The expansion of the Swedish hydro power has contributed positively to the reduction of the environmental impacts from the fossil fueled power production. In the same time the extensive expansion has been proved to cause negative ecological and local environment impacts of a stream. This, in turn, has been affecting the biodiversity and fish stock negatively, which has been reduced. One of the underlying problems is the lack of possibility for the fish to pass the plants, but it is also directly correlated to the mortality rate of the fish passing through the turbine, which this study is investigating. The mortality rate has been computed for three different locations in Sweden, Untra, Tännfallet and a third one whose location is confidential, and is denoted as Case 1, 2 and 3. The model used to calculate the mortality rate in this investigation is based by existing blade strike models and knowledge and are investigating the death due to mechanical injuries from collision with a runner blade in the turbine. The model is valid for Kaplan- and Francisturbines and is taking technical design, physiological and behavioral parameters, in consideration. In the first case, Untra, the mortality rate is lower for the Kaplan turbines than for the Francis turbine that has been under investigation. However the Francis turbine has lower mortality rate at low loads and the result also indicates that a Kaplan turbine with greater diameter has lower mortality rate than a smaller one. In case 2, Tännfallet, the Kaplan turbine would give 50 % lower mortality rate than a Francis turbine with a corresponding drop and water intake and at full load. At part load the mortality rate is 42 % less. Case 1 and 2 indicates that a Kaplan turbine is more fish friendly than a Francis turbine, but Case 3, indicates the opposite. The mortality rate in the old Francis turbine was 0 % according to the calculations. This could be explained to the low relative velocity, which is partly a result of the small scale turbine. The relative velocity is in this case is well below 10 m/s and a collision with the runner blades has not necessary a deadly outcome.    In all cases the trash rack is of great importance to prevent a fish with high probability to die in the turbine to pass. In Untra a rack with a gap width of 20 mm is recommended. This would prevent 25 cm long fish and 80 cm long eels to pass. In Tännfallet the current rack that has a gap of 25 mm is considered to be sufficient and will prevent a 30 cm long fish and 90 cm long eels. In Case 3 an 18 mm wide rack is recommended and if choosing that the mortality rate in Case 3 will be at most 26 % if a fish is passing and 70 % for the eel, these with a length of 25 and 70 cm respectively. The results from the case study and the analysis indicates that the mortality rate due to fish passing through the turbine can be reduced. Partly by choosing a turbine that is more fish friendly designed, but also by using optimally designed diverters as trash racks. In general the mortality rate increases with the length of the fish and with a reduction in the turbine dimensions, but at relative velocities below 10 m/s the mortality rate are reduced. This occurs in more extent in Francis turbines, but in general the Kaplan turbine has a lower mortality rate. Also to be mentioned, there are a lot of uncertainties when calculating the mortality and the technical parameter that has the most influence to the mortality rate is the relative flow angle (runner blade angle). Another uncertainty is the behavior of the fish. For example, the mortality rate is much greater for a fish passing at the top of the impeller in a Francis turbine than one passing at the bottom. Hopefully, the knowledge given in this report will contribute to future investigations where the best possible technique to reduce the mortality of a fish passing through the turbine is to be done, and thereby promote both the environmental and economic sustainability of the hydro power.

Forskare är eniga om att jorden utsätts för ständiga klimatförändringar. Detta har lett till att FN tagit fram 17 globala mål som Sverige sedan har formulerat egna miljömål ifrån. En del av den omställning som behöver göras för att nå målen är att byta till en förnybar elproduktion. Det inspirerade till ämnet för examensarbetet, flytande solceller i kombination med vattenkraftverk. Syftet var att ta fram ett underlag för beslutsfattare på energiföretag, vilket innefattar att samla de regelverk som berör hybridtekniken, samt göra en sammanställning av för- och nackdelar med tekniken. Arbetet genomfördes i samarbete med Sydkraft Hydropower AB (SHAB). En av SHABs anläggningar, Edensforsens vattenkraftverk, undersöktes för att beräkna den potentiella solelproduktionen på en del av vattenreservoaren vid vattenkraftverket. För att uppnå resultatet gjordes en fallstudie bestående av en litteraturstudie samt simuleringar i Winsun, för att göra en beräkning av solelpotentialen för den specifika vattenytan vid Edensforsen. Resultatet visade att solcellsanläggningen vid Edensforsen skulle kunna nå en årlig elproduktion på 2,15 GWh i oskuggat läge med en utnyttjad yta på 15 000 m2 och 5412 solcellsmoduler. Det finns inte några specifika regelverk för flytande solceller eller hybridtekniken. Författarna har antagit att flytande solceller klassas som vattenverksamhet och därav berörs av de regelverken. Det innebär att en miljöpåverkansbedömning måste göras och en anmälan till mark- och miljödomstolen krävs då den föreslagna verksamheten kommer vara större än 3000 m2. Tidigare studier har visat att tekniken är ny och outforskad och att det därför är svårt att säga exakt vilken miljöpåverkan de flytande solcellsanläggningarna skulle ha. Hybridtekniken har fördelar som till exempel en minskad kostnad eftersom det redan finns en nätanslutning vid vattenkraften samt att solcellernas effekt kommer vara högre eftersom de får en kylande effekt från vattnet. De nackdelar som identifierats är bland annat att förankringen av de flytande solcellerna kan bli problematisk eftersom vattennivån kan variera i reservoaren. Även att det kan krävas avancerad teknik för att vattenkraften ska kunna regleras snabbt för att kunna justeras efter solelens produktion. Om SHAB skulle välja att implementera flytande solceller vid Edensforsens vatten- kraftverk med den föreslagna ytan skulle den kunna uppnå samma energieffektivitet som den till ytan mest energieffektiva solcellsparken som finns idag i Sverige. Som förslag för fortsatta studier skulle en kostnadsanalys kunna göras för att bredda beslutsunderlaget.

