DE102018102106A1

DE102018102106A1 - Verfahren und Einrichtung zum Schutz von Vögeln vor Windenergieanlagen

Info

Publication number: DE102018102106A1
Application number: DE102018102106.2A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2019-08-01

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung zum Schutz von Vögeln (1) vor Windenergieanlagen (10), wofür wenigstens eine Kamera (11) vorgesehen ist, mit der der Bereich, in dem wenigstens eine Windenergieanlag (10) aufgestellt ist, überwacht wird, und wobei wenigstens eine Bildauswertungseinheit (12) bereitgestellt wird, mit der von der Kamera (11) aufgenommene Bilddaten ausgewertet werden, wobei ferner eine Steuereinheit (13) vorgesehen ist, die wenigstens mit der Bildauswertungseinheit (12) in Verbindung steht und mit der ein Signal (14) bereitgestellt wird, und wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte umfasst: Aufnehmen von artspezifischen Merkmalen der Vögel (1) mit der Kamera (11); Bereitstellen einer Datenquelle (15) mit in dieser abgelegten Daten über die artspezifischen Merkmale der Vögel (1); analytischer Vergleich der aufgenommenen artspezifischen Merkmale der Vögel (1) mit artspezifischen Merkmalen aus der Datenquelle (15, 15'); Identifikation der aufgenommenen Art des Vogels (1) und Ausgabe des Signals (14) in Abhängigkeit der identifizierten Art des Vogels (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Schutz von Vögeln vor Windenergieanlagen, wobei wenigstens eine Kamera vorgesehen ist, mit der der Bereich, in dem wenigstens eine Windenergieanlage aufgestellt ist, überwacht wird, und wobei wenigstens eine Bildauswertungseinheit bereitgestellt wird, mit der von der Kamera aufgenommene Bilddaten ausgewertet werden, wobei ferner eine Steuereinheit vorgesehen ist, die wenigstens mit der Bildauswertungseinheit in Verbindung steht und mit der ein Signal bereitgestellt wird.
STAND DER TECHNIK
Es ist bekannt, dass Vögel durch die Kollision mit Windenergieanlagen verletzt oder getötet werden können. Insbesondere Greifvögel oder Raubvögel sind durch direkten Kontakt oder unmittelbare Turbolenzen der Rotorblätter schlag gefährdet, da diese auch häufig durch das Fixieren von Beute auf dem überflogenen Boden die Rotoren von Windenergieanlagen nicht wahrnehmen. Derartige Beobachtungen können dazu führen, dass der Bau von Windenergieanlagen nicht genehmigungsfähig ist, sofern bedrohte Vogelarten durch eine Kollision mit den Windenergieanlagen getötet werden können. Derartige schutzbedürftige Vogelarten sind beispielsweise der Rotmilan, der Schwarzmilan, der Schwarzstorch, gegebenenfalls auch Bussarde, Uhus, Kraniche oder beispielsweise Gänse. Die häufige Kollision von besonders großen Vögeln mit den Rotoren von Windenergieanlagen liegt insbesondere darin begründet, dass größere Vögel weniger wendig sind und daher neben der Beutefokussierung den schneller rotierenden Windrädern nicht mehr ausweichen können.
Der Betrieb von Windenergieanlagen ist jedoch in Hinblick auf eine ökologische Bereitstellung von nutzbarer Energie wünschenswert, und in Gebieten geringer Bebauung und guten Windverhältnissen können nachteilhafterweise Windenergieanlagen nicht errichtet werden, da bestimmte und unter Schutz stehende Vogelarten schlag gefährdet sind.
