studere eksisterende vandkraftværker. Sammen med forskere i hele Europa, de udviklede nye vurderingsmetoder og teknologier med det mål at gøre vandkraft mere fiskevenlig og miljømæssigt bæredygtig.

Vandkraft er en af ​​de vigtigste og mest udbredte vedvarende energikilder. Den store fordel:den er langt mindre vejrafhængig end vindkraft og solenergi. Imidlertid, brugen af ​​vandkraftværker medfører også store indgreb i miljøet, herunder opdæmning af floder, ændringer i akvatiske levesteder, og fiskedødelighed gennem turbiner, afløb eller skærme.

At reducere disse negative økologiske effekter er et af målene med det europæiske vandrammedirektiv. Imidlertid, Især ældre vandkraftværker opfylder ofte ikke disse nye krav og skal eftermonteres, før deres certificering kan fornyes. Beslutningen om økonomisk bæredygtige foranstaltninger til gennemførelse af disse ændringer skal træffes individuelt for hvert vandkraftværk, "Det er vigtigt at skræddersy eksisterende løsninger til de stedspecifikke faktorer for hver enkelt fabrik, " forklarer prof. Peter Rutschmann fra det tekniske universitet i München og koordinator for FIThydro-projektet.

Undersøgelse af vandkraftværker i hele Europa

I det fireårige EU-projekt FIThydro (Fishfriendly Innovation Technologies for Hydropower) en arbejdsgruppe bestående af 26 europæiske forskningsinstitutioner og virksomheder undersøgte virkningerne af vandkraftværker på økosystemer og især fisk på 17 teststeder i otte lande. "Det var vigtigt for os, at teststederne afspejler de forskellige geografiske, hydromorfologiske og klimamæssige forhold, således at vores resultater kan anvendes på en bred vifte af vandkraftværker i Europa, " forklarer prof. Rutschmann.

"Elektroniske fisk" måler turbinepassage

Der er også huller i den eksisterende viden om effektive opstrøms og nedstrøms fiskevandringsforanstaltninger – såsom hvilke fisketrapper der er egnede til hvilke arter, eller hvilke forhold der er ideelle for fisk at finde dem. Under nedstrøms migration, fisk kan svømme gennem vandkraftturbinerne og, bortset fra risikoen for skader fra turbinebladene, er udsat for enorme trykændringer. "Med disse sensorer, vi kan teste de ekstreme forhold, fisk og andet vandlevende liv oplever, når de passerer gennem turbiner. Dette kan hjælpe med at reducere antallet af nødvendige levende fiskeforsøg, og give operatørerne ny indsigt i, hvordan de kan gøre deres faciliteter mere fiskevenlige" forklarer Dr. Jeffrey Tuhtan, der leder sensorteamet hos TalTech.

For at sammenligne sensorerne med oplevelsen af ​​levende fisk, kolleger fra INBO Belgien sammen med TalTech undersøgte multispecies risiko for skader og dødelighed under nedstrøms passage gennem en stor Archimedes hydrodynamisk skrue til brasen (Abramis brama), ål (Anguilla anguilla), og skaller (Rutilus rutilus) i forbindelse med passive sensorer, der registrerer trykket, acceleration, og rotationshastighed. "Vores arbejde kom frem til flere nye måder at vurdere nedstrøms passage for fisk og sensorer, herunder tidspunkter og varigheder af påvirkningsbegivenheder, de kinetiske energier af translation og rotation, og trykgradienten," sagde Dr. Ine Pauwels fra INBO. Holdet fandt ud af, at skruerne ikke altid var fiskevenlige og foreslog konkrete måder at forbedre situationen for både operatører og fisk.

Beslutningsværktøjer til vandkraftoperatører

Sammen med risikoanalyse og vurdering af vandkraftværker, anden del af projektet undersøgte mulige foranstaltninger til eftermontering af vandkraftværker – samt beslutningstagningsværktøjer for vandkraftoperatører og planlæggere. "Disse beslutninger er meget komplekse, " siger prof. Rutschmann. "Vandkraftværket og de stedspecifikke forhold spiller en rolle. Men det er også nødvendigt at overholde regulatoriske standarder på nationalt plan og EU-plan. Og for operatørerne er det selvfølgelig vigtigt, at tiltagene er effektive og omkostningseffektive."

Åben adgang online værktøjer

Et af projektets hovedresultater er FIThydro Decision Support System, der kan bruges ved planlægning og vurdering af vandkraftværker. Brugeren kan indtaste data om typen af ​​kraftværket, dens placering, fiskebestandene til stede i vandvejene og andre karakteristika. Under hensyntagen til miljøpolitiske krav og internationale regulatoriske retningslinjer, softwaren analyserer derefter dataene for at beregne niveauet af miljørisiko og fiskebestandsfaren og anbefaler afværgeforanstaltninger.

Der er også lavet en wiki i projektet. "Der er forskellig praksis i hvert land, men vidensudvekslingen er endnu ikke, hvor den burde være, " siger prof. Rutschmann. "F.eks. folk er ofte uvidende om foranstaltninger, der er blevet afprøvet og fundet effektive andre steder. Vi håber, at wikien vil understøtte netværket af viden."