Větrná turbína

Větrná energie je jedním z nejrychleji rostoucích energetických odvětví a je předmětem rozvoje v mnoha zemích světa, zejména v Evropě. V roce 2007 se evropští představitelé dohodli, že budou 20 % své energetické potřeby získávat z obnovitelných zdrojů. Větrné turbíny přeměňují větrnou energii na elektřinu. Vítr nad oceánem bývá silnější a rovnoměrnější než na pevnině a na moři jsou k dispozici rozsáhlé potenciálně produktivní oblasti.

Podmořské zvuky různé intenzity a trvání, vznikají během čtyř fází životního cyklu větrné farmy:

1. Před výstavbou, která často zahrnuje geofyzikální/seismické průzkumy k posouzení stavu lokality a zvýšenou lodní dopravu do lokality a z lokality;
2. Výstavba, která může zahrnovat zatloukání pilotů, vrtání, výkopy pomocí výbušnin, bagrování, pokládání kabelů a pokračující provoz lodí a člunů;
3. provoz, včetně dlouhodobého hluku spojeného s mechanickými vibracemi při otáčení lopatek a provozem údržbářských plavidel, který bude pokračovat po dobu 20 až 25 let životnosti zařízení; a
4. vyřazení z provozu, které může zahrnovat mechanické řezání a výbušniny a také zvýšenou lodní dopravu do lokality a z lokality.

V provozní fázi větrné farmy vznikají při otáčení lopatek nízkofrekvenční zvuky. Při provozu turbíny se vibrace uvnitř gondoly (skříň, která obsahuje generátor, převodovku a další části) přenášejí po hlavní hřídeli větrné turbíny a do jejího základu. Tyto vibrace se pak šíří do vodního sloupce a mořského dna. Zvuk je převážně nižší než 1 kHz (obecně nižší než 700 Hz), s hladinou zdroje 80-150 dBre 1 µPa @ 1 m. Aerodynamický hluk produkovaný lopatkami rotoru může do vody pronikat také vzdušnou cestou. Hladiny zvuku se mírně zvyšují s rostoucí rychlostí větru. Typ základu větrné turbíny rovněž ovlivní přenos zvuku pod vodou.

Potenciální účinky

Mnoho větrných elektráren na moři se staví v pobřežních vodách. Značný nárůst rozvoje větrných elektráren na moři vedl k obavám z možných negativních dopadů na ryby, mořské savce, bezobratlé živočichy, ptáky a netopýry. Potenciální negativní účinky zahrnují kolize, přemístění stanovišť a vystavení elektromagnetickým polím a podmořskému hluku.

Pozorování naznačují, že podmořské zvuky produkované během fáze výstavby větrných turbín na moři, zejména zvuky při zatloukání pilot, představují větší potenciál pro fyziologické a behaviorální dopady než provozní hluk Madsen, P., Wahlberg, M., Tougaard, J., Lucke, K., & Tyack, P. (2006). Podvodní hluk větrných turbín a mořští savci: důsledky současných znalostí a potřeby údajů. Marine Ecology Progress Series, 309, 279-295. https://doi.org/10.3354/meps309279.. Při pohonu piloty vzniká intenzivní podmořský zvuk, který lze detekovat ve vzdálenosti od zdroje. Podvodní zvuk produkovaný provozem větrných turbín má však nižší intenzitu než hloubení pilot a pravděpodobně představuje menší dopad než výstavba, i když po delší dobu.

Omezené jsou údaje o dlouhodobých účincích spojených s nepřetržitým provozním hlukem větrných turbín na moři. Velikost turbín, celková velikost soustavy větrných elektráren a místo jejich umístění mají vliv na dopad na životní prostředí. Kromě toho nejsou dostatečně známy ani kumulativní účinky spojené s více větrnými elektrárnami ve vzájemné blízkosti a se zvýšenou lidskou činností, jako je například lodní doprava, v oblasti větrných elektráren. Další údaje jsou rovněž nezbytné k pochopení účinků způsobených dlouhodobými změnami dostupnosti kořisti v okolí větrných elektráren na moři.

Vlivy hluku z větrných elektráren na moři závisí na citlivosti druhů a podmínkách lokality. Při extrapolaci místních měření a výsledků z jednoho větrného zařízení na moři na jiné je třeba postupovat opatrně. Velikost a technologie turbín, typ základů a počet a vzdálenost turbín v rámci zařízení, jakož i podmínky šíření a úrovně okolního hluku v každé lokalitě se mohou lišit a ovlivňovat produkované zvuky a jejich dosah. Typ substrátu, místní mořská společenstva a lidské aktivity před výstavbou větrných elektráren a po ní jsou rovněž velmi proměnlivé. Důležité je také zvážit rozsah a velikost každé větrné farmy; malé instalace mohou mít velmi lokální účinky.

