Der Ausbau der Windenergie ist ein wichtiger Baustein der Energiewende. Gleichzeitig müssen Windparkbetreiber den Vogelschutz sicherstellen, also dass geschützte Vogelarten durch den Betrieb der Anlagen nicht gefährdet werden. In Gebieten mit windsensiblen Arten können deshalb umfangreiche Abschaltauflagen gelten, beispielsweise zu bestimmten Tageszeiten, während der Brutmonate oder bei landwirtschaftlichen Aktivitäten wie der Mahd. Für Betreiber können solche pauschalen Abschaltungen erhebliche Umsatzeinbussen und eine geringere Effizienz der Anlagen bedeuten.
Das deutsche Technologieunternehmen ProTecBird setzt deshalb auf einen Ansatz, bei dem Windenergieanlagen gezielt auf eine tatsächlich erkannte Kollisionsgefahr reagieren. Das KI-basierte Vogelerkennungs- und Antikollisionssystem AVES Wind kombiniert ornithologisches Fachwissen und künstliche Intelligenz mit hochauflösender Netzwerk-Video-Technologie von Axis Communications. Ziel ist es, Vögel frühzeitig zu erkennen, ihre Flugbewegungen zu analysieren und Windenergieanlagen bedarfsgerecht zu steuern. Auf diese Weise unterstützt das System sowohl den Artenschutz als auch den wirtschaftlich effizienten Betrieb der Anlagen.
Herzstück der Lösung ist das AVES Wind® Antikollisionssystem. Hochauflösende PTZ-Netzwerk-Kameras von Axis fungieren dabei als Sensoren und liefern die Bilddaten für die KI-gestützte Echtzeit-Erfassung von Vögeln. Das System kann derzeit 20 geschützte Vogelarten erkennen und ihre Flugbahnen dreidimensional verfolgen. Für die zuverlässige Objekterkennung über grosse Distanzen setzt ProTecBird auf Full-HD-Kameras mit 31-fachem optischem Zoom. Die für anspruchsvolle Aussenbedingungen ausgelegten Kameras halten Windgeschwindigkeiten von bis zu 245 km/h und starken Vibrationen stand. Eine elektronische Bildstabilisierung sorgt zudem dafür, dass auch unter schwierigen Bedingungen verwertbare Bilddaten entstehen.
Erkennt das System eine potenzielle Kollisionsgefahr, versetzt es die betreffende Windenergieanlage temporär in den Trudelbetrieb. Die Rotorblätter werden verlangsamt, sodass die Vögel die Gefahr rechtzeitig wahrnehmen und ausweichen können. Eine hohe artspezifische Erkennungsrate bei gleichzeitig niedriger Falsch-Positiv-Rate trägt dazu bei, unnötige Betriebsunterbrechungen zu vermeiden.
Für Betreiber entsteht dadurch eine Alternative zu pauschalen Abschaltungen: Statt eine Anlage über längere Zeiträume vorsorglich aus dem Betrieb zu nehmen, erfolgt der Eingriff bedarfsgerecht auf Basis des tatsächlich erkannten Vogelaufkommens. So lassen sich Ertragsverluste reduzieren und zugleich artenschutzrechtliche Anforderungen berücksichtigen. Die Integration kann dabei kosteneffizient über die bestehende Infrastruktur des Windparks erfolgen.
Zertifizierter Vogelschutz für Windparks
Auch regulatorisch ist der Einsatz bereits abgesichert: Das AVES Wind Antikollisionssystem ist von den Umweltbehörden in Schleswig-Holstein zertifiziert und wurde in weiteren Bundesländern als wirksame Schutzmassnahme gemäss Bundesnaturschutzgesetz anerkannt. Darüber hinaus wurde AVES Wind® als erstes Antikollisionssystem vom TÜV Nord digital validiert – zunächst für die drei geschützten Vogelarten Rotmilan, Weissstorch und Rohrweihe. Die Prüfung erfolgt auf Basis bereits erhobener Video- und Bilddaten, sodass zusätzliche Feldversuche entfallen können.
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Neben der aktiven Kollisionsvermeidung nutzt ProTecBird die Kamera- und KI-Technologie auch für das automatisierte Vogelmonitoring. Mit AVES Wind Monitoring lassen sich avifaunistische Daten kontinuierlich erfassen und als Grundlage für Risikomodelle oder Genehmigungsverfahren nutzen. In einer 18-monatigen Studie in Zusammenarbeit mit dem Bundesverband Windenergie Offshore e.V. (BWO) erfassten Netzwerk-Kameras von Axis Communications mehr als vier Millionen Vogelbewegungen und dokumentierten eine Ausweichquote von 99,8 Prozent.
Kombination aus KI, Netzwerk-Video-Technologie und automatisierter Anlagensteuerung
Die Kombination aus KI-gestützter Vogelerkennung, Netzwerk-Video-Technologie und automatisierter Anlagensteuerung zeigt damit, wie sich zuverlässiger Artenschutz und Windenergienutzung technisch miteinander vereinbaren lassen. Die Lösung von ProTecBird kann so zu einem naturverträglichen und zugleich möglichst effizienten Ausbau der Windenergie beitragen.