Aus der DE 10 2012 215 451 A1 ist ein Verfahren zum Schutz von Vögeln vor Windenergieanlagen bekannt, wozu eine Kamera vorgesehen ist, mit der der Bereich, in dem wenigstens eine Windenergieanlage aufgestellt ist, überwacht wird, und wobei eine Bildauswerteeinheit bereitgestellt wird, mit der von der Kamera aufgenommene Bilddaten ausgewertet werden, und es ist eine Steuereinheit vorgesehen, die mit der Bildauswertungseinheit in Verbindung steht und mit der ein Signal bereitgestellt werden kann, wenn ein Vogel erkannt wird. Die Kamera ist dabei in Verbindung mit der Bildauswerteeinheit so ausgebildet, dass Vögel beispielsweise von Insekten unterschieden werden können, insbesondere unter Berücksichtigung der Größe des fliegenden Tieres. Jedoch ergibt sich der Nachteil, dass nicht grundsätzlich bei jeder Erkennung eines Vogels ein Signal ausgegeben werden muss, insbesondere da eine Vielzahl von mit der Kamera erkennbaren Vögeln nicht schlaggefährdet sind, da diese den Rotoren der Windenergieanlagen ausweichen können oder diese schlichtweg nicht unter Schutz stehen. Ein zu häufiges Ausgeben eines Signals, insbesondere ein Signal, aufgrund dessen die Windenergieanlage verlangsamt oder gestoppt wird, führt zu einer zu geringen Ausnutzung der im kontinuierlichen Betrieb erzeugbaren Energie, da zu häufige Unterbrechungsphasen eintreten. Wird mit dem Signal lediglich ein Signalton ausgelöst, so kann eine zu häufige Auslösung von Tonsignalen auch zu einer negativen Beeinträchtigung der Vögel führen und es kann zu einer Geräuschbelästigung von angrenzend angesiedelten Bewohnern kommen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Einrichtung zum Schutz von Vögeln vor Windenergieanlagen, mit dem ein sicherer Schutz von schlaggefährdeten Vögeln und geschützten Vogelarten erreicht wird, wobei die Beeinträchtigung der Energieerzeugung mit der Windenergieanlage möglichst minimiert sein soll.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ausgehend von einer Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10 in Verbindung mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Mit Bezug auf das Verfahren schlägt die Erfindung folgende Schritte vor: Aufnehmen von artspezifischen Merkmalen der Vögel mit der Kamera; Bereitstellen einer Datenquelle mit in dieser abgelegten Daten über die artspezifischen Merkmale der Vögel; analytischer Vergleich der aufgenommenen artspezifischen Merkmale der Vögel mit artspezifischen Merkmalen aus der Datenquelle; Identifikation der aufgenommenen Art des Vogels und Ausgabe des Signals in Abhängigkeit der identifizierten Art des Vogels.
Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, mit der Kamera und mit einer Bildauswertungseinheit ein Verfahren auszuführen, mit dem nicht nur ein Vogel erkannt wird, um daraufhin ein Signal zu schalten, sondern es wird die Vogelart selbst identifiziert, welche Identifikation auf einem analytischen Vergleich der mit der Kamera aufgenommen Daten und mit Daten aus einer Datenquelle basiert, und erst nach Identifikation der aufgenommenen Art des Vogels wird die Ausgabe des Signals ausgelöst. Damit wird der Vorteil erreicht, dass nur dann ein Signal ausgelöst wird, wenn ein tatsächlich schlaggefährdeter Vogel in die Nähe der Windenergieanlage gelangt, sodass auch bei Vorhandensein von nicht schlaggefährdeten Vögeln die Windenergieanlage fortführend betrieben werden kann, und es wird auch kein Signal in sonstiger Weise ausgegeben. Damit wird erreicht, dass die Bereitstellung von nutzbarer Energie mit der Windenergieanlage optimal ausgenutzt wird, und die Windenergieanlage wird insbesondere nur dann abgebremst oder in den Stillstand versetzt, wenn ein schlaggefährdeter Vogel identifiziert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei auch zwischen verschiedenen Signalen unterscheiden, und beispielsweise kann auch dann ein akustisches Signal ausgegeben werden, wenn generell Vögel in der Nähe der Windenergieanlage erkannt werden, und die Windenergieanlage wird abgebremst oder in den Stillstand versetzt, wenn ein schlaggefährdeter Vogel erkannt wird.
Um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, weist die Einrichtung hierfür insbesondere ein Analysemodul auf, mit dem in Wechselwirkung mit der Bildauswertungseinheit der analytische Vergleich der aufgenommenen artspezifischen Merkmale der Vögel mit artspezifischen Merkmalen aus der Datenquelle ausgeführt wird. Das Analysemodul kann getrennt oder baueinheitlich mit der Bildauswertungseinheit und/oder mit der Steuereinheit ausgeführt werden, insbesondere besteht die Möglichkeit, die Steuereinheit, die Bildauswerteeinheit und/oder das Analysemodul baueinheitlich auszuführen. Dabei kann eine Steuereinheit einer jeden Windenergieanlage zugeordnet sein, wobei auch denkbar ist, dass eine Steuereinheit mehrere Windenergieanlagen diskret steuert, wobei insbesondere eine Bildauswertungseinheit jeder Kamera zugeordnet ist, wohingegen das Analysemodul insbesondere mit jeder der vorhandenen Kameras und/oder mit jeder der vorhandenen Steuereinheiten verbunden sein kann. Auch die Datenquelle kann dabei in 1-facher oder mehrfacher Form bereitgestellt werden, wobei mit besonderem Vorteil eine Datenquelle einem Analysemodul zugeordnet ist oder mit diesem baueinheitlich ausgebildet ist.
