Hydropower stands for a large part of the energy production portfolio in Sweden and provides about 50% of the electricity needs. Most of the turbines were built some decades ago and are in a need of refurbishment. An important refurbishment period started some years ago and will be continuous. Substantial production gains and adaptation to new market demands may be achieved with such refurbishments. Refurbishments are also stimulated by the government through the electricity certificate system. Efficiency step-ups are thus of importance but challenging due to the presence of mainly low head (H<50 m) machines in Sweden. During the last decades, the Winter-Kennedy method has been used to verify improvements of the efficiency by measuring before and after a refurbishment. The results have for a number of cases shown unpredictable results. There is a need of development to measure accurately the efficiency in order to evaluate the outcome of different refurbishment projects. A workgroup within the Swedish Hydropower Centre (Svenskt Vattenkraftcentrum, SVC) has been formed together with representatives from the majority of the hydro turbine industry in Sweden to address the challenge of flow measurements in low head hydraulic turbines. The present report presents the different methods available with their actual development status and potential to meet low head hydraulic machines constraints. The working group suggests several actions for the development of flow measurements in low head machines. They are divided in 2 categories: long term and short term. The long term actions are typical SVC projects for PhD or/and senior researcher while short term actions are projects for consultant or/and senior researcher. The following actions are suggested in a hierarchical order:Long term projects1. Development of the pressure-time method as an absolute and relative method2. Evaluation of scale-up formula and influence of the parameters differing between model and prototype such spiral inlet boundary conditionsShort term projects1. Procedure/road book for implementation, evaluation and reporting of the Winter-Kennedy method. Continue working on the common guideline drafted in SEK-TK4.2. Systematic error analysis of the Winter-Kennedy method3. Testing of the volumetric method on a full-scale unit to investigate capabilities and evaluate necessary development for low head hydro power plants4. Testing of the tracer dilution method on a full-scale unit to investigate capabilities and evaluate necessary development for low head hydro power plants

Vattenkraft står för ca 50% av elproduktionen i Sverige. De flesta av verken byggdes för flera årtionden sedan och kommer successivt att behöva förnyas. Förnyelsen har påbörjats och kommer kontinuerligt att fortsätta. Betydande produktionsvinster och anpassning till nya marknadskrav kan uppnås i förnyelsen och den stimuleras också av staten genom elcertifikatsystemet. Verkningsgradhöjningar är således av vikt, men utgör en utmaning i de lågfallhöjdsmaskiner (H <50 m) som dominerar i Sverige. Under de senaste decennierna har Winter-Kennedy metoden använts för att kontrollera förbättringar av verkningsgrad genom att mäta före och efter en renovering. Resultaten har i ett antal fall visat oförutsägbara resultat. Det finns ett behov av utveckling för att noggrant mäta verkningsgrad för att utvärdera resultatet av olika förnyelseprojekt.En arbetsgrupp har därför bildats inom Svenskt VattenkraftCentrum med representanter från vattenkraft- och turbinbranschen i Sverige för att identifiera insatser för att utveckla flödesmätning i lågfallhöjdsturbiner. I denna rapport presenteras olika flödesmätningsmetoder som finns med deras utvecklingsstatus och potential att möta behoven för lågfallhöjdsmaskiner.Arbetsgruppen föreslår flera insatser för att utveckla flödesmätning i lågfallhöjdsmaskiner. De är indelade i två kategorier: lång och kort sikt. De långsiktiga insatserna är typiska SVC-projekt för doktorander och/eller seniora forskare, medan de kortsiktiga insatserna är projekt för konsult och/eller seniora forskare. Följande insatser föreslås i prioritetsordning:Långsiktiga projekt1. Utveckling av ”pressure-time”-metoden som en absolut och relativ metod2. Utvärdering av skallagar och inflytande av parametrarna som skiljer sig mellan modell och prototyp, såsom spiralens inloppsrandvillkorKortsiktiga projekt1. Vägledning för genomförande, utvärdering och rapportering av flödesmätningar med Winter-Kennedy metoden. Fortsätta arbetet med de gemensamma riktlinjer som utarbetats i SEK-TK4.2. Systematisk felanalys av flödesmätningar med Winter-Kennedy metoden3. Test av den volymetriska metoden på en fullskalig turbin för att undersöka möjligheter och utvärdera nödvändig utvecklingsbehov för lågfallhöjdsmaskiner4. Test av ”dilution” metoden på en fullskalig turbin för att undersöka möjligheter och utvärdera nödvändig utvecklingsbehov för lågfallhöjdsmaskinerArbetet som presenteras i rapporten har bedrivits inom "Svenskt VattenkraftCentrum – SVC”. SVC har etablerats av Energimyndigheten, Elforsk och Svenska Kraftnät tillsammans med Luleå Tekniska Universitet, Kungliga Tekniska Högskolan, Chalmers Tekniska Högskola och Uppsala Universitet.Medverkande vattenkraftföretag är Alstom, Andritz Hydro, E.ON Vattenkraft Sverige, Fortum Generation, Holmen Energi, Jämtkraft, Karlstads Energi, Linde Energi, Mälarenergi, Skellefteå Kraft, Sollefteåforsens, Statkraft Sverige, Statoil Lubricants, Sweco Infrastructure, Sweco Energuide, SveMin, Umeå Energi, Vattenfall Research and Development, Vattenfall Vattenkraft, VG Power och WSP.