Черный цвет спасет жизни — Комитет по развитию инженерной инфраструктуры

Возобновляемая энергетика заслуженно получила название «зеленой» за бережное отношение к природе. Однако ее развитие имело довольно неожиданный побочный эффект — гибель тысяч, если не миллионов птиц от лопастей ветряных электростанций и фотопластин солнечных батарей по всему миру.

И если для ветряных турбин частичное решение найдено, то причины гибели пернатых от солнечных батарей пока еще изучаются. Гибель птиц от столкновения с лопастями ветроэнергетических установок превратилась в проблему, значительно сдерживающую развитие этого вида энергетики. Поскольку речь идет о сотнях тысяч, если не миллионых птичьих жизней в масштабах планеты. Ведь птицы часто смотрят вниз в поисках добычи, а не вперед — на обманчиво быстро движущиеся белые лопасти несущего винта. Если не найти решение этой проблемы, то смертность птиц будет продолжать расти по мере того, как в мире расширяется строительство новых ветряных электростанций для увеличения объемов производства чистой энергии. Только в США за 20 лет установленная мощность ветрогенерации выросла с 2,5 ГВт до 110 ГВт к этому году. При таком большом экономическом спросе и, соответственно, росте генерирующих мощностей окружающая среда, которую должна сохранять «зеленая» энергетика, животный мир будет постоянно находиться под угрозой.Частичное решение проблемы состояло в селективном отключении турбин ветроэлектростанций вдоль миграционного пролета для парящих птиц и обработка почвы вокруг основания башни. Эти меры считались эффективными для снижения частоты столкновений. Новый подход был найден учеными из Норвежского института природных исследований в Тронхейме. Они предложили покрасить хотя бы одну из лопастей турбины станции в черный цвет. Соответствующий эксперимент был ими проведен на электростанции Smøla. Его первые результаты: 70-процентное снижение смертности птиц по сравнению с соседними, неокрашенными турбинами.

— Покраска лопасти оказала наибольшее влияние на снижение смертности для хищников, — говорится в отчете по результатам эксперимента — после окраски трупов орла-белохвоста не зафиксировано. Нанесение контрастной окраски на лопасти несущего винта значительно снизило риск столкновения для целого ряда птиц.

Но если с ветряными турбинами варианты решения проблемы уже определены, то с солнечными станциями вопрос находится на стадии выяснения причин. Когда площади СЭС выросли многократно, коммунальные службы столкнулись с гибелью птиц на них. Точное количество погибших пернатых определить оказалось достаточно сложно. В первую очередь за счет того, что в некоторых штатах энергетические компании совсем не обязаны производить подсчеты птичьих тушек на своей территории. Многие фирмы просто технически не в состоянии заниматься этим регулярно. По примерным оценкам на территории США в год погибают около 140 тысяч птиц, но связь между солнечными установками и гибелью птиц до сих пор остается неясной. Одна из ведущих теорий предполагает, что птицы ошибочно принимают блики от солнечных батарей за поверхность озера и пикируют на посадку, что приводит к смертельным последствиям.

— Но эта гипотеза с человеческой точки зрения, — говорит Мисти Спорер, ведущий ученый-эколог из Duke Energy, электрической компании в Северной Каролине. — Нам нужно собрать больше данных, чтобы сформировать полную картину.

Министерство энергетики США заключило с группой исследователей из Аргоннской национальной лаборатории в Иллинойсе контракт на 1,3 млн долларов на разработку платформы искусственного интеллекта (ИИ), предназначенной для изучения поведения птиц на крупных солнечных установках по всей территории США. Исследователи надеются, что данные, собранные их системой, помогут орнитологам разгадать тайну того, почему наши пернатые друзья массово гибнут на солнечных фермах.

Но внедрение системы искусственного интеллекта на солнечной станции оказалось непростой задачей. Самое трудное — научить алгоритм машинного обучения надежно распознавать птиц в сложной среде. Птицы бывают разных размеров, форм и цветов, а это значит, что алгоритм должен иметь достаточно хорошее представление об абстрактном понятии «птичий», чтобы он мог различать их, и отслеживать, летят ли они мимо или сидят на солнечной панели.

Адам Шимански, инженер-программист, который руководит разработкой лабораторного ИИ-наблюдателя за птицами, говорит, что программное обеспечение машинного зрения выросло из его работы над другим проектом, который был разработан для автоматического обнаружения небольших дронов в воздухе. Но перепрофилирование алгоритма для обнаружения птиц потребует большого объема работ.

— Исследование машинного обучения, которое мы проводим, немного уникально, потому что мы не просто хотим классифицировать объект в одном изображении, — говорит Шимански. — Он должен классифицировать небольшой, быстро движущийся объект с течением времени. Поэтому, если птица летит, в некоторых кадрах вы увидите точку, а в других — ее расправленные крылья, и нам нужно отслеживать этот объект, когда он движется по камере.

А кроме «интеллектуальных» проблем перед исследователями возникают технические. Солнечные установки, как правило, находятся в глуши и не имеют инфраструктуры, необходимой для работы приложений машинного обучения. Поблизости нет центров обработки данных, пропускная способность интернета ограничена, и иногда бывает даже трудно получить электричество.

Поэтому разработчики воспользовались оборудованием, которое в городах занимается мониторигом пешеходного и автомобильного движения.

Смерти даже тысяч пернатых друзей, безусловно, не смогут остановить процесс перехода к возобновляемой энергетике. Но на этом верном пути очень важно никого не раздавить по дороге.

Источник: www.eprussia.ru