Gemäß einem weiteren wesentlichen Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Analysemodul bereitgestellt, mit dem in Wechselwirkung mit der Bildauswertungseinheit der analytische Vergleich der aufgenommenen artspezifischen Merkmale der Vögel mit artspezifischen Merkmalen aus der Datenquelle ausgeführt wird. Das Analysemodul kann insbesondere baueinheitlich mit der Steuereinheit ausgeführt sein, alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass das Analysemodul baueinheitlich mit der Bildauswertungseinheit ausgeführt ist, insbesondere wenn mehrere Kameras mit einer Bildauswertungseinheit verbunden sind. Das Analysemodul mit einer entsprechenden computernummerischen Analyseeinrichtung erlaubt es dabei, unter Auswertung der mit der Kamera erfassten Bilder und der bekannten artspezifischen Merkmale der Vögel aus der Datenquelle eine Aussage zu treffen, um welche Vogelart es sich handelt. Wird mit dem Analysemodul erkannt, dass es sich um einen schlaggefährdeten Vogel handelt, beispielsweise ein Rotmilan, ein Schwarzmilan, ein Schwarzstorch oder etwa ein Kranich, so wird nach dieser Identifikation der Art des Vogels die Ausgabe des Signals ausgelöst, insbesondere um die Windenergieanlage zu drosseln oder zu stoppen.
Die artspezifischen Merkmale der Vögel können alle wesentlichen Merkmale umfassen, die geeignet sind, mit einer Kamera und einer entsprechenden Bildauswertungseinheit erfasst zu werden und damit die Art eines Vogels zu erkennen. Beispielsweise können die abgelegten Daten in der Datenquelle die artspezifische Größe und/oder die Körperform, die Körperhöhe, die Körperbreite und/oder die Körperlänge des Vogels umfassen. Beim analytischen Vergleich der aufgenommenen artspezifischen Merkmale können dafür die Größe und/oder die Körperform, die Körperhöhe, die Körperbreite und/oder die Körperlänge des Vogels mit einbezogen werden.
Weiterhin ist es denkbar, dass die abgelegten Daten der Datenquelle eine artspezifische Bewegungselastizität der Körperteile des Vogels umfassen, wobei beim analytischen Vergleich der aufgenommenen artspezifischen Merkmale eben die Bewegungselastizität der Körperteile des Vogels mit einbezogen wird, insbesondere die Bewegungselastizität zwischen einem Rumpf und einem Schwanz des Vogels, oder zwischen der Flügelbewegung und der Schwanzbewegung und/oder der Flügelbewegung und der Bewegung des Rumpfes des Vogels.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die abgelegten Daten der Datenquelle artspezifische Körperformdetails, die Flügelform, die Spannweite im Verhältnis zur Größe, die Schwanzform, die Farbe, die Helligkeit und/oder den Glanzgrad des Gefieders des Vogels umfassen, wobei beim analytischen Vergleich der aufgenommenen artspezifischen Merkmale die Körperformdetails, die Flügelform, die Spannweite im Verhältnis zur Größe des Vogels, die Schwanzform, die Farbe, die Helligkeit und/oder den Glanzgrad des Gefieders des Vogels mit einbezogen wird.
Schließlich ist es auch denkbar, dass die abgelegten Daten der Datenquelle artspezifische Durchmesser von Flugkreisen, die Flughöhe, die Fluggeschwindigkeit, das Steig- und Sturzvermögen in diskreten Flugphasen des Vogels umfassen, wobei beim analytischen Vergleich der aufgenommenen artspezifischen Merkmale genau dieser artspezifische Durchmesser der Flugkreise, die Flughöhe, die Fluggeschwindigkeit und/oder das Steig- und Sturzvermögen in diskreten Flugphasen des Vogels mit einbezogen werden.
Die abgelegten Daten in der Datenquelle können weiterhin die artspezifische Trägheit und/oder die Flinkheit des Flugverhaltens und/oder die Frequenz der Flügelschläge und/oder die Flügelschlagdauer und/oder die Anzahl von wiederkehrenden oder aussetzenden Flügelschlägen des Vogels umfassen, und beim analytischen Vergleich der aufgenommenen artspezifischen Merkmale können eben diese Trägheit und/oder die Flinkheit des Flugverhaltens und/oder die Frequenz der Flügelschläge und/oder die Flügelschlagdauer und/oder die Anzahl von wiederkehrenden oder aussetzenden Flügelschlägen mit einbezogen werden.
