Windkraft: Vogeldetektionssysteme auf dem Prüfstand

Es ist in letzter Zeit schon merklich ruhig geworden um unser aller Greta. Vielleicht mag Luisa Neubauer da mit einer Art „Auffrischungsimpfe“ Abhilfe schaffen. Sie möchten vor dem Parlamentsgebäude in Stockholm gemeinsam ein Zeichen setzen. Spannend wäre nur zu erfahren, mit welchem CO2-verursachenden Gefährt Frau Neubauer nach Schweden an- und abreist. Aus Zeitgründen wird sie höchstwahrscheinlich den Flieger wählen. Zeichensetzung für Vorbildfunktion sieht eigentlich anders aus. Zum Artikel.

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Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde am 8.7.2021:

Projektstart: Vogeldetektionssysteme auf dem Prüfstand

Am 1. Juni startete das Projekt „Durchführung von Leistungsnachweisen für Detektionssysteme zur Verminderung von Vogelkollisionen an Windenergieanlagen in Brandenburg“, welches vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Energie des Landes Brandenburg (MWAE) gefördert wird. Dabei erprobt die Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde (HNEE) in Kooperation mit dem Kompetenzzentrum Naturschutz und Energiewende (KNE) sensorbasierte, automatische Vogeldetektionssysteme, die verhindern sollen, dass windenergiesensible Greif- und Großvogelarten mit Windenergieanlagen kollidieren.

Hintergrund des Projektes
Um die Klimaschutzziele des Bundes und der Länder zu erreichen und damit die CO2-Emission im erforderlichen Maße zu reduzieren, ist in den nächsten Jahren bundesweit, wie auch in Brandenburg, ein deutlich intensivierter und zugleich naturverträglicher Ausbau der Windenergie erforderlich. „Der zusätzliche Ausbau der Windenergie stellt uns alle vor naturschutzfachliche und gesellschaftliche Herausforderungen. Hier können Antikollisionssysteme als eine mögliche Lösungsoption ansetzen“, so Siegfried Rieger, Professor für Wildbiologie, Wildtiermanagement und Jagdbetriebskunde an der Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde.

Das Vorkommen windenergiesensibler Groß- und Greifvogelarten führt bei der Standortfindung und bei der immissionsschutzrechtlichen Genehmigung von Windenergieanlagen häufig zu artenschutzrechtlichen Konflikten. Bisher werden in Brandenburg für windenergiesensible Vogelarten artspezifische, sogenannte Tierökologische Abstandskriterien (TAK) zu den Brutstandorten als Vermeidungsmaßnahme vorgesehen. Dadurch scheiden große siedlungsferne Flächenanteile für die Windenergienutzung aus. Bereits ausgewiesene Eignungsgebiete können aufgrund der Schutzabstände nicht vollständig genutzt werden.

Gleichzeitig gibt es Unsicherheiten, wie die potenziellen Auswirkungen eines Vorhabens auf am Standort vorkommende Vogelarten prognostiziert und bewertet werden können, insbesondere in Bezug auf deren Kollisionsrisiken.

Antikollisionssysteme (AKS) als mögliche Lösungsoption
Der Einsatz von AKS, wie Radar- bzw. Kamerasysteme, könnte zur Verminderung von Vogelkollisionsrisiken an Windenergieanlagen beitragen. Sie besitzen das Potenzial, sich annähernde Vögel zu erkennen, so dass die Anlage rechtzeitig abgeschaltet und in einen „Trudelmodus“ versetzt werden kann. Das Kollisionsrisiko wird dadurch vermindert.

Der aktuelle Kenntnisstand über die Leistungsfähigkeit und standörtliche Eignung einzelner Systeme im Anwendungsfall ist jedoch bislang noch begrenzt. Es bedarf daher einer Erprobung der Systeme an konkreten Standorten, unter der Berücksichtigung von repräsentativen Standortausprägungen für Brandenburg.

