杜克能源公司如何利用技术拯救怀俄明州风力发电场的老鹰
杜克能源公司如何利用技术拯救怀俄明州风力发电场的老鹰
Penny Macormic很早就开始了她的一天。6月的今天早上6点,怀俄明州的格伦罗克凉爽而安静,可以听到牧场上草地鹨的啁啾和口哨。她是鹰的观察专家杜克能源可持续解决方案世界风能项目之巅.
每天,她都开着小货车在崎岖不平的碎石路上寻找野生动物,从骡鹿到牛羊。当然,她也在找老鹰。
她的工作是监测野生动物并帮助维护被称为识别灯这让鹰免受风力涡轮机的伤害。
IdentiFlight是一个摄像头网络,用于监视秃鹰和金雕。当摄像机检测到接近的物体时,该系统利用机器学习和人工智能,在几秒钟内确定它是否是一只鹰。如果鹰离得太近,IdentiFlight将跟踪鹰并阻止附近的涡轮机旋转。
世界之巅——以金雕栖息的山脊命名——是第一个使用该技术的风力发电站。2014年,在鹰被旋转刀片击毙后,IdentiFlight的制造商Boulder Imaging使用了世界顶级产品进行测试。这些死亡事件违反了《候鸟条约法》,杜克能源公司建议测试并部署IdentiFlight,作为其与联邦政府达成的和解协议的一部分。
他们对技术进行了改进,并将测试设备从4台扩展到47台,用于监控“世界之巅”的全部110台涡轮机。每个IdentiFlight单元都由8个广角摄像机组成,这些摄像机会不断扫描天空中鸟类的情况,同时还有一个跟踪飞行的机器人摄像机。该摄像机安装在一个30英尺长的杆子上,由软件驱动,可以根据鸟类种类识别鸟类。因为该软件使用人工智能,所以它会随着每一张照片的拍摄和鸟类学家对先前识别的鸟类的审查而学习和改进。
2020年的一项独立研究表明老鹰死亡人数减少82%在世界之巅。
杜克能源首席环境科学家格雷格·奥尔德里奇自安装该系统以来一直与IdentiFlight团队和Macormic合作。当有一只鹰死亡时,同样是观鸟者的奥尔德里奇不得不向联邦官员报告。他说,不用经常这样做让他很开心。
奥尔德里奇说:“当老鹰死亡时,这是我不得不做的最糟糕的事情。”。“这是我的黄金时刻。”
但他知道这不是一个完美的系统,死亡仍然可能发生。
这个问题也不是杜克能源公司独有的。的美国鱼类和野生动物服务局据估计,风力涡轮机每年杀死14万到50万只鸟类。大多数是较小的鸣禽,但第二受影响最大的是猛禽——包括老鹰。秃鹰和金雕也受到他们自己法律的保护秃鹰和金鹰保护法案1940年,这使得没有许可证就杀死或骚扰它们或它们的巢穴是非法的。
翱翔的大型猛禽更有可能与涡轮机相撞,因为天敌很少,它们不习惯监视威胁。它们低着头在天空中飞得很高,搜寻兔子和其他小动物的食物。
杜克能源可持续解决方案公司环境总监蒂姆·海斯(Tim Hayes)说:“他们就像青少年打手机一样,对吧?他们分心了。”。“他们没有注意到正在发生的事情,我认为这就是他们陷入麻烦的原因。”
随着风能的增加,涡轮机所有者将需要防止死亡,以保护这些物种并避免联邦收费。2018年,可再生能源发电量占全球发电量的28%. 到2030年,美国能源信息协会预计这一比例将增至49%。
杜克能源公司计划将可再生能源投资组合增加一倍作为其2050年实现净零碳排放目标的一部分。
在IdentiFlight这样的技术出现之前,在风场监测鸟类的唯一选择是与人类观察员合作。海斯说,在平衡可再生能源和减少其对野生动物的影响方面,技术将是至关重要的。加里·乔治,主任奥杜邦学会中国的清洁能源倡议也表示同意。
乔治说:“我们自己的科学表明,到目前为止,气候变化是对鸟类以及人类和野生动物赖以生存的地方的最大威胁。”“杜克能源公司(Duke Energy)与IdentiFlight合作开创的这种技术创新,将使我们有可能对抗气候变化的最坏影响,并在这个过程中保护我们所爱的鸟类。”
“世界之巅”位于怀俄明州中东部,占地1.75万英亩,由草原、灌木丛和农场组成。它的面积比曼哈顿还大,需要7名全职员工来监控天空中的鹰。当Macormic在空中发现一个黑点时,她会用无线电通知操作员关闭一系列涡轮机以避免碰撞。
但是IdentiFlight可以比人类看得更远更清楚。不必关闭一系列涡轮机长达一小时,IdentiFlight允许它们在鹰离开该地区后关闭一到两个涡轮机三分钟。
它还能够在极端天气下监控现场,因为这对人们来说是不安全的。从她办公室的电脑显示器上,麦考密克也能看到鸟儿从摄像机旁飞过。
杜克能源公司正在安装这项技术前沿风能二世在俄克拉荷马州和怀俄明州坎贝尔山风力发电项目. 鹰在那里不太常见,但仍然令人担忧。海斯说,每个网站都是独一无二的,需要量身定制的方法。
在世界之巅,团队在确定使用IdentiFlight之前测试了几种技术。他们尝试用紫外线来阻止金雕,但发现金雕对紫外线没有反应。他们评估了音频威慑(比如这项技术在德克萨斯州用来驱赶蝙蝠),但鸟儿们却不为所动。
“你可以向他们射击奥兹·奥斯本,”奥尔德里奇说,“他们不在乎。”
作为顶级捕食者,它们从来都不需要在意。因此,目前拯救老鹰的最佳选择是在老鹰靠近时停止涡轮机。
奥尔德里奇说:“我们把这些旋转的刀片放在它们飞行的地方,它们没有想到会这样,但它们能够学习,因为我们在这个网站上有多年的常驻鹰,它们没有问题。”
当Macormic开始她的日常视察时,她期待着看到那些金雕,自从她在最高的山脊上栖息以来,它们就一直在那里。她很高兴知道自己在帮助保护怀俄明州的野生动物。
“这是一种很棒的方式,让你每天早上醒来,看到一个全新的生活面貌,”她说,“当你真的拯救了一只鸟,它温暖了你的心,知道你在为环境做一件伟大的事情。”