Weitere artspezifische Merkmale können Töne umfassen, die die Vögel erzeugen, sodass die Kamera nicht nur Fotos und/oder bewegte Bilder, insbesondere Videos, erzeugen und weitergeben kann, sondern die Kamera kann beispielsweise auch Töne aufnehmen.
Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung können zur Identifikation des Vogels zwei oder mehrere der artspezifischen Merkmale des Vogels in einer zeitlichen Abfolge oder simultan kombiniert analytisch verglichen werden. Besteht beispielsweise bei der Analyse von ersten aufgenommenen Merkmalen keine sichere Identifikationsmöglichkeit des Vogels, so können weitere Merkmale hinzugezogen und im Analysemodul analysiert werden. Insbesondere die Kombination von Merkmalen ergibt eine hohe Sicherheit für eine korrekte Identifikation des Vogels, und es ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung insbesondere Bestandteil des analytischen Vergleiches, mehrere artspezifische Merkmale gleichzeitig oder in einer zeitlichen Folge aufeinander zu vergleichen. Stimmen beispielsweise die Schwanzform und die Größe des Vogels überein, um eine Aussage zu treffen, dass es sich um einen bestimmten Vogel handelt, beispielsweise einen Rotmilan, fliegt der Vogel jedoch beispielsweise Flugkreise mit einem viel zu kleinen Durchmesser, sodass es sich nicht um einen Rotmilan handeln kann, so werden weitere Merkmale zur Analyse herangezogen, um zu einem entsprechend richtigen Identifikationsergebnis zu kommen. Das Analysemodul kann dabei insbesondere lernfähig ausgebildet sein, sodass nach einer gewissen Zeit die in der Datenquelle abgelegten Daten über die artspezifischen Merkmale weiter verbessert und erweitert werden, sodass im Ergebnis eine schnellere und noch sicherere Identifikation eines entsprechenden Vogels möglich wird.
Insbesondere kann das Datenverarbeitungsprogramm im Analysemodul im Betrieb weiter angelernt werden, um insbesondere die am aussagekräftigsten artspezifischen Merkmale der Vögel zuerst zu analysieren, wobei die Analyse insbesondere auch davon abhängig ist, in welcher Entfernung sich der Vogel von der Kamera befindet. Der Glanz des Gefieders beispielsweise ist auch wetterabhängig erkennbar, und befindet sich der Vogel noch in einer großen Entfernung von der Kamera, so können beispielsweise zunächst die Fluggeschwindigkeit und die Durchmesser der Flugkreise analysiert werden, und nähert sich der Vogel der Kamera weiter, können darüber hinaus die Flügelschlagfrequenz und die Flügelschlagdauer analysiert werden. Wenn in einer solchen kaskadenförmigen Abfolge von Merkmalsanalysen die Identifikationssicherheit weiter vorangeschritten ist, und wenn es sich mit einer hohen Wahrscheinlichkeit um einen schlaggefährdeten Vogel handelt, so kann bei einem bestimmten Unterschreiten einer Entfernung zur Windenergieanlage diese in ihrem Betrieb reduziert oder abgeschaltet werden. Eine gewisse Sicherheit gegen eine Fehlidentifikation eines schützenswerten Vogels kann insofern mit berücksichtigt werden, als dass beispielsweise lediglich bei überwiegend positiven Merkmalen bereits das entsprechende Signal zur Beeinflussung der Windenergieanlage ausgesendet wird, auch wenn ein oder wenige weitere artspezifische Merkmale die Identifikation eines schützenswerten Vogels nicht bestätigen.
Die Erfindung richtet sich weiterhin auf eine Einrichtung zur Ausführung des voranstehend beschriebenen Verfahrens, mit einer Kamera und mit einer Bildauswertungseinheit, mit der von der Kamera aufgenommene Bilddaten auswertbar sind, wobei ferner eine Steuereinheit vorgesehen ist, die wenigstens mit der Bildauswertungseinheit in Verbindung steht und mit der ein Signal ausgebbar ist. Erfindungsgemäß umfasst die Einrichtung ein Analysemodul und eine Datenquelle, in der artspezifische Merkmale der Vögel abgelegt sind, wobei mit dem Analysemodul ein analytischer Vergleich von mit der Kamera aufgenommenen artspezifischen Merkmalen der Vögel mit artspezifischen Merkmalen aus der Datenquelle ausführbar ist. Die weiteren, insbesondere zur Ausführung des Verfahrens vorgesehenen Merkmale der Einrichtung, die in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden, gelten mit der beanspruchten Einrichtung ebenfalls als mit offenbart.
