Niemiecka firma energetyczna RWE wprowadziła przełomowe technologie monitoringu środowiska morskiego na swojej farmie wiatrowej Kaskasi. Po raz pierwszy w Europie inwestor wykorzystał dalekozasięgowy dron do obserwacji ssaków morskich i ptaków. Projekt SeaMe stanowi nowe podejście do ochrony ekosystemów morskich przy jednoczesnym rozwoju odnawialnych źródeł energii.
Trzyletni projekt SeaMe (Sustainable ecosystem approach in Monitoring the marine environment) ma na celu opracowanie całościowego modelu interakcji między morskimi farmami wiatrowymi a ekosystemem morskim. Inicjatywa rozpoczęta jesienią 2024 roku obejmuje testy lądowe i przygotowanie różnych technologii do wdrożenia na morzu, a obecnie weszła w fazę zbierania danych na farmie wiatrowej Kaskasi u wybrzeży Niemiec.
Thomas Michel, dyrektor operacyjny RWE Offshore Wind, podkreślił: „Jako światowy lider w morskiej energetyce wiatrowej czujemy się odpowiedzialni za budowę i eksploatację naszych farm wiatrowych w harmonii z naturą. Zobowiązujemy się do ciągłego doskonalenia. Dzięki projektowi SeaMe wykorzystujemy nowe technologie, które umożliwiają nam jednoczesne monitorowanie szeregu różnych czynników.”
Dalekozasięgowy dron ograniczy ślad węglowy monitoringu środowiskowego
Kluczowym elementem projektu jest dalekozasięgowy dron Primoco UAV One 150, obsługiwany przez BioConsult SH, który może pozostawać w powietrzu do 15 godzin. Urządzenie wyposażone w zoptymalizowany system wideo HiDef dla autonomicznej pracy zapewnia spójność z danymi historycznymi, ponieważ kamera zapewnia taki sam zakres monitoringu i rozdzielczość jak konwencjonalne badania lotnicze.
Podczas pierwszego testu dron leciał około 500 metrów nad morską farmą wiatrową Kaskasi, sąsiednimi farmami wiatrowymi i obszarem referencyjnym na morzu. Zarejestrowany materiał zostanie przeanalizowany w nadchodzących tygodniach przy użyciu sztucznej inteligencji i ludzkiej kontroli jakości. Według BioConsult SH, wykorzystanie drona może zmniejszyć ślad węglowy monitoringu nawet o 90 proc. w porównaniu z tradycyjnymi metodami wykorzystującymi samoloty i statki.
Sztuczna inteligencja w monitoringu ptaków i ryb
Na dwóch turbinach wiatrowych w farmie Kaskasi zainstalowano łącznie sześć kamer wideo wysokiej rozdzielczości do całodobowego śledzenia ptaków i ich zachowań. Analiza oparta na sztucznej inteligencji firmy Spoor umożliwia automatyczną ocenę, dokładne wykrywanie, śledzenie i identyfikację ptaków. Testowane są również technologie monitoringu nocnego, takie jak oświetlenie podczerwone i kamera termowizyjna.
Ciągły monitoring odbywa się również pod wodą. Zainstalowano stałe systemy kamer podwodnych działające dzień i noc. W przeciwieństwie do konwencjonalnych metod, które są zazwyczaj inwazyjne i przeprowadzane tylko raz w roku, system opracowany we współpracy z duńskim startupem Anemo Robotics umożliwia w pełni autonomiczny, nieinwazyjny monitoring fauny morskiej.
Autonomiczny pojazd podwodny do kompleksowego badania
Funkcjonalność i logistyka wdrażania i odzyskiwania autonomicznego pojazdu podwodnego zostały pomyślnie przetestowane po raz pierwszy. Pojazd był obsługowany przez załogę statku serwisowego, który jest zwykle używany do konserwacji farm wiatrowych. Opracowany przez Centrum Innowacji Robotycznych w Niemieckim Centrum Badawczym Sztucznej Inteligencji (DFKI), pojazd podwodny jest wyposażony w kamery, sonary i czujniki oceanograficzne do identyfikacji ryb, ssaków morskich i zwierząt bentosowych.