Det här är en kvalitativ studie med syftet att utveckla kunskap om hur elevers tidigare erfarenheter och upplevelser kan ha betydelse för hur de förstår vattenkraftens effekter på ekosystemtjänster. För att uppfylla syftet har frågeställningarna: vilka kunskapsdimensioner kommer till uttryck i elevers samtal om vattenkraftens effekter på ekosystemtjänster och vad grundar sig kunskapen i besvarats. Deltagarna i studien var 16 elever i årskurs fem och sex på en sameskola och två kommunala grundskolor i norra Sverige. Genomförandet av studien skedde i form av gruppintervjuer, som spelades in, med två till fyra elever i varje grupp. Resultatet visade att eleverna uttryckte fyra olika dimensioner av kunskap: förmågan att benämna, förmågan att förklara, förmågan att analysera, kritisera och tillämpa samt proceduriell kunskap. Kunskaperna som eleverna uttryckte grundade sig i: egna erfarenheter och upplevelser, återberättande och skolan. Sammanfattningsvis visade studien att förmågan att förklara och förmågan att analysera, kritisera och tillämpa ofta grundade sig i elevernas egna erfarenheter och det som de hade fått återberättat för sig och att kunskaper ska analyseras som en helhet.

Det kommer ske omprövning av många av Sveriges vattenkraftverk under de kommande 20 åren. Därför har det undersökts vilken påverkan detta kan resultera i för två av ett kraftbolags vattenkraftverk. Fyra olika fall har undersökts och jämförts med varandra. De undersökta fallen var fall 1 - nuläge, fall 2 - optimering med dygnsreglering, fall 3 - förnyelse samt fall 4 - utrivning.   Under arbetet har tillrinningar samt flöden till kraftverken tagits fram och en elprisprognos har använts. Dessa har inkluderats i de olika fallen förutom utrivningen i fall 4. För att maximera intäkten i fall 2 – optimering användes Excel-tillägget problemlösaren i samband med Visual Basic. En förnyelse av det äldre kraftverket har undersökts där data gällande nya potentiella turbiner inhämtats. Slutligen undersöktes utrivningsfallet där intäkt kopplat till produktionsbortfall från Vattenkraftens Miljöfond har sammanställts.   Denna rapport presenterar att fall 1 - nuläget ej kommer kunna behållas för att det ena kraftverket har nått dess tekniska livslängd. Fall 2 - optimering innebar en medelintäktsökning jämfört med om vattennivåreglering användes på 3,8%. Återbetalningstiden för optimeringen var mellan 1,7 och 2,9 år beroende på vilken kalkylränta som användes, om fiskväg inkluderades eller om intäkten justerades ned. Liknande för livscykelvinsten varierade den stort mellan 308 Mkr och 120 Mkr. Fall 3 - förnyelse hade återbetalningstider mellan 7,1 och 15,7 år beroende på liknande antaganden och förutsättningar likt fall 2 - optimeringsfallet. Livscykelvinsten varierade mellan 55,9 och 5,8 Mkr. Fall 4 – utrivning kan innebära en engångsintäkt på 41,1 Mkr från vattenkraftens miljöfond ifall det döms till åtgärder vid det avsedda kraftverket.   Fall 2 - optimering resulterade i störst ekonomisk lönsamhet men samtidigt resulterade dygnsregleringen i en större ekologisk påverkan än de andra fallen på grund av att ovanliggande sjöns vattennivå ändras mer frekvent. Förnyelsen i fall 3 var mindre lönsam än fall 2 - optimering, vid lägre kalkylräntor var förnyelsen dock mer lönsam än utrivningen i fall 4. Utrivningen behövde inte någon fiskväg eftersom fiskarna kunde passera ned genom den naturliga tröskeln.   Slutsatsen för detta arbete är att det finns lönsamhet med att implementera fall 2 - optimering med dygnsreglering, dock leder både fall 3 - förnyelse och fall 4 - utrivning samtidigt till intäkter. Fall 3 och 4 är samtidigt även mer rimliga scenarion i samband med omprövningen av vattenkraftverk. De två sistnämnda fallen är enklare att genomföra eftersom de inte likt optimeringen i fall 2 behöver beslut om godkännande för att fallet ska kunna implementeras. / In conjunction with the nation plan for hydro power plants in Sweden during the next 20 years, its possible effect on two of a power company’s hydro power plants have been examined. Four different cases have been considered and compared with each other. The considered cases were case 1 – current state, case 2 – optimization with short term regulation, case 3 – renewal and case 4 – demolition.   