Kameratechnik schützt Vögel bei laufenden Windrädern

Windenergie spielt eine entscheidende Rolle in der Energiewende und trägt zur Reduzierung von CO₂-Emissionen bei. Gleichzeitig stellt der Vogelschutz eine Herausforderung beim Bau und Betrieb von Windenergieanlagen dar. Besonders Greifvögel sind durch drehende Windräder gefährdet, was oft zu temporären Abschaltungen der Anlagen führt, um das Tierwohl zu sichern. Solche Abschaltungen bedeuten jedoch auch Produktionsausfälle – ein Problem, mit dem Windparkbetreiber wie die Bürgerwindpark Hohenlohe GmbH konfrontiert sind.

Um dieses Dilemma zu lösen, wurde mit »BirdVision« ein kamerabasiertes Antikollisionssystem entwickelt, das speziell zum Schutz windkraftempfindlicher Vogelarten dient. Diese Lösung  ermöglicht es, Windräder nur dann abzubremsen, wenn sich Vögel tatsächlich in gefährlicher Nähe befinden. So bleibt die Energieproduktion während der überwiegenden Zeit uneingeschränkt.

Mit 360 Grad die gesamte Umgebung im Blick

Das System arbeitet mit mehreren hochleistungsfähigen Industriekameras, die am Turm der Windenergieanlage in verschiedenen Höhen montiert sind. Diese erfassen in einem 360-Grad-Bereich die Umgebung der Windräder und erkennen mithilfe einer KI-basierten Software vogelähnliche Objekte. Sobald ein Vogel identifiziert wird, verfolgt das System dessen Flugbahn. Sollte das Tier in die Gefahrenzone fliegen, wird ein automatisches Stoppsignal an die Windenergieanlage gesendet, um den Rotor in den langsam drehenden Trudelbetrieb zu versetzen. Sobald der Vogel den Gefahrenbereich verlässt, nimmt das System den vollen Betrieb wieder auf.

Insgesamt werden die Bilder von bis zu zwölf Kameras gleichzeitig ausgewertet. Aus den .Einzelbildern wird ein 3D-Bild generiert. Die Vögel werden erfasst und gleichzeitig wird die Vogelgröße bestimmt.

Verzögerungen bei der Bildverarbeitung vermeiden

Eine besondere Herausforderung bei der Installation war die Übertragungsgeschwindigkeit der Daten über große Entfernungen. Um sicherzustellen, dass keine Verzögerungen bei der Bildverarbeitung auftreten, wurden hochqualitative Anschlussleitungen von Metz Connect eingesetzt.

Die PUR-Anschlussleitung »142M2X20010« unterstützt die sichere industrietaugliche 10-Gbit-Datenübertragung (Cat. 6A gemäß ISO/IEC-11801). Es handelt sich um x-kodierte, geschirmte M12-Ethernet-Anschlussleitung mit freiem Leitungsende, die in den Standardlängen von 1, 2, 5 und 10 m erhältlich sind. Weitere Anschlussvarianten (142M5X59xxx) in verschiedenen Sonderlängen (bis 50 m) ermöglichen die Montage der Kameras auf unterschiedlichen Höhen am Turm der Windkraftanlage. Das freie Leitungsende wird am Kameragehäuse angeschlossen und komplett vergossen, um einen hohen Verbindungsschutz zu gewährleisten.

Die Leitungen mit AWG 26/7-Querschnitt erfüllen die Vorgaben gemäß UL-Style 20963 und Cat7 gemäß EN50288-4-2. Die Materialien und der konstruktive Aufbau erlauben eine erhöhte mechanische Beanspruchung (Abrieb, Biegung, Erschütterung etc.). Diese sind mechanisch robust, resistent gegen äußere Einflüsse wie Säure, UV-Licht und Öl und garantieren eine stabile und schnelle Datenübertragung.

Einsatz in mehreren Windparks

Das Antikollisionssystem »BirdVision« ist bereits in mehreren Windparks im nördlichen  Baden-Württemberg im Einsatz. Es ermöglicht eine zielgerichtete Abschaltung der Windräder nur bei tatsächlicher Gefahr, anstatt pauschale Abschaltungen über lange Zeiträume hinweg vorzunehmen. Dies fördert nicht nur den Artenschutz, sondern erhöht gleichzeitig die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Anlagen, indem der klimafreundliche Strom ununterbrochen erzeugt werden kann.

Mit der Einführung solcher Systeme kann der Ausbau von Windenergieanlagen beschleunigt werden, da die Anforderungen des Artenschutzes besser erfüllt werden. So entsteht ein nachhaltiger Kompromiss zwischen Energiewende und Naturschutz, der beide Interessen gleichermaßen berücksichtigt.

Autoren

• Claudia Thum, Device Connectivity, ist Verkaufsgebietsleiterin bei Metz Connect in Blumberg.
• Tobias Hofer ist im Account Management bei Metz Connect in Blumberg tätig.
• Rebecca Wirth ist Projektingenieurin bei BirdVison in Niedernhall.
• Markus Friedle ist technischer Mitarbeiter bei BirdVison in Niedernhall