Ziele des Projektes
Mit dem Vorhaben wird zum einen das Ziel verfolgt, die Herstellerangaben über die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Antikollisionssystemen durch unabhängige Erprobungen zu verifizieren. Zum anderen sollen die Wirksamkeit und die standörtliche Eignung von Antikollisionssystemen unter Berücksichtigung der für Brandenburg charakteristischen Landschaftsstrukturen ermittelt werden. Ebenso ist die Erhebung wirtschaftlicher Effekte durch den Einsatz einer bedarfsgerechten Abschaltung hinsichtlich der Betriebseinschränkungen, wie auch möglicher anlagentechnischer Auswirkungen (z. B. erhöhter Verschleiß), vorgesehen. Aus den Ergebnissen wird abschließend ein möglicher Weiterentwicklungsbedarf für einzelne Systeme auf der Basis der generierten Erprobungsergebnisse abgeleitet. Inwiefern die Erkenntnisse auf andere Bundesländer übertragbar sind, wird ebenfalls diskutiert.

Durch diesen Erkenntnisgewinn sollen die Debatten im Land Brandenburg versachlicht sowie ein Beitrag zu einem naturverträglichen Windenergieausbau und zur Konfliktprävention geleistet werden. Auf dieser Basis kann zum gegebenen Zeitpunkt gemeinsam mit den brandenburgischen Akteursgruppen diskutiert werden, ob und in welchen Planungssituationen die erprobten AKS das Potenzial besitzen, das Kollisionsrisiko bis unter eine Signifikanzschwelle zu senken und so die Genehmigungsfähigkeit zu erlangen.

Vorgehen
Erprobt werden zwei AKS, ein Kamerasystem und ein Radarsystem, an jeweils zwei Standorten in Brandenburg. Bei der Auswahl der Erprobungsstandorte wird darauf geachtet, dass diese hinsichtlich ihrer Beschaffenheit und des Artenvorkommens ein für Brandenburg repräsentatives Spektrum abdecken. Also gezielt in solchen Gebieten, in denen kollisionsgefährdete Vögel brüten und in denen Windenergieanlagen deswegen nicht genehmigt werden, wie Jan-Peter Mund erklärt: „In Regionen mit Greifvogelhorsten wird es möglich sein, zahlreiche Flugbewegungen aufzuzeichnen, um so aussagekräftige Daten über die Leistungsfähigkeit der getesteten Systeme zu bekommen. Die kleinvolumigen Detektionsgeräte sind dabei kein störender Eingriff in das Landschaftsbild und beeinträchtigen auch die Vogelwelt nicht.“

Das methodische Vorgehen bei der Systemerprobung zur Ermittlung von fachlich validen Ergebnissen wurde bereits durch das Kompetenzzentrum Naturschutz und Energiewende (KNE) mit der Unterstützung einschlägiger Fachexpertinnen und -experten erarbeitet (KNE 2019). Es ist im Projekt erforderlich, die gegebenen Empfehlungen weiter zu konkretisieren und die Erprobungsmethode an die standörtlichen Gegebenheiten anzupassen.

Der projektbegleitenden Arbeitsgruppe (PAG) kommt im Rahmen des Vorhabens eine zentrale Rolle zu. Die PAG agiert als beratendes Gremium und Austauschplattform für die Entscheidungsträger*innen des Landes Brandenburg. Die Teilnehmenden der PAG können in den Sitzungen fachliche und für Brandenburg spezifische Kenntnisse in das Projektdesign einfließen lassen. In einer ersten PAG-Sitzung am 25. Juni 2021 wurden gemeinsam mit den PAG-Mitgliedern über grundlegende Entscheidungen bei der Ausgestaltung des Erprobungsprojektes diskutiert. Der Fokus lag auf der Auswahl der zu erprobenden Systeme und der Erprobungsstandorte.