Figurenliste
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

1 eine schematisierte Ansicht eines Bereiches, in dem Windenergieanlagen aufgebaut sind und der Bereich wird von Kameras überwacht, um mit weiteren nicht dargestellten Mitteln das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, um Vögel vor einer Kollision mit den Rotoren der Windenergieanlagen zu bewahren,
2 eine schematisierte Ansicht der Bestandteile der Einrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
3a ein Beispiel einer Flugbahn eines Vogels mit mehreren Flugkreisen,
3b ein Beispiel einer Flugbahn eines Vogels mit mehreren Flügelschlägen und
3c ein Beispiel einer Flugbahn eines Vogels mit einer messbaren Höhe und einer messbaren Geschwindigkeit sowie eine Darstellung des Vogels mit Körperteilen, die von einer Kamera getrennt oder in Relation zueinander erfassbar sind.

1 zeigt beispielhaft mehrere Windenergieanlagen 10 sowie sich in der näheren Umgebung der Windenergieanlagen 10 befindende Vögel 1. Weiterhin dargestellt sind Kameras 11, mit denen nicht nur das bloße Vorhandensein der Vögel 1 erkennbar ist, sondern die mit weiteren Mitteln ausbildet sind, um die Art eines oder mehrerer Vögel 1 zu bestimmen.
Die Kameras 11 sind beispielhaft dezentral ausgestellt und diese müssen nicht in oder an der Windenergieanlage 10 integriert oder an dieser angebracht sein, was im Rahmen der Erfindung allerdings ebenfalls möglich ist. Ebenso vorteilhaft kann eine zur Windenergieanlage 10 beabstandete Anordnung der Kamera 11s sein, beispielsweise auf einem Mast installiert oder die Kamera 11 sind bodenflächig angebracht. Die Kameras 11 können so ausgebildet sein, dass diese einen Weitwinkel erschließen, der insbesondere bis zu 360° betragen kann. Insbesondere können die Kameras 11 eine 360°-Rundumerfassung des Bereiches ermöglichen, beispielsweise mit rotierenden optischen Mitteln.
Eine solche Kamera 11 kann dabei sowohl rein fotooptische und/oder videooptische Erfassungsmittel aufweisen, wobei die Kamera 11 auch beispielsweise Radarmittel aufweisen kann, und nähern sich Vögel 1 den Windenergieanlagen 10 oder den Kameras 11, so kann die wenigstens eine Kamera aktiviert werden. Entsprechende Erkennungsmittel, insbesondere Radar- oder Laser-Erkennungsmittel können sowohl in oder an der Windenergieanlage 10 als auch in Zusammenhang mit der Kamera 11 installiert sein. Mit besonderem Vorteil sind die Erkennungsmittel und die Kamera oder die Kameras beabstandet zur Windenergieanlage 10 aufgestellt, um eine besonders frühzeitige Erfassung und Identifizierung der Vögel zu ermöglichen. Diese dienen insbesondere zur Aktivierung der Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens. Alternativ kann die Einrichtung mit den Kameras 11 auch dauerhaft im Überwachungsmodus betrieben werden.
Mit Bezug auf die Aufstellung der Kameras 11 ist der Blickwinkel von einer Windenergieanlage 10 in die freie Landschaft oftmals mit Waldungen als Hintergrund in der Ferne begrenzt. Für die Erkennung und Identifizierung von Vögeln 1 ist es sehr hinderlich, einen derartigen inhomogenen Hintergrund optisch wahrzunehmen. Eine Bewaldung setzt sich oftmals von den zu erkennenden Objekten wegen der Farbe und Helligkeit teilweise kaum bis gar nicht ab und bildet insbesondere bei ungünstigem Sonnenstand mit Blendwirkung eine „schwarze Masse“. Besser ist es daher, den Blickwinkel im relevanten Beobachtungskorridor nach Möglichkeit von unten gerichtet in den Himmel zu richten und diesen als weitaus homogeneren Hintergrund zu nutzen. Dieses gilt zudem insbesondere bei schlechter Witterung. Insofern ist die Aufstellung der Kameras 11 mit Vorteil auf Masten oder bodeninstalliert vorzusehen, anstatt diese direkt an der Windenergieanlage 10 zu montieren.
2 zeigt schematisiert die Bestandteile der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens, und beispielhaft ist lediglich eine einzige Windenergieanlage 10 dargestellt, und die Einrichtung kann auch zur Ansteuerung mehrerer Windenergieanlagen 10 dienen. Weiterhin sind mehrere Kameras 11 dargestellt, insbesondere kann jedoch vorgesehen sein, dass spezielle Kameras 11 auch nur zur Ausgabe eines Signals 14 an zugeordnete Windenergieanlagen 10 ausgebildet sind. Somit können dezentral aufgestellte Windenergieanlagen 10, die einen gemeinsamen Windpark bilden, mit diesen zugeordneten Kameras 11 einzeln oder gemeinsam überwachbar sein, wobei eine Steuereinheit 13 und ein Analysemodul 16 jedoch nur 1-fach zentral vorgesehen sein können. Die Anzahl der dargestellten Windenergieanlagen 10 und der Kameras 11 sind daher lediglich exemplarisch zu verstehen.
