Budowa morskich farm wiatrowych i ochrona gatunkowa
Wirnik na wietrze i wieloryb w zasięgu wzroku
Dla niektórych mieszkańców morza może być dość głośno, gdy budowana jest morska farma wiatrowa. Głośne odgłosy powstają, gdy fundamenty turbin wiatrowych są wbijane w dno morskie. Opracowano różne metody ochrony przed hałasem morświnów, fok pospolitych i fok żyjących w Morzu Północnym i Bałtyckim. W szczególności morświny są gatunkami zagrożonymi wyginięciem; nadmiernie głośne dźwięki podwodne mogą tymczasowo upośledzać ich słuch i zakłócać komunikację. Długotrwały i bardzo głośny hałas może również zagrażać życiu zwierząt. Aby temu zapobiec, branża morska współpracowała ramię w ramię z odpowiedzialnymi władzami, takimi jak Federalna Agencja Morska i Hydrograficzna (BSH) i Federalne Ministerstwo Środowiska (BMU), aby zapewnić, że tak się nie stanie początkowo opracowali wspólnie szeroko zakrojone środki ochronne w ramach projektów badawczych. Ale jak dokładnie działa budowa turbin wiatrowych na morzu i jak chronione są ssaki morskie przed wytwarzanym hałasem?
Wywabienie - w spokojniejsze miejsca!
Podczas budowy morskich farm wiatrowych nie wolno przekraczać określonych limitów hałasu. Wbijanie stalowych rur turbiny wiatrowej w dno morskie w odległości 750 metrów nie może być głośniejsze niż średnio 160 decybeli i maksymalnie do 190 decybeli jako wartość szczytowa. BSH przewiduje to od 2008 roku. Podczas całej budowy hałas podwodny monitorowany jest przez kilka hydrofonów (specjalne urządzenia pomiarowe wyposażone w oprogramowanie) oraz podwodne stacje dźwiękowe. Dane dotyczące hałasu są następnie przesyłane do BSH i niedawno zostały opublikowane na własnej platformie tego organu MarineEARS zbierane w długim okresie. W przyszłości baza danych powinna przez cały rok rejestrować cały podwodny szum tła na Morzu Północnym i Bałtyckim.
Przed rozpoczęciem prac budowlanych wokół placu budowy rozchodzą się niepokojące odgłosy, aby zwierzęta trzymały się z daleka - tzw. Przerażenie. W przeszłości używano do tego celu pingerów i „odstraszaczy fok”, a od 2017 roku BSH korzysta z Systemy ochrony przed fauną przed. Urządzenia te emitują cichsze dźwięki w wyższym zakresie częstotliwości niż pingery i „odstraszacze fok”, dzięki czemu są przyjemniejsze dla morświnów i fok.
W projektach pilotażowych firmy badawczej Bio Consult zespołowi udało się nawet prześledzić działalność ssaków morskich wokół placu budowy monitorować w czasie rzeczywistym. Po odstraszeniu standardowo stosuje się tzw. Boje muszą zostać odzyskane do oceny, dlatego dane nie mogą być przesyłane natychmiast. Zespół Bio Consult przetestował tzw. boje WDS („bezprzewodowy system detekcji”). Przesyłają swoje dane drogą radiową i umożliwiają monitorowanie w czasie rzeczywistym. Gdy tylko morświn zostanie wykryty w pobliżu miejsca spiętrzenia, dodatkowe odgłosy mogą zostać wysłane natychmiast.
Środki ochrony przed hałasem - otocz hałas ...
Istnieją różne procesy techniczne i indywidualne środki mające na celu ograniczenie podwodnego hałasu, który pojawia się podczas ustawiania turbiny wiatrowej. Jeśli połączysz ze sobą pewne środki, czasami może dojść do połknięcia ponad 20 decybeli na stos. Nie ma jednak rozwiązania „jednego rozmiaru dla wszystkich”. Środki, które można zastosować, w dużej mierze zależą od lokalnych warunków, takich jak rodzaj dna morskiego, prąd i głębokość wody. Ale jak dokładnie wyglądają różne podejścia i gdzie są używane?
