Elektro-Seilrechen Entwicklung eines integralen Fischschutzkonzeptes auf Basis des Elektro-Seilrechens
Die Schwerpunkte im Projekt liegen neben den umfassenden ethohydraulischen Versuchen und deren wissenschaftlicher Auswertung auf der technischen Entwicklung des Elektro-Seilrechens.
Mit ethohydraulischen Versuchen konnte eine einmalige Wissens- und Datengrundlage über das Verhalten der Fische an der hybriden Barriere Elektro-Seilrechen sowie über den Fischschutz und der Fischleitwirkung in Abhängigkeit von variablen Parametern geschaffen werden. In den Versuchen wurde neben dem lichten Seilabstand und dem Anstellwinkel auch die Ausdehnung des elektrischen Feldes variiert.Das technische Konzept des Elektro-Seilrechens, welches im Zuge des Projekts erarbeitet werden konnte, ist breit anwendbar, robust, kostengünstig und betriebssicher.
Durch die Konzipierung von integralen Fischschutzsystemen mit Elektro-Seilrechen an unterschiedlichen Standorten konnten verschiedene technische Konzepte ausgearbeitet werden. Eine Kostenschätzung, welche die spezifischen Preise pro m² untersucht, stellt auch die aus finanzieller Sicht breite Einsatzmöglichkeit des Elektro-Seilrechens dar.
Ausgangssituation
In Österreich, aber auch in vielen weiteren Ländern weltweit, liefert die Wasserkraft einen wesentlichen Beitrag zur regenerativen Energieversorgung (Energie-Control Austria, 2017). Die ökologisch nachhaltige Produktion elektrischer Energie aus Wasserkraft rückt dabei zusehends in den Vordergrund. Bei genauerer Betrachtung von Wasserkraftanlagen fällt jedoch der vielerorts gewässerökologisch nachteilige Betrieb dieser Anlagen auf. Der Ursprung dieser ökologisch nachteiligen Folgen ist in den meisten Fällen auf die Nichtbeachtung ökologischer Aspekte bei der Planung und dem Bau der Anlagen zurückzuführen. Für aquatische Organismen stellt sich in diesem Zusammenhang die Unterbrechung des Längskontinuums als besonders gravierend dar.
Das Wissen über die Wichtigkeit der Durchgängigkeit von Wasserkraftanlagen, sowohl flussauf als auch flussab, veranlasste die EU im Jahr 2000 zur Einführung der Wasserrahmenrichtlinie, welche in Österreich im Nationalen Gewässerbewirtschaftungsplan implementiert wurde. Darin enthalten ist unter anderem die Forderung zum Erhalt oder zur Wiederherstellung der Durchgängigkeit von Fließgewässern. Während es für die flussaufwärts gerichtete Migration mittlerweile vielseitige Lösungen in Form von technischen und auch naturnahen Fischaufstiegsanlagen gibt und ein Stand der Technik definiert werden konnte, blieb das Problem für die flussabwärts gerichtete Migration lange unerkannt. Da sich Fische in Fließgewässern an der Hauptströmung orientieren, schwimmen sie bei ihrem Weg flussabwärts mit der Hauptströmung durch die Turbinen, welche wiederum je nach Bauart, Durchmesser, Rotationsgeschwindigkeit usw. spezifische Mortalitätsraten aufweisen. Einen Stand der Technik für den Fischschutz und Fischabstieg an Wasserkraftanlagen gibt es derzeit noch nicht (Lehmann, 2012). Genau hier setzt das hybride System Elektro-Seilrechen an.
Projektverlauf
Das Projekt ist abgeschlossen und alle relevanten Fragestellungen konnten beantwortet werden. Neben der technischen Weiterentwicklung des Elektro-Seilrechens zu einem sehr konkreten Konzept für ein Produkt (FishProtector) konnte viel Wissen im Bereich des Fischverhaltens an Barrieren, im Speziellen an der hybriden Barriere Elektro-Seilrechen, gewonnen werden. Alle technischen Entwicklungen stützen sich auf den Erkenntnissen, welche aus den ethohydraulischen Versuchen gewonnen werden konnten. Die gute Zusammenarbeit zwischen allen Partnern aus Wissenschaft und Praxis erlaubte die umfassende Bearbeitung aller Meilensteine. Von der Beurteilung der Fischschutz- und Fischleitwirkung, aber auch des Fischverhaltens im Nahbereich der hybriden Barriere über die Ausarbeitung eines breit anwendbaren technischen Konzeptes und der Konzipierung des Elektro-Seilrechens an verschiedenen Anlagen (von denen einige im Jahr 2020 in der Praxis umgesetzt werden) bis hin zur Kostenschätzung, konnte alles im Projektzeitraum erarbeitet werden.
Meilensteine
- Nachweis der Fischschutzwirkung
- Nachweis der Fischleitwirkung sowie Grundlagen zur Bypassgestaltung
- Technisches Konzept für Elektro-Seilrechen
- Fertigstellung der Konzipierung integraler Fischschutzsysteme mit Elektro-Seilrechen
- Aufstellung der Kosten in Abhängigkeit der Geometrie und anderer Randbedingungen
- Projektabschluss
"Clean Energy and Vital Rivers! Der Erhalt und auch ein weiterer Ausbau der Wasserkraft sind klimapolitisch wichtig. Hierbei muss jedoch eine ökologisch verträgliche Form der Wasserkraft angestrebt und realisiert werden."
– Markus Aufleger –
Ergebnisse
Die Fischschutzwirkung der hybriden Barriere, welche aus einer mechanischen Barriere (Seilrechen) und einer Verhaltensbarriere (gepulstes elektrisches Feld) besteht, konnte in ethohydraulischen Versuchen eindrücklich nachgewiesen werden. Zum Einsatz kamen Wildfische der Arten Bach- und Regenbogenforelle, Äsche und Aitel mit einer Länge zwischen 10 und 25 cm. Durch die Ausrichtung des Elektro-Seilrechens werden Fische zusätzlich zum Bypass hingeleitet. Da die Parameter des Elektro-Seilrechens (Anstellwinkel, lichter Seilabstand, Größe und Intensität des elektrischen Feldes) je nach Anforderungsprofil variabel umsetzbar sind, kann für jeden Standort eine maßgeschneiderte Lösung gefunden werden. Für verschiedene Anlagengrößen stehen unterschiedliche technische Konzepte zur Verfügung. Im Rahmen einer Kostenschätzung wurde deutlich, dass man mit dem Elektro-Seilrechen, auch aufgrund der größeren realisierbaren lichten Seilabstände bei gleichbleibender Fischschutzwirkung, für Anlagen einer jeden Größe wirtschaftlich gut darstellbare Lösungen finden kann.
Downloads
Steckbrief
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Projektnummer858847
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Koordinator
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ProjektleitungMarkus Aufleger,
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Partner
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SchlagwörterFischleiten, Fischschutz, FishProtector, Hybride Fischschutzeinrichtung, Ökologisch verträgliche Wasserkraft
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FörderprogrammEnergieforschungsprogramm
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Dauer03.2017 - 12.2019
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Budget476.844 €