Analiza DNA środowiskowego ujawnia 143 gatunki
Próbki wody są analizowane pod kątem środowiskowego DNA (eDNA) w celu ustalenia, które gatunki są obecne w obszarze farmy wiatrowej. W przeciwieństwie do konwencjonalnych metod, które obejmują zbieranie i usuwanie zwierząt z morza, zespół SeaMe koncentruje się na śladach genetycznych pozostawionych za sobą, takich jak kał, komórki skóry, śluz lub inne pozostałości komórkowe uwalniane do wody morskiej.
Porównanie znalezionych sekwencji DNA z bazą danych znanych gatunków umożliwia naukowcom z Instytutu Helmholtza ds. Funkcjonalnej Różnorodności Biologicznej Morza (HIFMB) i Instytutu Alfreda Wegenera (AWI) identyfikację gatunków pochodzenia bez zbierania zwierząt. Wstępne analizy próbek pobranych w pobliżu Helgolandu zidentyfikowały 143 różne gatunki – od fitoplanktonu i zooplanktonu, przez robaki, kraby, ryby, aż po ssaki morskie, w tym morświna portowego rodzimego dla niemieckiego Morza Północnego.
Trzyletni projekt jest realizowany we współpracy z uznanymi partnerami, w tym Instytutem Helmholtza ds. Funkcjonalnej Różnorodności Biologicznej Morza na Uniwersytecie w Oldenburgu (HIFMB), Instytutem Alfreda Wegenera – Centrum Helmholtza ds. Badań Polarnych i Morskich (AWI), BioConsult SH, duńską firmą DHI A/S, norweską firmą Spoor, Niemieckim Centrum Badawczym Sztucznej Inteligencji (DFKI) i duńskim startupem Anemo Robotics.
Morska farma wiatrowa Kaskasi
Wszystkie testy odbywają się na morskiej farmie wiatrowej Kaskasi należącej do RWE, która znajduje się 35 kilometrów od wybrzeża niemieckiej wyspy Helgoland. Przy łącznej zainstalowanej mocy 342 MW farma wiatrowa jest w stanie dostarczyć zieloną energię elektryczną dla około 400 tys. niemieckich gospodarstw domowych. Z Helgolandu dedykowany zespół RWE efektywnie monitoruje, obsługuje i utrzymuje farmę wiatrową, a także zapewnia wsparcie dla projektu SeaMe.
Konsolidacja danych w innowacyjnym portalu
Aby pomyślnie zrealizować podejście ekosystemowe, wszystkie dane terenowe są konsolidowane z wykorzystaniem nowych metod oceny, efektywnego zarządzania danymi i intuicyjnych wizualizacji. Duńska firma DHI współpracuje ze wszystkimi partnerami badawczymi nad opracowaniem przyjaznego dla użytkownika portalu danych, który wkrótce będzie dostępny przez stronę internetową SeaMe.
Zrównoważony rozwój morskiej energetyki wiatrowej
Projekt SeaMe reprezentuje nowe standardy w zakresie łączenia rozwoju odnawialnych źródeł energii z ochroną środowiska morskiego. Wykorzystanie zaawansowanych technologii AI, robotyki i analizy DNA środowiskowego może zrewolucjonizować sposób monitorowania wpływu morskich farm wiatrowych na ekosystemy. Redukcja emisji CO2 związanych z monitoringiem o 90 proc. oraz nieinwazyjne metody obserwacji stanowią krok w kierunku bardziej zrównoważonego rozwoju sektora morskiej energetyki wiatrowej. Holistyczne podejście do monitoringu ekosystemów może służyć jako model dla przyszłych projektów offshore, wspierając transformację energetyczną przy jednoczesnej ochronie różnorodności biologicznej mórz i oceanów.
