主动控制风力涡轮机速度可以减少鸟击

为了降低鸟类死亡率，人们尝试了声音信号、灯光、给转子叶片喷漆以及快速停机等方法。

但SINTEF的研究人员PaulaB.GarciaRosa和JohnOlavTande目前正在研究一个新概念——涉及适应鸟类行为的涡轮机，而不是相反。

当一只鸟接近“适应性强”的风力涡轮机时会发生什么?

“当鸟儿靠近时，安装在涡轮机上的摄像头和鸟类雷达系统就会识别出它，”加西亚·罗莎说。“在与转子叶片碰撞之前，这种识别必须至少进行五秒钟，或者至少在100到200米的距离内进行，”她解释道。

“软件用于计算鸟最可能的轨迹。如果存在碰撞危险，它会发送控制信号，触发叶片旋转速度的小幅调整。这是通过调整发电机力矩和叶片扭转来实现的，”加西亚·罗莎解释道。

迄今为止，研究人员仅成功地对其方法进行了数值模拟，尽管他们的结果表明五分之四的碰撞是可以避免的。

当然，对于与旋翼头的潜在碰撞，或者对于鸟从侧面或沿着叶片切割空气的平面接近涡轮机的情况，不可能采取任何措施。

该技术被命名为SKARV，并已获得专利。

预测鸟类的飞行轨迹

“预测鸟类的飞行轨迹很困难，新系统并不能完全解决这个问题，”加西亚·罗莎说。“例如，如果一只没有经验的幼鸟接近表现出不规则飞行行为的涡轮机，则无法准确预测几秒钟后它会在哪里。如果几只鸟同时接近，预测也会更加困难，”她说。

针对鸟群接近的情况，研究人员提供了另一种解决方案。这涉及涡轮机的紧急关闭。

10MW涡轮机可能需要15到20秒才能停止正常速度的旋转。风力涡轮机很少单独安装，当鸟类必须穿过广阔的风电场时，碰撞的风险就会增加。

死亡人数减少高达80%

“根据我们的模拟，我们相信SKARV项目可以帮助将致命碰撞的数量减少多达80%，”GarciaRosa说。“下一步是进一步开发控制叶片旋转速度的现有策略，并将这些策略与识别鸟类飞行轨迹的方法相结合，”她说。

“然后我们将寻求实施实际演示，”加西亚·罗莎补充道。“我们相信SKARV技术可以在五年内实现商业化，如果我们看到业界有足够的兴趣，甚至可能更早，”她说。

该技术可适用于所有以可变且可控的叶片转速运行的风力涡轮机。

挪威自然研究所(NINA)的高级研究科学家RoelMay表示：“SKARV是一项很有前途的技术，但迄今为止我们对其在实践中的有效性知之甚少。”

据梅介绍，风力涡轮机碰撞造成的鸟类死亡被视为全球的一个主要问题。海鸟和猛禽尤其面临风险。

“在挪威，仅在斯莫拉岛进行了详细研究，”梅说。“在这里，每年有六到八只白尾鹰被风力涡轮机杀死。柳松鸡也遭受重大损失。对于数量稀少、每年产下幼崽的物种来说，问题最为严重。

梅热衷于强调需要采取一系列措施来预防鸟类死亡。

最重要的行动是仅在危害最小的地方安装风电场。风电场不仅会因碰撞而导致鸟类死亡，还会导致栖息地丧失。

下一步是尽量减少现有风电场地点的鸟类损失。在斯莫拉，尼娜将旋翼叶片涂成黑色，随后鹰的死亡率显着降低。SKARV技术还旨在减少鸟类损失。

减少这些负面影响后，应考虑采取补偿措施，例如在其他地点恢复栖息地。

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