Die Kameras 11 dienen zur Erkennung eines Vogels 1, und hat eine Kamera 11 den Vogel 1 erfasst, so erfolgt über eine Bildauswertungseinheit 12 eine Datenaufbereitung der erfassten Daten des Vogels 1, welche Bilddaten an das Analysemodul 16 ausgegeben werden. Das Analysemodul 16 steht dabei mit der Steuereinheit 13 in Verbindung, und die Steuereinheit 13 dient zur Ausgabe des Signals 14. Das Signal 14 kann beispielsweise den Betrieb der Windenergieanlage 10 beeinflussen, beispielsweise kann der Betrieb der Windenergieanlage 10 reduziert oder eingestellt werden, bzw. im Gegenzug nach dem Bedarf und der Erkennung des Wegfalls des Verletzungs- oder Tötungsrisikos wegen Entfernen und/oder Wegfliegen des schlaggefährdeten Vogels 1 aus dem jeweiligen Korridor wieder entsprechend in den vollen Betrieb genommen werden. Auch ist es denkbar, dass zusätzlich ein Signal 14 ausgegeben wird, das über eine Warnsirene 26, die in Zusammenhang mit der Windenergieanlage 10 installiert ist, ein Warnsignal ausgibt, um den Vogel 1 oder die Vögel 1 zu vergrämen.
Die Darstellung zeigt weiterhin eine Datenquelle 15, die als separate bauliche Einheit oder als Bestandteil des Analysemoduls 16 ausgebildet sein kann, weiterhin dargestellt ist beispielhaft eine Datenquelle 15', die sich an einem entfernten Ort befinden kann, und das Analysemodul 16 kann beispielsweise über eine Funkeinrichtung 27 mit der Datenquelle 15' kommunizieren. In der Datenquelle 15 oder 15' befinden sich von bekannten Vögeln 1 hinterlegte bekannte artspezifische Merkmale, sodass von dem Analysemodul 16 ein Datensatz bereitgestellt wird, der eine Anzahl von möglicherweise vorkommenden Vögeln 1 umfasst, die mit entsprechenden artspezifischen Merkmalen in Form digitaler Daten abgelegt sind. Insbesondere kann die Datenquelle 15 oder 15' eine Anzahl von gefährdeten Vögeln 1 speichern, sodass dem Analysemodul 16 auch eine Information bereitgestellt werden kann, ob es sich um einen schlag gefährdeten Vogel 1 handelt oder nicht. Diese Information wird an das Steuergerät 13 weitergegeben, welches ein entsprechend angepasstes Signal 14 an die Windenergieanlage 10 ausgibt. Handelt es sich beispielsweise um einen im gefährdenden Abstand zur Windenergieanlage 10 befindlichen schlaggefährdeten Vogel 1, so bewirkt das Signal 15 bei Bedarf den sofortigen Stillstand der Windenergieanlage 10 oder eine sogenannte Fahnenstellung der Rotoren, die einen tödlichen Schlag mit dem Vogel 1 vermeidet, und handelt es sich nicht um einen schlaggefährdeten Vogel 1, so kann beispielsweise dennoch eine Warnung über die Warnsirene 26 ausgegeben werden, um den auch nicht schlaggefährdeten Vogel 1 wenigstens zu vergrämen.
Die Datenquelle 15, 15' speist dafür das Analysemodul 16 mit den jeweiligen zu den Vögeln 1 hinterlegten artspezifischen Merkmale der Vögel 1, und die Kameras 11 stellen die erfassten Daten an die Bildauswertungseinheit 12 bereit, in der über eine Bildanalyse die erfassten, spezifischen Daten der mit den Kameras 11 erkannten Vögel 1 bereitzustellen. Das Analysemodul 16 empfängt folglich sowohl die erfassten Daten der Vögel 1 über die Kamera 11 als auch die speziellen Arten der Vögel 1 basierend auf den artspezifischen Merkmalen von der Datenquelle 15, 15'. Mit anderen Worten bringt die Analyseeinheit 16 mit einem entsprechend hinterlegten Algorithmus einen Vergleich der Daten hervor, der derart ausgebildet ist, dass an dem Analysemodul 16 ausgegeben werden kann, welcher Vogel entsprechend identifiziert wurde. Alternativ kann dabei die Liste der gefährdeten Vögel 1 auch in der Steuereinheit 13 hinterlegt sein, sodass in dieser der Entscheidungsprozess abläuft, ob und in welcher Form das Signal 14 an die Windenergieanlage 10 ausgegeben werden soll.