Die HNEE übernimmt federführend die Verantwortung des Gesamtprojektes, welches an den beiden Fachgebieten Wildbiologie, Wildtiermanagement und Jagd (Prof. Dr. Siegfried Rieger) und dem Fachgebiet Geoinformation und Fernerkundung (Prof. Dr. Jan-Peter Mund) angesiedelt ist. Die HNEE verantwortet in Kooperation mit dem KNE die Konzeptionierung und Projektkoordination, die inhaltliche Ausgestaltung sowie die fachliche und organisatorische Begleitung der Durchführung des Erprobungsvorhabens. Der fachwissenschaftlichen Ergebnisverwertung wie auch dem Wissenstransfer kommen im Zuge des Projektes große Bedeutung zu. Die inhaltliche Ausgestaltung und Projektkoordination übernimmt Eva Schuster, akademische Mitarbeiterin der HNEE.

Über das Kompetenzzentrum Naturschutz und Energiewende (KNE)
Das 2016 gegründete Kompetenzzentrum Naturschutz und Energiewende (KNE) ist eine von der Umweltstiftung Michael Otto getragene und vom Bundesumweltministerium finanzierte Einrichtung. Zweck der gemeinnützigen GmbH ist die Unterstützung einer naturverträglichen Energiewende vor Ort. Das KNE bietet Beratung und umfangreiche Fachinformationen an, es organisiert Dialog und Austausch, und vermittelt, wenn es beim Ausbau der erneuerbaren Energien zu Konflikten kommt, speziell ausgebildete Mediatorinnen und Mediatoren.
www.naturschutz-energiewende.de

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Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt am 8.7.2021:

Wasserstofftechnik: FHWS entwickelt mit Industriepartnern ein Brennstoffzellensystem für die Luftfahrt

Ziel: die Bereitstellung von alltagstauglichen, wirtschaftlichen Kleinflugzeugen auf Basis grüner Wasserstoff-Technologie

Grüner Wasserstoff für die Electric Air Mobility: Umweltfreundliche Antriebsysteme stehen nicht nur bei Fahrzeugen, sondern auch im Flugverkehr im Fokus. Im Rahmen des Projekts „HyFly“ wird an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt (FHWS) an der Entwicklung, Integration, dem Aufbau und Test eines Brennstoffzellensystems für die allgemeine Luftfahrt geforscht und ein Brennstoffzellenantrieb konzipiert. Das Projekt hat in vier Teilprojekten gegliedert, eine gesamte Fördersumme von 1,1 Millionen Euro. Industriepartner sind die Flugzeugentwickler PS-HyTech GmbH, Kasaero GmbH und Flying AD GmbH. PS-HyTech entwickelt und vermarktet technologische Lösungen im Energie- und Mobilitätssektor auf Basis von grünem Wasserstoff. Die Kasaero GmbH ist ein führender Composite Konstruktions- und Zertifizierungsspezialist für Luftfahrzeuge. Die österreichische Flying AD GmbH bietet Flugtests und Zertifizierungen in einem Bereich von Ultraleichtflugzeugen bis hin zu Business Jets an.

Von Seiten der FHWS sind federführend das Labor für Thermodynamik sowie das Technologietransferzentrum Elektromobilität (TTZ-EMO) für die elektrische Integration beteiligt. Die Förderung des Vorhabens erfolgt über das Förderprogramm „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand“ (ZIM, https://www.zim.de/ZIM/Navigation/DE/Home/home.html).

