Полученные результаты важны, потому что, хотя энергия ветра обычно рассматривается как зеленая энергия, опасность для птиц, особенно белоголовых орланов и беркутов, находящихся под защитой федеральных органов власти, вызывает беспокойство.Автор-корреспондент Роберто Альбертани и его сотрудники из Инженерного колледжа ОГУ и Морского научного центра Хатфилда при Колледже наук о Земле, океане и атмосфере создали интегрированную сенсорную систему, которая может определить, попала ли птица или летучая мышь в турбину.Система также может определить, какие виды участвовали в столкновении.«Если турбина поражает обычную птицу, как это ни печально, это не так критично, как поражение защищенного беркута, что потенциально может вызвать простои в работе турбины и потерю доходов, и, что самое важное, потерю члена защищенной видов ", — сказал Альбертани, профессор инженерного проектирования компании Boeing в Университете штата Орегон.
По оценкам Службы охраны рыболовства и дикой природы США, в Соединенных Штатах насчитывается примерно 143000 лысых орлов и 40 000 беркутов.В качестве растущего источника энергии в США ветряная энергия использует башни высотой до 300 футов, обычно оснащенные тремя лопастями, размах крыльев которых вдвое больше, чем у Boeing 747. На концах лопасти движутся со скоростью около 200 миль в час.«На наземных ветряных электростанциях обследование туш и долгосрочный визуальный мониторинг были типичными способами оценки уровня столкновений и смертности», — сказал Альбертани. «Такие факторы, как ошибка инспектора и удаление трупов мусорщиками, могут сделать данные неточными.
А обследование туш является дорогостоящим или невозможным в удаленных местах или на других участках, таких как сельскохозяйственные поля, густые заросли кустарников или при эксплуатации морских турбин».В исследовании Альбертани, аспиранта инженерного колледжа Конгконга Ху, и Роберта Сурьяна из Департамента рыболовства и дикой природы Морского научного центра был протестирован концептуальный дизайн системы, которая автоматически обнаруживает столкновения. Система включает датчик вибрации в основании лопасти, акустический датчик на корпусе генератора для улавливания звуков птиц и оптическую камеру на основании башни.Используя пусковую установку со сжатым воздухом в Центре ветроэнергетики Национальной лаборатории возобновляемой энергии в Боулдере, штат Колорадо, исследователи смоделировали столкновение с птицами, стреляя теннисными мячами в турбины.
«Общие результаты 29 полевых испытаний с ударами лезвия показали положительное обнаружение и подтверждение 14 раз», — сказал Альбертани. «Вероятно, что не обнаруженные удары были событиями с низкой энергией. Есть твердое мнение, что вероятность успеха может быть значительно увеличена».Он отметил, что большинство обнаруженных ударов приходилось на переднюю кромку лезвия на полпути между его серединой и острием.«Результатом большого интереса стала возможность обнаружения удара любым из датчиков, установленных на трех лопастях, что свидетельствует о том, что не обязательно все лопасти ротора должны быть оснащены датчиками для обнаружения ударов», — сказал он. «Это исследование демонстрирует возможность создания системы обнаружения ударов на основе датчиков вибрации».
Министерство энергетики США поддержало исследование. Результаты были опубликованы в Wind Energy.Управление энергоэффективности Департамента Возобновляемая энергия поддерживает Альбертани в связанном проекте по обнаружению и сдерживанию приближающихся орлов, а также для определения того, произошел ли удар лезвия.
Альбертани работает с Синишей Тодорович, адъюнкт-профессором информатики в OSU, и Мэтью Джонстоном, доцентом кафедры электротехники и компьютерной инженерии, над тем, что, как они надеются, станет крупным прорывом в распространении ветроэнергетики во всем мире с точки зрения безопасности для дикой природы.Идея состоит в том, что камера, подключенная к компьютеру, будет определять, является ли приближающаяся птица орлом и летит ли она к лопастям.
Если оба эти ответа утвердительны, компьютер вызовет кинетический сдерживающий фактор на уровне земли: беспорядочно движущиеся ярко раскрашенные факсимиле людей, призванные сыграть на явном отвращении орлов к людям.Когда датчик вибрации обнаруживает удар, записанные видеоданные с камеры могут быть исследованы, чтобы определить, был ли удар вызван орлом или чем-то еще.В команду Альбертани также входят два сотрудника из Геологической службы США, биолог-статистик Мануэла Хусо и биолог по дикой природе и эксперт по орлам Тодд Кацнер.
Внешний консультативный совет включает представителей отрасли ветроэнергетики.