During the investigation of the cases the inflow of water to the hydropower plants has been estimated. A forecast for the electricity price was used and included. Both the inflow and forecast were used in all cases except case 4 - demolition. Case 2 - optimization utilized an add-in for Excel called Solver. Solver was used in conjunction with Visual Basic to maximize the profit. The renewal of one of the older hydropower plant was investigated in case 3 and data regarding the new turbines were collected. Finally, the demolition in case 4 was investigated were the profit stemmed from loss of production and was collected from “Vattenkraftens Miljöfond”.   This report presents that the case 1 – current state is not possible to keep in the future due to one of the plants exceeding their technical lifespan. Case 2 - optimization resulted in an average profit increase of 3,8% compared to case 1 - current state where water level regulation is used. The payback time for case 2 - optimization was between 1,7 and 2,9 years depending on the discount rate that was used, if a fish passage was implemented as well as if the profit was toned down. Similarly, when the life cycle profit was calculated it also varied, it was calculated to be between 308 and 120 Mkr. Case 3 - renewal had payback times between 7,1 and 15,7 years depending on the same assumptions and conditions as the optimization case. The life cycle profit was calculated to between 55,9 and 5,8 Mkr. Case 4 - demolition could result in a singular revenue of 41,1 Mkr if demolition is deemed as necessary due to the national plan.   Case 2 - optimization resulted in the highest economic profitability while at the same time providing a larger negative ecological impact than the other cases due to the more abrupt changes in the surface level. Case 3 - renewal was less profitable than case 2 – optimization, at lower discount rates it yielded more profit than in case 4 – demolition. The demolition did not require a fish passage since the fish could pass through the natural threshold.    The conclusion for this work was that there is profitability in implementing optimization with short term regulation. The renewal and the demolition also led to profits, albeit lower. However, they are more likely to be approved in connection to the national plan since the two latter mentioned cases are easier to implement because they do not require any additional approval which the optimization in case 2 needs.

The project has been conducted into two parts. The purpose with the first part of the project was to enable mobile reading of signals from small scaled hydro plants. To do this an electrical signal circuit was designed and built together. The circuit would send the measured signals from the power plants via the internet to a mobile application. The signal circuit was tested at one of Dala Energis hydro plants. The test results show that the measured values displayed at the hydro plant were correctly displayed at the mobile application. This largely facilitates service in the plants. The second part of the project was to find an effective method to make Dala Energi’s existing hydro plants more effective as many of the stations are struggling with the profitability. During this part calculations in efficiency, hourly prices, investments in remote control systems and finally revenue were made for the hydro stations in Gimmån, Rällsjöfors, Vådån and Skeberg. The efficiency calculations were carried out in the hydro plants in Rällsjöfors and Gimmån. The investment calculations for remote controlled stations were carried out at the station in Gimmån. The results from the calculations in hourly-prices showed that the hydro plants, at realistic conditions, are able to increase their revenues by between 19,89 and 43,20 percent by producing energy when electricity prices are as high as possible. The efficiency of the hydro plants in Gimmån and Rällsjöfors was calculated to 33,35 and 34,46 percent respectively. The numbers is calculated on vague theoretical values. To ensure the correct efficiency measurements should be made in the stations. The investment of a complete remote control system in Gimmån's power station was estimated to have a repayment period of 6 years and 8 months.

