Wetenschap
Onderzoek naar zeevogels aan de westkust laat zien hoe ze op een dag de lucht zouden kunnen delen met windturbines
Op een dag kunnen windturbines voor de kust van Californië en het zuiden van Oregon drijven, waardoor miljoenen huizen van schone, hernieuwbare energie kunnen worden voorzien. Maar voordat de bouw kan beginnen, onderzoeken onderzoekers hoe de potentiële impact van de windmolenparken op de plaatselijke fauna kan worden geminimaliseerd.
Onderzoekers van het Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) van het Department of Energy (DOE) en milieuadviesbureau H.T. Harvey &Associates hebben onlangs technologie voor de westkust ingezet in een van de eerste pogingen om te begrijpen hoe hoog zeevogels vliegen en of ze mogelijk interageren met wind turbines en andere infrastructuur.
Ze publiceerden het onderzoek op 24 april in Frontiers in Marine Energy .
"Dit is een belangrijke stap in het begrijpen van het gedrag van zeevogels ter hoogte van offshore windturbines aan de westkust", zegt Shari Matzner, computerwetenschapper bij PNNL en co-auteur van het artikel. Gegevens van wetenschappers op onderzoeksschepen hebben schattingen opgeleverd van hoe hoog vogels vliegen, afhankelijk van de windkracht, maar "dit is echt de eerste keer dat we realtime, gekwantificeerde vlieghoogtegegevens voor deze vogels hebben", zei Matzner. P>
Vogels volgen
Wetenschappers hebben de impact bestudeerd van windturbines in Europa en aan de oostkust, waar een meer volwassen offshore windindustrie bestaat. Eerdere studies hebben een zeer laag aantal botsingen tussen vogels en offshore windturbines aangetoond.
Maar de diepe wateren voor de westkust herbergen een heel andere gemeenschap van zeevogels dan beide plaatsen, zegt Scott Terrill, co-auteur van het artikel en senior vogelexpert bij H.T. Harvey. Daarbuiten jagen vogels zoals albatrossen, pijlstormvogels en stormvogels op voedsel en zijn afhankelijk van dezelfde sterke wind die deze wateren ideaal maakt voor het opwekken van energie.
Deze vogels brengen een groot deel van hun leven in de lucht door. Om met zo min mogelijk energie in de lucht te blijven, liften de vogels mee op sterke windstoten om hoogte te winnen en dan naar beneden te vliegen in een vliegpatroon dat bekend staat als 'dynamisch zweven'.
Onderzoekers willen weten of dynamisch stijgen (en ander vlieggedrag) deze vogels op de hoogte van offshore windturbinebladen kan brengen, die zich van 25 tot 260 meter (82 tot 853 voet) boven het water uitstrekken.
"Bepaalde soorten zeevogels hebben feitelijk wind nodig voor een effectieve of zelfs enige vlucht. Ze hebben lange, smalle vleugels, net als zweefvliegtuigen. Het is belangrijk om te kwantificeren in welke mate zeevogels en offshore windturbines elkaar kunnen overlappen", aldus Terrill.
In de zomer van 2021 lanceerden DOE en PNNL, samen met het Bureau of Ocean Energy Management, een boei uitgerust met PNNL's ThermalTracker-3D (TT3D), een stereocamerasysteem dat een paar thermische camera's gebruikt om vogels te volgen terwijl ze boven hun hoofd vliegen. .
Onderzoekers hebben TT3D al op het land gebruikt om zowel vogels als vleermuizen te monitoren terwijl ze rond windturbines op het land navigeren, maar dit is de eerste keer dat de technologie op zee wordt ingezet. Na de inzet evalueerde het H. T. Harvey-team de vogelvluchtgegevens.
Dobberend op een boei zo'n 40 kilometer (25 mijl) uit de kust van Noord-Californië, hield TT3D in de zomer van 2021 bijna 2000 uur lang de hemel in de gaten. Het instrument zag meer dan 1400 vogels vliegen, zowel overdag als 's nachts.
Van de 1.400 gevolgde vogels vloog 79% in de eerste 25 meter boven zeeniveau, waarbij de meeste activiteit geconcentreerd was in de eerste 10 meter boven zeeniveau – ver onder de hypothetische turbinebladen.
P>Van de overige gevolgde vogels vloog 21% op hoogten die overlapten met hypothetische turbinebladen, terwijl minder dan 1% hoger vloog. Er zijn geen vogels gevolgd die hoger dan 316 meter (1036 voet) boven zeeniveau vlogen (het detectiebereik van het systeem is beperkt tot ongeveer 400 meter of 1312 voet).
Waar de daglengte ongeveer 14 uur bedroeg, werden de meeste vogels overdag waargenomen, maar TT3D volgde ook de activiteit bij zonsopgang, zonsondergang en 's nachts.
"Deze gegevens dragen bij aan het basiskennis van het gedrag van vogels en zullen ons helpen beter te begrijpen hoe toekomstige windturbines zeevogels kunnen beïnvloeden", zegt Matzner, die leiding gaf aan de ontwikkeling van TT3D bij PNNL.
Beschermen tegen milieueffecten
Het nieuwste werk draagt bij aan een groot deel van het onderzoek van PNNL dat tot doel heeft de impact van duurzame energieprojecten op wilde dieren te minimaliseren.
Als aanvulling op de gegevens van TT3D werken PNNL-onderzoekers ook aan een systeem dat radar gebruikt om vogelvluchten op zee te volgen. Hoewel TT3D details over vliegpatronen kan genereren en bepaalde gegevens kan leveren om onderzoekers te helpen soorten te identificeren, 'ziet' het geen lange afstanden.
Radar daarentegen biedt geen fijne details, maar het detectiebereik zou het mogelijk maken om het gedrag van een populatie vogels te volgen rond plaatsen die bedoeld zijn voor windturbines, zei Matzner.
Dit jaar zal TT3D ook worden ingezet om vogels aan de oostkust te bestuderen, als onderdeel van het Wind Forecast Improvement Project, een door PNNL geleid project om de weersvoorspellingen voor nutsbedrijven te verbeteren.
De Grenzen studie zal niet de laatste in zijn soort aan de westkust zijn, zei Matzner. Hoewel TT3D vogels kan spotten, is het vermogen om te vertellen welke soort het is nog steeds een werk in uitvoering.
Onderzoekers moeten ook begrijpen hoe vogels kunnen worden getroffen, afgezien van het botsingsrisico; uit sommige onderzoeken blijkt dat vogelpopulaties gebieden met bijvoorbeeld windmolenparken volledig zullen mijden.
Er zullen meer gegevens nodig zijn om volledig te begrijpen hoe vogels de lucht gebruiken die ze op een dag zullen delen met windturbines.