Es gibt zwar schon Brennstoffzellensysteme, die beispielsweise in Autos genutzt werden, diese sind jedoch zu schwer und damit für die Luftfahrt nicht nutzbar. Brennstoffzellen-Antriebe für Flugzeuge müssen, um in Serie verbaut werden zu können, technisch wie wirtschaftlich weiterentwickelt werden. Erste Kleinflugzeuge mit einem Elektroantrieb sind am Markt verfügbar und zugelassen, jedoch können sie auf Basis von Lithium-Akkus als Energiespeicher aus Gewichtsgründen nur kurze Strecken zurücklegen. Für kleine Rundflüge kein Problem, für den Einsatz in der Logistik oder bei Rettungseinsätzen jedoch ungeeignet. Der Lösungsansatz für dieses Problem sieht jetzt so aus: Die vorhandenen Antriebskonzepte sollen mit einer neuen Entwicklung, sogenannten Brennstoffzellen-Stacks, kombiniert werden. „Der Brennstoffzellen-Stack“, erklärt Prof. Dr. Johannes Paulus „erzeugt aus Wasserstoff die elektrische Energie, die eine Batterie laden oder den Elektromotor des Flugzeugs direkt antreiben kann. Ein Stack ist ein Stapel bestehend aus vielen einzelnen Brennstoffzellen, die elektrisch in Reihe geschaltet sind. In jeder einzelnen Brennstoffzelle wird Wasserstoff kontinuierlich zugeführt und mit dem Sauerstoff der Luft in Wasser und elektrische Energie umgewandelt. Dabei entstehen keinerlei Schadstoffe wie Feinstaub, Stickoxide oder sonstige Schadstoffe.“ Die großen Vorteile der Technik liegen u.a. in der Möglichkeit, „grünen“, also emissionsfrei erzeugten Wasserstoff, für den Betrieb der Flugzeuge zu verwenden und ökologische, ökonomische sowie technische Herausforderungen parallel abdecken zu können.

Mögliche Märkte für Kleinflugzeug-Einsätze mit Elektroantrieb Die Projektpartner aus Wissenschaft und Wirtschaft sehen einen umfangreichen Markt für die „Electric Air Mobility“. Dazu zählen:

die Produktion von Flugzeugen, Drohnen, Reisemobilen und Booten
den innerbetrieblichen Transport auf Flughäfen und Logistikzentren
Air-Taxis und Lieferservices
den Einsatz in der Wissenschaft, im Naturschutz, beim Katastrophenschutz, bei der Polizei und im Grenzschutz
Flugsportvereine, Flugschulen, Privatpiloten, Dienstreisende, Buschflieger sowie Farmer
Vier Teilvorhaben des Projektes

Das Projekt ist untergliedert in vier Teilvorhaben – drei werden von Industriepartnern bearbeitet, ein viertes von der FHWS: Sie bearbeitet die Bereiche Systemintegration, den Aufbau sowie die experimentelle und theoretische Analyse eines Brennstoffzellensystems für Leichtflugzeuge und die Optimierung der Brennstoffzellen-Antriebskomponenten. Realisiert werden diese Schritte im Schweinfurter Labor für Thermodynamik sowie im Bad Neustädter TTZ-EMO. Während im Labor für Thermodynamik die Brennstoffzelle mit der Peripherie und deren Steuerung entwickelt wird, wird im Technologietransferzentrum das rein elektrische System von der Batterie, ihrem Laderegler bis hin zum Motor untersucht. Beide Hochschul-Institutionen übernehmen im Projekt „HyFly“ den Aufbau, die Inbetriebnahme und Analyse des Antriebsstranges als Labormodell gemeinsam. Nach dem ersten Schritt einer Untersuchung der elektrischen, mechanischen und verfahrenstechnischen Teilfunktionen erfolgt in einem zweiten Schritt die Zusammenführung der Einzelteile zu einem Gesamtantriebsstrang. Dieser wird abschließend einem Gesamttest unterzogen.

Prof. Dr. Paulus ergänzt: „Das Labor für Thermodynamik der FHWS befasst sich schon seit vielen Jahren mit dem Thema Wasserstoff und hat mehrere Forschungsprojekte in diesem Bereich erfolgreich durchgeführt. Die Nutzung von Wasserstoff als Energieträger ist entscheidend für die Erreichung der angestrebten Klimaziele und die Kerntechnologie in der Transformation der bestehenden industriellen Strukturen hin zu einer nachhaltigen, klimaneutralen Industrie. Auf diesem Zukunftsfeld startet die Fakultät Maschinenbau ab Oktober mit dem neuen Bachelorstudiengang Wasserstofftechnik. Für den Erfolg des Studienganges und weiterer Forschungsprojekte ist es außerordentlich wichtig, dass die Bereitstellung von neuen Laboren, Personal und Geräteinfrastruktur zügig erfolgt und den Ankündigungen konkrete und substantielle Schritte folgen. Das Team und die Fakultät Maschinenbau sind hochmotiviert und freuen sich, die Herausforderungen anzupacken.“