Bryophytes play an important role in ecosystems in running waters and are common growing on structures in and around watermills. These watermill habitats differ from other parts of the watercourse in terms of microclimate and disturbance regime, and in providing more suitable and variable substrates. Bryophytes were sampled in and around five watermills and five reference sites 300 meters up or downstream from the watermill in the province Småland, in south-eastern Sweden. Species richness was compared between the sites and differences in community structure were analysed by a Discriminant Analysis. In 90% of the cases, the species composition was found to be specific for watermills and reference sites, and the mean species number was 57% higher at watermills than at the reference sites. Rocks and boulders in a wide range of sizes, concrete and mortar structures with pH-levels higher than that of the underlying bedrock, and stronger currents were identified as some of the causes of the higher diversity at the watermills. Restauration projects in rivers, including dam removal, constitute a potential threat to the bryophyte flora of watermills since the structures they grow on may either be removed or destroyed. Changes in microclimate and disturbance regime are other potential threats to species in these habitats. / Mossor spelar en viktig roll i ekosystem i rinnande vatten och är vanligt förekommande på strukturer i och vid vattenkvarnar. Dessa habitat skiljer sig från vattendraget i övrigt bland annat genom annorlunda mikroklimat och störningsregim, men också genom en hög mångfald av för mossor lämpliga substrat. I denna studie undersöktes mossfloran vid fem vattenkvarnar och fem referensområden. Artantal jämfördes mellan kvarn- och referensområden och skillnader i artsammansättning analyserades med en diskriminantanalys. I 90% av fallen var artsammansättning specifik för respektive habitat och medeltalet för antalet arter var 57% högre vid vattenkvarnar jämfört med referensområden. Stenar och block i olika storlekar, betong och murbruk med högre pH-värden än den underliggande berggrunden och starkare strömmar är några av de faktorer som bidrog till den ökade artmångfalden vid vattenkvarnarna. Restaureringsprojekt i rinnande vatten, till exempel dammutrivningar, utgör ett potentiellt hot mot mossfloran vid vattenkvarnar eftersom de strukturer mossorna växer på riskerar att antingen förstöras eller tas bort. Förändringar i mikroklimat och störningsregim är två andra potentiella hot mot arter i dessa miljöer.

This bachelor’s thesis was conducted in collaboration with Arvika Kraft AB and its purpose was to improve their hydropower station that is located in Rexed. During the last couple of years this specific hydropower station has had vast amounts of mechanical problems, mainly with their gearbox. The result of this has been that the hydropower station has been stationary over long periods of time. At the same time this has resulted in that the hydropower station only opens their turbine’s vanes to 80% of its maximum capability to try to avoid the recurring mechanical problems. By only opening the turbine vanes to 80% the incoming water flow is reduced, which in turn also reduces the amount on electricity that can be produced. The goal with this bachelor’s thesis has been to find a more economically beneficial solution than the one that is present in today’s hydropower station. It should also be noted that this thesis will only look into the possibility of changing the hydropower stations gearbox and generator. The turbine will not be dealt with in this thesis. Historical- and hydrological data has been analyzed so that the efficiency and a possible increase in the production of electricity for the hydropower station in Rexed could be calculated. This result was then compared with alternative solutions that were offered by Transmissionsservice in Jönköping through several investment calculations. The concept that was the most economically beneficial for the hydropower station in Rexed was exchanging the current gearbox for the one that Transmissionsservice in Jönköping had offered. This solution resulted in an increase of the produced electricity from 2 100 MWh up to approximately 3 000 – 3 400 MWh. With a price on electricity of 300 kr/MWh it generated an increase of income of 270 000 – 390 000 kr per year. The investment of 1 500 000 kr, for the new gearbox plus installation fees, is beneficial with an IRR of 5%. From the investment calculations it can also be found that an investment up to 5 000 000 kr still is economically beneficial, since the IRR is higher than the cost of capital, for Arvika Kraft AB. Before Arvika Kraft AB decides if the investment will be made or not they should investigate the possibility of receiving a certificate for their hydropower station. By reconstructing this hydropower station they could receive this certificate, which would increase the income price of the electricity produced by 50% for 15 years (or until the year 2035 if the reconstructed after 2020). With 3 000 – 3 400 MWh of electricity produced this certificate would allow for an investment up to 8 500 000 kr and still be economically beneficial, with an IRR of 5%, for Arvika Kraft AB.