Tworzenie małych pęcherzyków powietrza pod wodą, które pochłaniają część dźwięku - jest to obecnie najpopularniejszy środek ochrony przed hałasem w Niemczech. Występują w wersji pojedynczej i podwójnej ("single big bubble curtain" - BBC; "double big bubble" - DBBC). W rzadkich przypadkach stosuje się również potrójną zasłonę bąbelkową. Jeden lub dwa systemy węży lub rur, które emitują unoszące się pęcherzyki, są układane na dnie morskim w stosunkowo dużej odległości wokół punktu taranowania. W mniejszym wariancie – tzw. mały welon bąbelkowy - wokół stosu jest kilka pierścieni, które tworzą pęcherzyki powietrza. Jeśli chcesz, aby pęcherzyki powietrza unosiły się niezależnie od prądów podwodnych, a welon bąbelkowy z przewodnikiem może być użyty. Pęcherzyki powietrza unoszą się wzdłuż membrany lub ściany.
Zgodnie z wcześniejszym doświadczeniem podwójna kurtyna bąbelkowa (DBBC) może zaoszczędzić od 15 do 16 decybeli na wodzie na głębokości około 40 metrów. To, ile hałasu można ograniczyć, zależy również od takich czynników, jak rozmiar dysz w wężach, ilość użytego powietrza oraz odległość i długość węży dyszowych.
Jest tu też jeden Film wyjaśniający na temat zasłony beli firmy Hydrotechnik Lübeck.
,de Tłumik hydrauliczny jest stosowany w Niemczech w połączeniu z pojedynczą lub podwójną dużą kurtyną bąbelkową. System HSD składa się z sieci z elementami piankowymi o różnych rozmiarach. Każdy z tych elementów HSD jest dostrojony do różnych częstotliwości. Umożliwia to przechwytywanie zarówno wysokich, jak i niskich dźwięków na różnych głębokościach morza. W przeciwieństwie do kurtyn bąbelkowych, kształt, wielkość, liczbę i rozmieszczenie sztucznych pęcherzyków powietrza można precyzyjnie regulować za pomocą tłumika hydraulicznego.
Do tej pory ten system ochrony przed hałasem był standardowo stosowany do wbijania pali jednopalowych na Morzu Północnym i Bałtyckim. Może to zaoszczędzić do dziesięciu decybeli na wbijaniu pali. Firma Vattenfall po raz pierwszy zastosowała tłumik podczas budowy morskiej farmy wiatrowej Sandbank w 2015 roku. pomyślnie przetestowane i używane.
W przypadku konieczności wbicia w dno morskie pali o większej średnicy do ośmiu metrów, hydrauliczny tłumik hałasu jest zwykle łączony z podwójną kurtyną pęcherzykową. Jednak rozsądnych wartości oszczędności poszczególnych środków nie można po prostu zsumować. Zamiast tego można po prostu całkowicie pochłonąć nieco więcej dźwięku niż pojedyncze środki.
Na Morzu Północnym dzięki połączeniu środków prace budowlane były już o 18 do 19 decybeli cichsze. W niemieckim Morzu Bałtyckim redukcja hałasu była bardziej zróżnicowana, co może wynikać z innych właściwości dna morskiego - twierdzą Eksperci z Instytutu Fizyki Technicznej i Stosowanej. Ponieważ Morze Bałtyckie jest spokojniejsze i ma mniej prądów niż Morze Północne, zakładają, że można tam zredukować jeszcze więcej hałasu.
Kanały nadają się szczególnie do wznoszenia monopali. Dzięki wyrafinowanym koncepcjom można je również stosować z innymi typami fundamentów. Rury są zaprojektowane w wersji dwuściennej lub jednościennej z izolacją wykonaną z powietrza, pianki lub kurtyną bąbelkową otaczającą całą długość pala. Użycie można obsłużyć na różne sposoby:
Dźwig przeciąga rurę po stosie, który został już opuszczony na dno morskie; pal jest wepchnięty do kanału na statku wznoszącym, a następnie kładziony na dnie morskim i podnoszony z powrotem po wbiciu; lub kanał jest mechanicznie opuszczany na dno morskie przez statek konstrukcyjny i dopiero wtedy stos jest opuszczany. Jak wykonalny jest ten proces, wykazano podczas budowy morskiej farmy wiatrowej „Riffgat”: 30 monopalowych fundamentów wbito w dno morskie wraz z dwuścienną stalową rurą o długości 30 metrów i szerokości 10 metrów z wewnętrzną kurtyną bąbelkową. Zastosowanie jest jednak nieco bardziej złożone pod względem logistycznym, ponieważ musi być dostępny odpowiedni dźwig i pomieszczenie do przechowywania rury osłonowej.
Środki redukcji hałasu - znacznie mniej hałasu ...