Beispielhaft zeigt 3a eine Flugbahn 21 mit mehreren Flugkreisen 22, die ein Vogel 1 fliegen kann. Die Flugkreise 22 weisen Durchmesser auf, und von der Kamera 11 kann sowohl die Flugbahn 1 als auch insbesondere die Durchmesser d der Flugkreise 22 erfasst werden.
3b zeigt eine Flugbahn 21 eines Vogels 1 mit Flügelschlägen 23, die in Bezug auf die Fluggeschwindigkeit eine messbare Frequenz f aufweisen. Der Abstand zwischen zwei Flügelschlägen 23 in Bezug auf die Geschwindigkeit der Flugbahn 21 ergibt eine Flügelschlagweite s, die ebenfalls von der Kamera 11 erfasst werden kann.
Schließlich zeigt 3a eine Flugbahn 21 eines Vogels 1 mit einer Geschwindigkeit v und mit einer Flughöhe h, wobei diese Merkmale ebenfalls artspezifisch sein können. Der Vogel 1 weist beispielhaft eine Rumpfachse 25 auf, und eine Kamera 11 kann sowohl die Form eines Schwanzes 18 des Vogels 1 erkennen als auch eine Bewegungselastizität zwischen dem Rumpf 17, dem Schwanz 18 und beispielsweise den Flügeln 20, welche Elastizität entlang der Rumpfachse 25 erkannt werden kann. Beispielsweise gibt es Vögel 1, die während des Fliegens von Flugkreisen 22 eine bestimmte Torsion des Schwanzes 18 relativ zu den Flügeln 20 ausführen, um die Kreisbahn des Flugkreises 22 zu steuern. Eine solche charakteristische Steuerbewegung bewirkt eine Bewegungselastizität zwischen verschiedenen Körperteilen des Vogels 1, die für die Erkennung insbesondere von Greifvögeln besonders ausgeprägte artspezifische Merkmale darstellen.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumliche Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Insbesondere ist es ebenso denkbar, dass die Kamera 11 an der Windenergieanlage 10 selbst installiert ist, wobei auch eine Kombination von mehreren Kameras 11 an einer Windenergieanlage 10 und in einem Abstand zu dieser möglich ist. Insbesondere ist es jedoch möglich, die Bildauswertungseinheit 12 nicht jeder einzelnen Kamera 11 zuzuordnen, sondern es können mehrere Kameras 11 eine Bildauswertungseinheit speisen. Die Bildauswertungseinheit 12 und/oder die Steuereinheit 13 und/oder das Analysemodul 16 können als einzelne Module oder als bauliche Einheit ausgeführt sein.
Bezugszeichenliste

1: Vogel
10: Windenergieanlage
11: Kamera
12: Bildauswertungseinheit
13: Steuereinheit
14: Signal
15: Datenquelle
15': Datenquelle
16: Analysemodul
17: Rumpf
18: Schwanz
19: Kopf
20: Flügel
21: Flugbahn
22: Flugkreise
23: Flügelschlag
24: drahtlose Übertragungseinrichtung
25: Rumpfachse
26: Warnsirene
27: Funkeinrichtung
h: Flughöhe
v: Fluggeschwindigkeit
f: Frequenz
s: Flügelschlagweite
d: Durchmesser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012215451 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Schutz von Vögeln (1) vor Windenergieanlagen (10), wofür wenigstens eine Kamera (11) vorgesehen ist, mit der der Bereich, in dem wenigstens eine Windenergieanlage (10) aufgestellt ist, überwacht wird, und wobei wenigstens eine Bildauswertungseinheit (12) bereitgestellt wird, mit der von der Kamera (11) aufgenommene Bilddaten ausgewertet werden, wobei ferner eine Steuereinheit (13) vorgesehen ist, die wenigstens mit der Bildauswertungseinheit (12) in Verbindung steht und mit der ein Signal (14) bereitgestellt wird, und wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte umfasst: - Aufnehmen von artspezifischen Merkmalen der Vögel (1) mit der Kamera (11); - Bereitstellen einer Datenquelle (15, 15') mit in dieser abgelegten Daten über die artspezifischen Merkmale der Vögel (1); - analytischer Vergleich der aufgenommenen artspezifischen Merkmale der Vögel (1) mit artspezifischen Merkmalen aus der Datenquelle (15, 15'); - Identifikation der aufgenommenen Art des Vogels (1) und - Ausgabe des Signals (14) in Abhängigkeit der identifizierten Art des Vogels (1).