Kartallar ve Rüzgar Türbinleri

Kartallar ve Rüzgar Türbinleri
NREL tarafından geliştirilen yeni bir simülatör, kullanıcıların altın kartallar ve kel kartallar gibi rüzgar türbini kanatları ile aynı irtifalarda yukarı doğru binmeyi tercih eden süzülen yırtıcı kuşların hareketlerini modellemesine olanak tanır. Modelin Amerika Birleşik Devletleri'ndeki belirli konumlardaki tahminleri, yılın zamanları ve rüzgar koşulları, rüzgar türbinleriyle vahşi yaşamın olası çarpışma risklerini azaltmaya yardımcı olabilir. Fotoğraf: Dennis Schroeder, NREL

Diğer birçok yırtıcı hayvan gibi, altın kartallar da en az zor olan rotayı seçmekte ustadırlar. Kanatlarını genişletip havada süzülürken, genellikle daha uzun süre uçmaya devam ederken, süzülmelerine ve enerji tasarrufu yapmalarına izin veren yukarı doğru hareketler yaparak rüzgarın kendilerini yukarı yönlü ittirmesini sağlamaya çalışırlar.

Bu tür uçmaya izin veren alanlar ve koşullar, kartallar ve diğer benzer türler ile rüzgar türbinleri arasında çarpışma riskini artıran rüzgar enerjisi üretimi için de idealdir.

Rüzgar enerjisinin çok sayıda çevresel avantajı olmasına ve bu ülkenin temiz enerji üretim hedefleri genişlemesine bağlı olmasına rağmen, vahşi yaşamla birlikte uyum süreci icra edilmelidir. Amerika Birleşik Devletleri’ndeki koruma statüleri ve yasal korumaları nedeniyle kartallar bu bağlamda özellikle önemlidir.

Kartalların ve rüzgar türbinlerinin güvenli bir şekilde bir arada var olmasını sağlamak için, geliştiricilere ve operatörlere bu görkemli hayvanların rüzgar santrallerinin etrafında nasıl uçabileceğini görselleştirmesine ihtiyaç vardır. Bu konuda Amerika’da çalışmalar yürütülmektedir.

ABD Enerji Bakanlığı Rüzgar Enerjisi Teknolojileri Ofisi’nin yardımıyla Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı’nda (NREL) oluşturulan yeni bir yazılım olan Stokastik Yükselen Raptor Simülatörü (SSRS), en olası uzun mesafe uçuş yollarını tahmin etmeyi amaçlamaktadır. Yukarı hava akımlarının haritalanması çalışmaları yapılmaktadır.

Bir SSRS kullanıcısı bir konum seçebilir, ardından belirli bir tarih,  saat ve rüzgar koşullarını ayarlayabilir. Model daha sonra altın kartalların konumu geçerken izleyecekleri olası yolları kopyalayacaktır. Model yazılımların depolandığı GitHub’da herkese açık olarak erişilebilir durumdadır.

SSRS, tek tek ilgili siteler hakkında bilgileri dahil ederek önceki aracı tabanlı modellerin (raptors “aracı” olduğu) yeteneklerinin ötesine geçer.
Atmosferik koşullardaki belirsizlikleri açıklar ve yırtıcı kuşun karar verme sürecini tahmin eder.

Model kullanıcının Amerika’nın herhangi bir yerinde ki seçimine göre, kamuya açık veri kaynaklarından topografya özelliklerini, iklim koşullarını ve türbin konumlarını içermektedir.

Model, daha sonra, olumlu hava akımları için potansiyel konumları belirler. Rastgele veya eşit aralıklı noktalardan başlayarak göç eden altın kartallar model üzerine eklenir. Kartalların herhangi bir zamandaki potansiyel konumları, uçuş yollarını simüle ederek ve birleştirerek SRSS tarafından oluşturulan kümülatif bir haritada görüntülenir.