<p>Denna studie har i huvudsak haft två syften. Det första har varit att belysa orsakssammanhang och göra en syntes av de diskussioner som förts i Sverige och internationellt kring ökande problem i samband med översvämningar. Det andra syftet har varit göra en fördjupad belysning av dessa problemställningar med tillämpning på Vänern och Mälaren, två stora sjöar i relativt tätbefolkade trakter. Studien har begränsats till översvämningsproblem längs sjöar och vattendrag vilket innebär att urbana översvämningsproblem som t.ex. orsakas av brister i avlopps och dagvattensystem inte behandlats. </p><p>Vad denna studie har visat är att översvämningsproblematiken är en komplex fråga som spänner över många områden. Att direkt finna en specifik orsak till varför vi upplever allt fler översvämningar är svårt då många faktorer är inblandade och påverkar. Sett historiskt har översvämningar inträffat mer eller mindre regelbundet både i Sverige och internationellt. Den snabba samhällsutvecklingen har dock medfört att skadorna kommit att bli allt mer kostsamma. Människans behov av kontroll och vetskap tycks ha glömt bort en viktig faktor i jakten på den skyldige nämligen naturens variabilitet. Studien har dock visat att det finns faktorer som kommit att förändra betingelserna i våra hydrologiska system vilket kan försvåra situationen av en eventuell översvämning. Studien har lett fram till följande huvudsakliga slutsatser: </p><p>· Det faktum att vi upplever allt fler översvämningar är en blandning av naturliga variationer och mänsklig exponering genom olämplig fysisk planering. Detta kan sammantaget ge upphov till skenbara trender. </p><p>· Studien av Vänern och Mälaren har visat att områden kring stora sjöar är speciellt utsatta områden och är svåra att kontrollera med vattendomar och regleringar. </p><p>· Den allt mer uppmärksammade frågan om klimatförändringar ökar osäkerheten kring framtidens översvämningsrisker.</p>

<p>I denna studie har utveckling av sportfisket i Motala ström, den del som rinner genom Norrköpings centralort, studerats. Det finns i dag hinder för fisken som gör att den inte kommer upp till sina forna lek- och uppväxtplatser. Motala ström avvattnar Vättern vid utloppet i Motala och fortsätter sedan österut mot Bråviken. Strömfårans fall genom Norrköping är betydande och i naturligt tillstånd består av den av strömmande vatten. De nedre delarna av Motala ström och anslutande delar av Bråviken lämnar en särskilt gynnsam miljö för laxartade fiskar. </p><p>Fisket i Motala ström har pågått i flera hundra år men i början av 1900-talet försvann den vilda populationen på grund av föroreningar och en hård reglering av strömmen. I dag finns det två kraftverk som har större kapacitet än någon av de tidigare. Kraftverken producerar varje år 122 GWh eller lika mycket ström som går åt för att förse Norrköping med hushållsel. </p><p>När man talar om tvister mellan olika intressen och när denna konflikt handlar om en naturresurs, kommer man lätt in på etiska och moraliska frågor. Det finns en gren av etiken som hanterar miljöetiska frågor. Denna gren har två olika huvudinriktningar kopplade till hur de ser på förhållandet mellan människan och naturen. Det gäller antropocentrism, som hävdar att bara människor har ett inneboende värde. Medan icke- antropocentrister anser att det finns varelser förutom människan som har ett instrumentellt värde. </p><p>I fallet med Motala ström och dess flöde genom Norrköping är det framförallt tre olika intressen som agerar mot varandra. Jag har koncentrerat mig på att göra intervjuer med representanter från dessa intressegrupper och försöka få en uppfattning om hur de ser på saken. Intervjuerna har varit öppna och de inledande frågor har varit samma för alla informanterna. </p><p>Jag har även tagit del av de vattenhushållningsbestämmelser som gäller för Motala ström och den del som rinner genom Norrköping samt andra dokument för att få en uppfattning om de tvister som finns kring Motala ströms passage genom Norrköping. </p><p>Resultaten från studien visar att vattenkraften i Motala ström kommer att brukas som elproducent under lång tid. Det skulle kosta för mycket pengar att ändra vattenflöden så att en självreproduktion av fisk kan ske, och det har varken kommunen eller kraftbolaget råd med. Det ökade vattenflödena som en planerad självreproduktion skulle innebära, kan även påverka kulturmiljön och de estetiska värdena på ett oönskat sätt. </p><p>I denna studie har jag kommit fram till att det inte går att både ha en vacker och en levande stad. I alla fall inte om man ska följa de lagar som är uppsatta. Det finns vattenflödesbestämmelser och det finns miniminivåer för vattnet. Dessa är reglerade av lagar och de är svåra att ändra på.</p>

No description available.