Design and evaluation of a fish-friendly water turbine

Abstract

Frequently hydroelectric plants are presented as benign to the environment, particularly small scale run-of-river schemes due to have been designed to maintain a natural flow regime. However, it has been highlighted for researches that even these schemes can be harmful to the environment whereas the majority of the damage caused to fisheries at hydraulics turbines is due to blade strike and injuries. In reason to improve the fish survival through the turbine, this study aims to design a low head, run-of-river, fish-friendly water turbine, which uses a free water vortex for extract the energy of the water in a micro hydroelectric and evaluate its performance using computational fluid dynamics.

Frequentemente, as usinas hidrelétricas são apresentadas como benignas para o meio ambiente, particularmente os esquemas de fio d’água de pequena escala por terem sido projetados para manter um regime de fluxo natural do rio. No entanto, tem sido destacado em pesquisas que mesmo esses esquemas podem ser nocivos para o meio ambiente, sendo que, a maioria dos danos causados aos peixes em turbinas hidráulicas é devido às lesões causadas pelas pás. Com o objetivo de aumentar a taxa de sobrevivência dos peixes através da turbina, este estudo propôs o projeto de uma turbina hidráulica de baixa pressão, que use um vórtice de água livre para extrair a energia na água e avaliar seu desempenho usando dinâmica computacional de fluídos.