Eesti biorobootikud koostöös teiste Euroopa teadlastega on loonud tugisüsteemi, mis aitab analüüsida kalade liikumise ohutust uute hüdroelektrijaamade ehitamisel ning olemasolevate hindamisel. Süsteemi sisestatakse andmed näiteks elektrijaama tüübi, asukoha ja veeteedel olevate kalade populatsioonide suuruse kohta ja siis analüüsib tarkvara neid andmeid ning aitab määrata keskkonnariski taset ja ohtu kalapopulatsioonile, et lõpuks soovitada meetmeid kalade ohutuse tagamiseks.
Teadustöö tehti üleeuroopalises projektis FIThydro, kus TalTechi biorobootikateadlased koostöös tööstusettevõtetega uurisid olemasolevaid hüdroelektrijaamu. Koos teiste Euroopa teadlastega töötati välja uued hindamismeetodid ja tehnoloogiad veevoolust energia tootmisel kalasõbralikumaks ja keskkonnasäästlikumaks muutmiseks.
TalTechi biorobootika keskuse teadur ja projekti üks eestvedajaid Jeffrey A. Tuhtan: „Hüdroelektrijaamade negatiivsete ökoloogiliste mõjude vähendamine on ka üks ELi veepoliitika eesmärkidest. Sageli ei vasta vanemad hüdroelektrijaamad uutele nõuetele ning neid tuleb tegevusloa uuendamiseks rekonstrueerida.“ Nii tuleb iga hüdroelektrijaama puhul leida rekonstrueerimiseks kõige otstarbekamad meetmed, mis arvestavad jaamade eripärasid.
Praegu ei teata täpselt, millised on tõhusad meetmed kalade alla- ja ülesvoolu rände tagamisel, nt millised kalatrepid sobivad millistele kalaliikidele või milline oleks parim viis meelitada kalu treppide juurde. Nii näiteks võivad kalad oma allavoolu rändel sattuda hüdroelektrijaama turbiini, kus turbiinilabad neid vigastavad, lisaks peavad nad taluma suuri ja kiireid rõhumuutusi.
„Elektrooniliste andurite abil saab testida kalade ja teiste veeloomade läbipääsuvõimalusi sellistes ekstreemsetes oludes nagu hüdrojaamade turbiinid. Andurid aitavad vähendada niisuguseid katseid eluskaladega ning annavad uusi teadmisi selle kohta, kuidas muuta hüdroelektrijaamu kalasõbralikumaks," selgitas andurite väljatöötamise töörühma eestvedaja TalTechis Jeffrey Tuhtan.
TalTechi biorobootikud koostöös kolleegidega Belgia instituudist INBO uurisid sealses Archimedese kruviturbiinis erinevate kalaliikide – latika, angerja ja särje – hukkumise ja vigastumise ohtu allavoolu liikumisel. Teadlased kasutasid oma uuringus rõhku, kiirendust ja pöörlemiskiirust registreerivaid andureid. „Meie töö tulemusel pakuti välja mitu uut parameetrit kalade ja andurite allavoolu liikumise hindamiseks, sh mõjujuhtumite aeg ja kestus, translatsiooni ehk kulgliikumise ja rotatsiooni ehk pöördliikumise kineetiline energia ja rõhu suhe,“ ütles dr Ine Pauwels INBO-st. Uurimisrühm leidis, et kruviturbiinid ei ole alati kalasõbralikud ning pakkus välja meetodid olukorra parendamiseks.
Projekti raames on loodud ka Vikipeedia leht. „Igas riigis on erinevad tavad ja oma teadmiste vahetamises pole me kahjuks veel jõutud sinnamaani, kus sooviksime olla," ütles professor Rutschmann. „Näiteks pole inimesed sageli teadlikud mujal juba proovitud ja tõhusaks osutunud meetmetest. Loodame, et see Vikipeedia leht aitab kaasa selliselt teadmiste vahendusvõrgustiku parandamisele."
Neli aastat kestnud ELi projektis „Kalasõbralikud innovatiivsed tehnoloogiad hüdroenergeetikas“ (FIThydro) uuris 26st Euroopa teadusasutusest ja ettevõttest koosnev töörühm hüdroelektrijaamade mõju ökosüsteemidele, eelkõige kaladele. Uuringuid tehti kaheksa riigi 17 katsekohas. „Meie jaoks oli oluline, et katsekohtades oleksid erinevad geograafilised, hüdromorfoloogilised ja klimaatilised tingimused. See muudab meie uurimistulemused rakendatavaks paljudes erinevates hüdroelektrijaamades üle Euroopas,“ selgitas FIThydro projekti koordinaator, Müncheni Tehnikaülikooli professor Peter Rutschmann.
TAUST
Veevooluenergia on üks olulisemaid ja laialdasemalt kasutatavaid taastuvaid energiaallikaid. Selle suureks eeliseks tuule- ja päikeseenergia ees on vähene sõltuvus ilmastikust. Paraku kaasneb hüdroelektrijaamadega ka otsene sekkumine keskkonda, näiteks jõgede paisutamine, muutused vee-elupaikades ja kalade hukkumine turbiinide, liigveelaskmete ning prahivõrede tõttu.
Uuringust ilmus teadusajakirjas 21.10.2020 Sustainability artikkel „Multi-Species Assessment of Injury, Mortality, and Physical Conditions during Downstream Passage through a Large Archimedes Hydrodynamic Screw (Albert Canal, Belgium)“ doi.org/10.3390/su12208722
Lisateave:
- FIThydro veebileht: www.fithydro.eu
- FIThydro otsuste tugisüsteem: www.dss.fithydro.wb.bgu.tum.de/home/ui.
- FIThydro Vikipeedia leht: www.fithydro.wiki
Uurimisprojektis „Kalasõbralikud innovatiivsed tehnoloogiad hüdroenergeetikas“ (FIThydro) (www.fithydro.eu/) osaleb 13 teadusasutust ja 13 ettevõtet Saksamaalt, Belgiast, Eestist, Prantsusmaalt, Ühendkuningriigist, Norrast, Portugalist, Šveitsist ja Hispaaniast. Andurite väljatöötamist juhtis Tallinna Tehnikaülikooli biorobootika keskus (www.taltech.ee/en/biorobotics/). Välikatseid ja bioloogilist hindamist Ham hüdrojaama kruviturbiinis juhtis Belgia Looduse ja Metsade Uurimise Instituudi INBO veekeskkonna majandamise uurimisrühm (www.inbo.be/en; johan.coeck@inbo.be). Projekt sai 7,2 miljoni euro suuruse toetuse ELi programmist „Horisont 2020“ (toetusleping nr 727830) ja rahastuse Šveitsi riiklikult teadusfondilt (SNSF).
Lisainfo: TalTechi biorobootika keskuse teadurid
Jeffrey A. Tuhtan, jeffrey.tuhtan@taltech.ee; info@fithydro.eu (inglise keeles) ja Gert Toming, gert.toming@taltech.ee (eesti keeles)