Oprócz metod zapobiegania rozprzestrzenianiu się hałasu podwodnego istnieją również sposoby, aby w ogóle nie generować tak dużego hałasu. Zapewniają to tak zwane systemy redukcji szumów. To, co w żargonie technicznym brzmi nieporęcznie, jest w zasadzie proste. Przedstawiamy kilka podejść.
Dzięki temu środkowi dźwięk nie jest izolowany, ale poziom źródła jest zmniejszony. Jest to możliwe dzięki, mówiąc mimochodem, mniej mocnym ubijaniem, co z kolei można skompensować większym młotkiem. Zgodnie z wcześniejszym doświadczeniem, można zaoszczędzić od dwóch do trzech decybeli przy każdym zmniejszeniu siły napędowej pala. Na podstawie tych ustaleń w Niemczech w ostatnich latach opracowano tak zwaną „zoptymalizowaną pod kątem dźwięku” metodę wbijania pali. To jest możliwe duży młotek do palowania najnowszej generacji z grubością suwaka zmniejszoną o 50 do 60 procent. Proces można łatwo połączyć z drugim środkiem wygłuszającym, np. Kurtyną bąbelkową.
Większe turbiny wiatrowe mają większą moc, a więc pożądaną moc w megawatach można osiągnąć szybciej przy budowie większych systemów i mniej prac związanych z wbijaniem pali, co powoduje mniejszy ogólny hałas.
Połączenie potrząsania i ubijania może skrócić czas głośnego ubijania. Podczas potrząsania pozostaw obracające się ciężarki w Młot wibracyjny wibruj biegun, wbijając go w dno morskie. Młot wibracyjny powoduje wibracje stosu w pionie z częstotliwością około 20 serc. Ten „hałas wibracyjny” w dolnym zakresie częstotliwości nie rozprzestrzenia się już w płytkich wodach Morza Północnego i Bałtyckiego. Występują jednak również drgania o wyższej częstotliwości, które towarzyszą poziomowi dźwięku w wodzie, gdy młot wibracyjny jest używany. Ta metoda nadal wymaga pewnych badań, aby lepiej zrozumieć wpływ na grunt i stabilność fundamentów.
Ale działa również bez ubijania. Poza klasycznymi rurami stalowymi (monopalami) istnieje również metoda „ssania kubełkowego płaszcza” z fundamentami z kubełkami ssącymi. Fundamenty, które wyglądają jak odwrócone wiadra, wciągają się w ziemię niemal bezgłośnie pod wpływem podciśnienia. Fundamenty te są od wielu lat stosowane w przemyśle naftowo-gazowym. Orsted był pierwszą firmą, która zastosowała technologię dla turbin wiatrowych, a w 2014 roku w farmie wiatrowej „Borkum Riffgrund 1” Próbowałem po raz pierwszy. Dla „Borkum Riffgrund 2” Wykorzystano 20 z tych fundamentów. Wraz z „Aberdeen Bay Offshore Project” u wybrzeży Szkocji firma Vattenfall zbudowała cały park na fundamentach z czerpakiem ssącym.
Na tropie wielorybów - co mówią badania?
W 2019 roku ogłoszono Federalne Stowarzyszenie Operatorów Morskich Farm Wiatrowych zlecił badanie, w którym zbadano skutki wbijania pali w budowę morskich farm wiatrowych i wynikające z tego fale dźwiękowe u morświnów na niemieckim Morzu Północnym. W tzw. Całościowym studium efektów dźwiękowych 2 towarzyszyła budowa jedenastu farm wiatrowych na niemieckim Morzu Północnym. Celem było ustalenie, czy fale dźwiękowe przyczynią się w dłuższej perspektywie do wypierania morświnów z lokalnych wód. Badanie zostało przeprowadzone przez firmę BioConsult SH, IBL Umweltplanung oraz Institute for Applied Ecosystem Research (IFaOe).
W tym celu dane o dźwięku wodnym z detektorów lasów (C-POD), a także dane z liczebności morświnów z samolotu w Zatoce Niemieckiej w latach 2014-2016, a także baza danych Poprzednie badanie od 2009 do 2013 roku ocenione. Naukowcy odkryli, że aktywność morświnów pozostaje stała. Na podstawie tych danych nie można było określić długofalowego wysiedlenia i kurczenia się populacji. Wyniki wskazują jednak na ciągłe występowanie morświnów na niemieckim Morzu Północnym.