Modelin çıktılarını, uçak algılamadan atmosfere/topografyaya, orografik yukarı çekiş alanına, simüle edilmiş kartal izlerine, göreli varlık yoğunluğundan türbin konumlarına ve tesis yerleşimine kadar aşamalı olarak gösteren haritalardan oluşmaktadır.

“Bir altın kartalın enerji kullanımını azaltma arzusu, karar verme sürecini etkileyecektir.”

NREL’de doktora sonrası araştırmacı ve Ekolojik Modelleme’de yayınlanan çalışmanın baş yazarı Rimple Sandhu’ya göre, “model, olası bir harita oluşturmak için kartalın alabileceği yörüngeleri kullanmaktadır.

Binlerce uçuş yolu, rüzgar türbini konumlarıyla kesişebilir ve göreceli varlık haritaları olarak bilinen bu olası yörünge haritaları, olası etkileşimleri gösterir. Bu, kullanıcılara kuşlar için daha az risk oluşturacak türbin kurulum seçimlerini değerlendirmede yardımcı olur.

Simülatör, atmosfer koşullarındaki değişiklikleri, kartal davranışı ve mevsimsel dalgalanmaların yanı sıra gündüz ve gece arasındaki değişiklikleri incelemek için özel olarak oluşturulmuştur.

Western EcoSystems Technology, Inc., U.S. Geological Survey, Conservation Science Global, West Virginia Üniversitesi ve Lafayette College’daki ortak çalışanları da içeren ekip, hem mevsimsel hem de saatlik ölçeklerde örnek vakaları değerlendirdi.

Simüle edilmiş izleri bir yıllık gerçek kartalla karşılaştırdı. Bu izler yani yollar Wyoming’deki üç rüzgar santralinin yakınından alınan GPS etiketli kuşlardan alınan uçuş yollarını içermekteydi.

Modelin iki boyutlu olmasına ve gözlemlenen verilerin dikey kaymalara işaret etmesine rağmen örtüşme cesaret verici görünüyordu. Örneğin, belirli bir elektrik santralinde, göç eden altın kartallara ilişkin varlık haritaları, güneye seyahat ve kuzeye göç için açıkça farklı yollar gösteriyordu.

Gözlemlere göre, altın kartallar genellikle yaz aylarında, ilkbahar ve sonbaharda olduğundan daha yüksek irtifalarda uçarlar.

Çalışmanın önde gelen bilim adamlarından biri ve NREL’de bir makine öğrenimi araştırmacısı olan Charles Tripp’e göre, bu veriler kartalların yaz aylarında yüksek irtifalarda yükselmek için kullandığı daha güçlü ve daha yoğun termal yukarı akımlarla tutarlıdır.

“Türbin ölçeğinde atmosferik koşulların uçuş modellerini nasıl etkilediğini bilmek, bir rüzgar çiftliği operatörünün hangi kısıtlama önlemlerinin alınacağına karar vermesine yardımcı olabilir. Kartal uçuş modellerini daha iyi kavradıkça kısıtlama yöntemlerini geliştirebiliriz.

Rüzgar enerjisi santrali operatörleri, SRSS’den elde edilen sonuçların yardımıyla gerçek zamanlı olarak yaban hayatı-türbin çarpışmalarını önlemek için yerel koşullara dayalı olarak türbin aktivitesini dinamik olarak değiştirebilir.

Operatörler, SRSS’nin kartalların bölgede daha aktif olacağını önerdiği mevsimlerde kameralar veya monitörler koyarak ve kartallar görüldüğünde türbinleri kapatarak, hafifletme çabalarını yılın belirli yüksek riskli zamanlarına odaklayabilirler.

Ek olarak, geliştiriciler rüzgar çiftlikleri inşa ederken türbinleri başlangıçta daha düşük riskli alanlara yerleştirmeyi (veya konumlandırmayı) düşünebilirler.

Kaynak: energy.gov

 

 

 

Benzer Reklamlar

İlk yorum yapan olun

Yorumunuz