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Pressetext.com am 8.7.2021:

Algorithmus reduziert Energiehunger von Servern

Ausgeklügelte Verteilung von Kapazitäten als wichtiger Beitrag zum Klimaschutz

Forscher der Universität Kopenhagen http://ku.dk/ haben einen Algorithmus entwickelt, der den Energiehunger der weltweiten Computerserver deutlich reduzieren und damit einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten soll. Möglich wird das durch eine ausgeklügelte Verteilung der verfügbaren Server-Kapazitäten.

Weiterlesen bei Pressetext.com

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Auf VGB PowerTech gibt es in der Ausgabe 9/2020 ab Seite 63 einen interessanten Artikel von Manfred Wanner (pdf hier):

Weiterlesen bei VGB PowerTech (ab Seite 63, pdf hier).

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Uni Leipzig am 4.6.2021:

Forschungsprojekt (AC)3 startet „Mias Klimatagebuch“

Dem Klima auf der Spur: Neuer Online-Blog für Kinder

Die Rahmenhandlung des Blogs: Mia (10 Jahre) stellt fest, dass ihr die Themen Klima und Klimawandel überall begegnen. In der Schule wird darüber gesprochen, auf den Straßen wird demonstriert. Sie begibt sich mit ihrem Polarfuchs Mika auf die Suche nach Antworten und nimmt die Leserinnen und Leser mit auf eine spannende Entdeckungsreise. Gemeinsam erleben die Kinder in regelmäßig neu erscheinenden Beiträgen, was ein Polarforscher macht, wie es in der Arktis wirklich aussieht und was in dem Forschungsprojekt (AC)3 passiert.

Hinter den Blogbeiträgen auf www.mias-klimatagebuch.de stecken die Ideen, Antworten und Ergebnisse von über 100 Wissenschaftlern des (AC)3-Forschungsprojektes. Seit 2016 erforscht der Sonderforschungsbereich SFB/TR 172 unter der Leitung von Prof. Dr. Manfred Wendisch von der Universität Leipzig klimarelevante Rückkopplungsmechanismen in der Arktis, um die dortigen drastischen Klimaveränderungen besser zu verstehen. Gefördert wird das Vorhaben durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG).

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AIER im Juni 2021:

Climate Models: Worse Than Nothing?

When the history of climate modeling comes to be written in some distant future, the major story may well be how the easy, computable answer turned out to be the wrong one, resulting in overestimated warming and false scares from the enhanced (man-made) greenhouse effect. 

Meanwhile, empirical and theoretical evidence is mounting toward this game-changing verdict despite the best efforts of the establishment to look the other way.

Consider a press release this month from the University of Colorado Boulder, “Warmer Clouds, Cooler Planet,” subtitled “precipitation-related ‘feedback’ cycle means models may overestimate warming.”

“Today’s climate models are showing more warmth than their predecessors,” the announcement begins. 

But a paper published this week highlights how models may err on the side of too much warming: Earth’s warming clouds cool the surface more than anticipated, the German-led team reported in Nature Climate Change.

“Our work shows that the increase in climate sensitivity from the last generation of climate models should be taken with a huge grain of salt,” said CIRES Fellow Jennifer Kay, an associate professor of atmospheric and oceanic sciences at CU Boulder and co-author on the paper.

The press release goes on to state how incorporating this negative feedback will improve next-generation climate models, something that is of the utmost importance given the upcoming Sixth Assessment of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). But will conflicted modelers and the politicized IPCC be upfront with the elephant in the room?

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