يُعدّ استخدام رادار كشف الطيور في مزارع الرياح جزءًا أساسيًا من الحماية البيئية والتشغيل الآمن لها. ويتمثل الهدف الأساسي في الحد من خطر اصطدام الطيور بتوربينات الرياح من خلال مراقبة حركة الطيور بدقة، مع مراعاة كفاءة توليد الطاقة في مزارع الرياح. وفيما يلي سيناريوهات تطبيقه المحددة وخصائصه التقنية وقيمه:
I. سيناريوهات ووظائف التطبيقات الأساسية
مراقبة وتحديد أنشطة الطيور في الوقت الفعلي
يمكن لأجهزة الرادار الخاصة بكشف الطيور (معظمها رادارات الميكروويف أو الليدار أو أنظمة الرادار المركبة) أن تغطي نطاقًا يصل إلى عدة كيلومترات حول مزارع الرياح وتكتشف الطيور في الوقت الفعلي:
الموقع، مسار الرحلة، الارتفاع، السرعة، الكمية؛
أنواع الطيور (يمكن لبعض أجهزة الرادار المتطورة جنبًا إلى جنب مع خوارزميات الذكاء الاصطناعي تحديد الأنواع الرئيسية مثل الطيور المهاجرة والطيور الجارحة والطيور المائية)؛
الأنشطة العنقودية (مثل الحركة واسعة النطاق للمجموعات المهاجرة مثل الأوز والبط والكركي).
يتم تصور البيانات من خلال محطات الرادار أو منصات الإدارة، مما يوفر لمديري مزارع الرياح حالة نشاط الطيور العالمية.
تحذير من خطر الاصطدام والتحكم في ربط توربينات الرياح
عندما يكتشف الرادار أن الطيور دخلت المجال الجوي الخطير لتوربينات الرياح (مثل نطاق دوران شفرات توربينات الرياح)، أو يحدد أن مسارات طيرانها قد تصطدم بتوربينات الرياح، فإن النظام سوف:
إصدار تحذيرات مبكرة تلقائيًا (إنذارات صوتية وضوئية، وإشعارات دفع المنصة، وما إلى ذلك)؛
يقوم نظام التحكم في المروحة المتشابكة بإطلاق استجابات بناءً على مستويات المخاطر (مثل تقليل سرعة المروحة، وتحرك الشفرة للأمام، والإغلاق القصير)، ويستأنف التشغيل الطبيعي بعد مغادرة الطيور للمنطقة الخطرة.
على سبيل المثال، بالنسبة للجوارح (التي تطير بسرعة عالية وتنطوي على مخاطر اصطدام عالية)، يمكن للرادار اكتشافها من على بعد مئات الأمتار وإصدار تحذير قبل 10 إلى 30 ثانية، مما يترك وقتا كافيا لإجراء تعديلات على توربينات الرياح.
تحليل سلوك الطيور والبحث البيئي
يمكن استخدام بيانات نشاط الطيور المتراكمة على المدى الطويل (مثل طرق الهجرة، وتفضيلات الموائل، وفترات ذروة النشاط) في:
تحسين استراتيجية تشغيل توربينات الرياح (مثل ضبط وضع التشغيل أثناء فترة نشاط الطيور)؛
المساعدة في التقييم البيئي للتوسع اللاحق لمزرعة الرياح لتجنب إضافة توربينات رياح جديدة تقع في قنوات الطيور ذات التردد العالي.
تلبية متطلبات اللوائح التنظيمية لحماية البيئة (تنص لوائح بعض البلدان/المناطق على ضرورة تجهيز مزارع الرياح بأنظمة مراقبة الطيور، مثل توجيه الطيور في الاتحاد الأوروبي).
ثانيًا: الخصائص التقنية لرادار كشف الطيور المُصمّم لمزارع الرياح
نطاق التغطية: يتراوح نصف قطر تغطية رادار واحد في مزارع الرياح البرية عادةً بين كيلومتر واحد وخمسة كيلومترات. أما في مزارع الرياح البحرية، فنظرًا لغياب العوائق الأرضية، يمكن أن يصل نصف قطر التغطية إلى ما بين خمسة وعشرة كيلومترات. ويمكن دمج عدة رادارات وفقًا لمساحة مزرعة الرياح لتكوين شبكة مراقبة.
القدرة على مكافحة التداخل: يجب أن تتكيف مع البيئات المعقدة (مثل الرياح القوية والأمطار والضباب والليل وما إلى ذلك) وتقليل سوء تقدير الأهداف غير المتعلقة بالطيور مثل الحشرات والأوراق المتساقطة والطائرات بدون طيار.
استجابة ذات زمن انتقال منخفض: يجب التحكم في التأخير من اكتشاف الطيور إلى تشغيل استجابة المروحة في غضون ثوانٍ (عادةً أقل من 10 ثوانٍ) لضمان وجود وقت كافٍ لتجنب الاصطدامات.
التكيف مع الطاقة: يعمل جزئيًا بالطاقة الشمسية، ومناسب للنشر في مزارع الرياح النائية؛ دعم التكامل مع نظام SCADA الحالي (نظام جمع البيانات ومراقبتها) لمزرعة الرياح لتحقيق الإدارة المتكاملة.
ثالثًا: قيمة التطبيق
الحماية البيئية: تقليل احتمالية اصطدام الطيور (وخاصة الأنواع المهددة بالانقراض والمهاجرة) بطواحين الهواء بشكل كبير، ومساعدة مزارع الرياح في الحصول على قبول حماية البيئة، وتلبية متطلبات الاستدامة البيئية بموجب أهداف "الكربون المزدوج".
السلامة التشغيلية: تقليل الأضرار التي تلحق بشفرات توربينات الرياح بسبب اصطدام الطيور بها (مثل جثث الطيور التي تنجذب إلى الشفرات وتسبب أعطالاً)، وخفض تكاليف الصيانة.
ضمان الامتثال: تلبية المتطلبات التنظيمية لتقييم الأثر البيئي لمزارع الرياح في البلدان/المناطق مثل أوروبا وأمريكا والصين (مثل "التدابير المؤقتة لإدارة أراضي البناء وحماية البيئة لمشاريع مزارع الرياح في الصين")، ومنع توقف المشروع بسبب قضايا حماية البيئة.
الحالات النموذجية
تستخدم بعض مزارع الرياح البحرية في أوروبا نظام مراقبة مركبًا يعتمد على "رادار + كاميرا تعمل بالأشعة تحت الحمراء" لتتبع الطيور المهاجرة على مدار الساعة. عندما تتجاوز كثافة الطيور الحد المسموح به، يتم التحكم تلقائيًا في سرعة توربينات الرياح لخفضها.
في الختام، يُعدّ رادار كشف الطيور وسيلة تقنية أساسية لمزارع الرياح لتحقيق التوازن بين "إنتاج الطاقة النظيفة" و"الحماية البيئية". ومع تحسين متطلبات حماية البيئة، سيتحول تطبيقه تدريجيًا من "اختياري" إلى "قياسي".
تم تصدير رادار Mskyeye إلى ألمانيا، وهو يُقدم تطبيقات وحلولاً رادارية لمزارع الرياح. لأي استفسار، يُرجى التواصل معنا!