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Analysemodul (16) bereitgestellt wird, mit dem in Wechselwirkung mit der Bildauswertungseinheit (12) der analytische Vergleich der aufgenommenen artspezifischen Merkmale der Vögel (1) mit artspezifischen Merkmalen aus der Datenquelle (15, 15') ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abgelegten Daten der Datenquelle (15, 15') die artspezifische Größe und/oder die Körperform, die Körperhöhe, die Körperbreite und/oder die Körperlänge des Vogels (1) umfassen, wobei beim analytischen Vergleich der aufgenommenen artspezifischen Merkmale die Größe und/oder die Körperform, die Körperhöhe, die Körperbreite und/oder die Körperlänge des Vogels (1) mit einbezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die abgelegten Daten der Datenquelle (15, 15') eine artspezifische Bewegungselastizität von Körperteilen des Vogels (1) umfassen, wobei beim analytischen Vergleich der aufgenommenen artspezifischen Merkmale die Bewegungselastizität der Körperteile des Vogels (1) mit einbezogen wird, insbesondere die Bewegungselastizität zwischen einem Rumpf (17) und einem Schwanz (18) des Vogels (1).
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abgelegten Daten der Datenquelle (15, 15') artspezifische Körperformdetails, die Flügelform, die Spannweite im Verhältnis zur Größe, die Schwanzform, die Farbe, die Helligkeit und/oder den Glanzgrad des Gefieders des Vogels (1) umfassen, wobei beim analytischen Vergleich der aufgenommenen artspezifischen Merkmale die Körperformdetails, die Flügelform, die Spannweite im Verhältnis zur Größe des Vogels (1), die Schwanzform, die Farbe, die Helligkeit und/oder den Glanzgrad des Gefieders des Vogels (1) mit einbezogen wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abgelegten Daten der Datenquelle (15, 15') artspezifische Durchmesser (d) von Flugkreisen (21), die Flughöhe (h), die Fluggeschwindigkeit (v), das Steig- und Sturzvermögen in diskreten Flugphasen des Vogels (1) umfassen, wobei beim analytischen Vergleich der aufgenommenen artspezifischen Merkmale die artspezifischen Durchmesser (d) der Flugkreise (21), die Flughöhe (h), die Fluggeschwindigkeit (v) und/oder das Steig- und Sturzvermögen in diskreten Flugphasen des Vogels (1) mit einbezogen werden.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abgelegten Daten der Datenquelle (15, 15') die artspezifische Trägheit und/oder die Flinkheit des Flugverhaltens und/oder die Frequenz (f) der Flügelschläge (23) und/oder die Flügelschlagdauer und/oder die Anzahl von wiederkehrenden oder aussetzenden Flügelschlägen des Vogels (1) umfasst, wobei beim analytischen Vergleich der aufgenommenen artspezifischen Merkmale die Trägheit und/oder Flinkheit des Flugverhaltens und/oder die Frequenz der Flügelschläge (23) und/oder die Flügelschlagdauer und/oder die Anzahl von wiederkehrenden oder aussetzenden Flügelschlägen mit einbezogen wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Identifikation des Vogels (1) zwei oder mehrere der artspezifischen Merkmale des Vogels (1) in einer zeitlichen Abfolge oder simultan kombiniert analytisch verglichen werden.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenquelle (15, 15') eine Liste von zu schützenden Vögeln (1) umfasst, die vor einer Kollision mit der Windenergieanlage (10) zu bewahren sind, wobei erst bei einer Identifikation eines Vogels (1), der auf der Liste aufgeführt ist, die Ausgabe des Signals (14) ausgeführt wird.
Einrichtung zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche, mit einer Kamera (11) und mit einer Bildauswertungseinheit (12), mit der von der Kamera (11) aufgenommene Bilddaten auswertbar sind, wobei ferner eine Steuereinheit (13) vorgesehen ist, die wenigstens mit der Bildauswertungseinheit (12) in Verbindung steht und mit der ein Signal (14) ausgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein Analysemodul (16) und eine Datenquelle (15, 15') umfasst, in der artspezifische Merkmale (1) der Vögel (1) abgelegt sind, wobei mit dem Analysemodul (16) ein analytischer Vergleich von mit der Kamera (11) aufgenommenen artspezifischen Merkmalen der Vögel (1) mit artspezifischen Merkmalen aus der Datenquelle (15) ausführbar ist.