I det europatäckande FIThydro-projektet, TalTech-forskare arbetade med industripartners för att studera befintliga vattenkraftverk. Tillsammans med forskare över hela Europa, de utvecklade nya bedömningsmetoder och tekniker med målet att göra vattenkraften mer fiskvänlig och miljömässigt hållbar.

Vattenkraft är en av de viktigaste och mest använda förnybara energikällorna. Den stora fördelen:det är mycket mindre väderberoende än vindkraft och solenergi. Dock, användningen av vattenkraftverk innebär också stora ingrepp i miljön, inklusive uppdämning av floder, förändringar i akvatiska livsmiljöer, och fiskdödlighet genom turbiner, utlopp eller skärmar.

Att minska dessa negativa ekologiska effekter är ett av målen med det europeiska ramdirektivet för vatten. Dock, Särskilt äldre vattenkraftverk klarar ofta inte dessa nya krav och måste byggas om innan deras certifiering kan förnyas. Beslutet om ekonomiskt lönsamma åtgärder för att genomföra dessa förändringar måste fattas individuellt för varje vattenkraftverk, "Det är viktigt att skräddarsy befintliga lösningar till de platsspecifika faktorerna för varje anläggning, " förklarar prof. Peter Rutschmann från Münchens tekniska universitet och koordinator för FIThydro-projektet.

Studerar vattenkraftverk över hela Europa

I det fyraåriga EU-projektet FIThydro (Fishfriendly Innovation Technologies for Hydropower), en arbetsgrupp bestående av 26 europeiska forskningsinstitutioner och företag studerade effekterna av vattenkraftverk på ekosystem och i synnerhet fisk vid 17 testplatser i åtta länder. "Det var viktigt för oss att testplatserna speglar de olika geografiska, hydromorfologiska och klimatförhållanden så att våra resultat skulle kunna tillämpas på ett brett utbud av vattenkraftverk i Europa, " förklarar prof. Rutschmann.

"Elektroniska fiskar" mäter turbinpassage

Det finns också luckor i den befintliga kunskapen om effektiva uppströms och nedströms fiskvandringsåtgärder – som vilka fisktrappor som är lämpliga för vilka arter eller vilka förhållanden som är idealiska för fisk att hitta dem. Under nedströms migration, fiskar kan simma genom vattenkraftsturbinerna och, förutom risken för skador från turbinbladen, utsätts för enorma tryckförändringar. "Med dessa sensorer, vi kan testa de extrema förhållanden som fiskar och annat vattenlevande liv upplever som passerar genom turbiner. Detta kan bidra till att minska antalet levande fiskexperiment som behövs, och ge operatörerna nya insikter om hur de kan göra sina anläggningar mer fiskvänliga", förklarar Dr. Jeffrey Tuhtan, som leder sensorteamet på TalTech.

För att jämföra sensorerna med upplevelsen av levande fisk, kollegor från INBO Belgium tillsammans med TalTech undersökte risken för flera arter för skada och dödlighet under nedströmspassage genom en stor Archimedes hydrodynamisk skruv för braxen (Abramis brama), ål (Anguilla anguilla), och mört (Rutilus rutilus) i kombination med passiva sensorer som registrerar trycket, acceleration, och rotationshastighet. "Vårt arbete kom fram till flera nya sätt att bedöma nedströmspassage för fisk och sensorer, inklusive tider och varaktigheter för påverkan, de kinetiska energierna för translation och rotation, och tryckgradienten", säger Dr. Ine Pauwels från INBO. Teamet fann att skruvarna inte alltid var fiskvänliga och föreslog konkreta sätt att förbättra situationen för både operatörer och fiskar.

Beslutsfattande verktyg för vattenkraftoperatörer

Tillsammans med riskanalys och bedömning av vattenkraftverk, den andra delen av projektet undersökte möjliga åtgärder för att bygga om vattenkraftverk – samt beslutsfattande verktyg för vattenkraftoperatörer och planerare. "Dessa beslut är mycket komplexa, " säger prof. Rutschmann. "Vattenkraftverket och de platsspecifika förhållandena spelar en roll. Men det är också nödvändigt att följa reglerande standarder på nationell nivå och EU-nivå. Och för operatörerna är det naturligtvis viktigt att åtgärderna är effektiva och kostnadseffektiva."

Öppen åtkomst onlineverktyg

Ett av projektets huvudresultat är FIThydro Decision Support System som kan användas vid planering och bedömning av vattenkraftverk. Användaren kan ange data om typen av kraftverk, dess plats, fiskpopulationer som finns i vattendragen och andra egenskaper. Med hänsyn till miljöpolitiska krav och internationella regulatoriska riktlinjer, programvaran analyserar sedan data för att beräkna nivån på miljörisk och risken för fiskpopulationen och rekommenderar begränsningsåtgärder.

En wiki har också skapats i projektet. "Det finns olika metoder i varje land, men kunskapsutbytet är ännu inte där det borde vara, " säger prof. Rutschmann. "T.ex. människor är ofta omedvetna om åtgärder som har prövats och visat sig vara effektiva på annat håll. Vi hoppas att wikin kommer att stödja nätverkandet av kunskap."