Rybám

Podvodní zvuky spojené s větrnými elektrárnami na moři zřejmě nemají vliv na ty ryby, které jsou k základům turbín přitahovány kvůli potravě a ochraně. Základy větrných elektráren a další konstrukce, které mají zabránit „vymývání“ (erozi), mohou vést ke zvýšení složitosti stanovišť, což přitahuje druhy ryb a bezobratlých, zejména ty, které dávají přednost tvrdým substrátům. Tomuto jevu se říká „útesový efekt“. Větrné elektrárny na moři také vytvářejí zóny, ve kterých jsou zakázány určité lidské činnosti, jako je komerční rybolov, což nabízí další ochranu. To je známé jako „efekt úkrytu“. Bylo zjištěno, že v blízkosti různých větrných elektráren na moři se zvyšuje početnost ryb a mnoho ryb bylo pozorováno v těsné blízkosti základů turbín Reubens, J. T., Degraer, S., & Vincx, M. (2014). The ecology of benthopelagic fishes at offshore wind farms: a synthesis of 4 years of research (Ekologie bentofágních ryb u větrných elektráren na moři: shrnutí čtyřletého výzkumu). Hydrobiologia, 727(1), 121-136. https://doi.org/10.1007/s10750-013-1793-1.Stenberg, C., Støttrup, J., van Deurs, M., Berg, C., Dinesen, G., Mosegaard, H., … Leonhard, S. (2015). Long-term effects of an offshore wind farm in the North Sea on fish communities (Dlouhodobé účinky větrné farmy na moři v Severním moři na rybí společenstva). Marine Ecology Progress Series, 528, 257-265. https://doi.org/10.3354/meps11261.van Hal, R., Griffioen, A. B., & van Keeken, O. A. (2017). Changes in fish communities on a small spatial scale, an effect of increased habitat complexity by an offshore wind farm. Marine Environmental Research, 126, 26-36. https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2017.01.009.. Jedna studie rovněž neprokázala žádný pozorovaný negativní vliv na zdraví jedinců nebo reprodukční výkonnost úhořů po pěti letech provozu pobřežní větrné elektrárny Lilllgrund ve Švédsku. Nebyl pozorován žádný vliv na reprodukční kondici nebo vývoj mláďat u samic úhořeLanghamer, O., Dahlgren, T. G., & Rosenqvist, G. (2018). Effect of an offshore wind farm on the viviparous eelpout: Biometrika, vývoj mláďat a populační studie v Lillgrundu ve Švédsku. Ecological Indicators, 84, 1-6. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2017.08.035.. Přestože tato studie nezjistila žádné fyziologické rozdíly mezi úhoři v oblasti větrných elektráren a na jiných zkoumaných přírodních lokalitách, je třeba provést další dlouhodobá měření na této i jiných lokalitách, aby bylo možné plně pochopit potenciální účinky trvalého hluku větrných elektráren na růst a reprodukci. To je důležité zejména s tím, jak se do provozu uvádějí větší pole a/nebo se staví v těsné blízkosti jiných zařízení.

Morští savci

Na základě měření podvodního zvuku produkovaného turbínami se předpokládá, že dopady provozu turbín na mořské savce budou minimální až zanedbatelnéTougaard, J., Madsen, P. T., & Wahlberg, M. (2008). Underwater noise from construction and operation of offshore wind farms (Podvodní hluk z výstavby a provozu větrných elektráren na moři). Bioacoustics, 17(1-3), 143-146. https://doi.org/10.1080/09524622.2008.9753795.. Podvodní zvuky produkované větrnými turbínami na moři se jen málo překrývají se sluchovými schopnostmi sviňuch obecných. Mohou detekovat zvuky z provozovaných větrných turbín ve vzdálenosti 100 m nebo menší od základů turbíny. Behaviorální reakce sviňuch na podvodní zvuky vydávané větrnými turbínami se zdají být nepravděpodobné s výjimkou velmi těsné blízkosti základů turbínTougaard, J., Henriksen, O. D., & Miller, L. A. (2009). Underwater noise from three types of offshore wind turbines: Odhad zón dopadu na sviňuchy obecné a tuleně obecného. The Journal of the Acoustical Society of America, 125(6), 3766-3773. https://doi.org/10.1121/1.3117444.. Tuleni obecní však mohou detekovat zvuky až na vzdálenost několika kilometrů. Je nepravděpodobné, že by provozní zvuky turbín dosahovaly úrovně dostatečné k tomu, aby způsobily dočasné nebo trvalé posuny prahu v jakékoli vzdálenosti od turbín.

Však existuje jeden příklad v Baltském moři, kdy sviňuchy obecné opustily oblast během výstavby a po zprovoznění větrné farmy se vrátilo jen málo zvířatTeilmann, J., & Carstensen, J. (2012). Negative long term effects on harbour porpoises from a large-scale offshore wind farm in the Baltic-evidence of slow recovery (Negativní dlouhodobé účinky rozsáhlé větrné farmy na moři v Baltském moři na sviňuchy obecné). Environmental Research Letters, 7(4), 045101. https://doi.org/10.1088/1748-9326/7/4/045101.. Návrat sviňuchy obecné může souviset s kvalitou primárních stanovišť. Výsledky zdůrazňují potřebu přistupovat ke studiím větrných elektráren na moři nezávisle a ne extrapolovat výsledky z jedné oblasti na druhou.

Další odkazy na DOSITS

• Věda > Jaké jsou běžné podvodní zvuky?
• Věda > Jak se pohybuje zvuk?
• Věda > Proměnlivost hluku oceánů a hlukové rozpočty
• Zvířata a zvuk > Jaké složky zvuku slouží ke slyšení?
• Zvířata a zvuk > Sluch u obojživelných mořských savců
• Zvířata a zvuk > Sluch u kytovců a sirén
• Zvířata a zvuk > Účinky > Maskování u ryb
• Zvířata a zvuk > Účinky > Chování Změny u ryb
• Živočichové a zvuk > Antropogenní zdroje zvuku > Hloubení pilot
• Živočichové a zvuk > Antropogenní zdroje zvuku > Komerční lodní doprava
• Člověk a zvuk > Jak se zvuk využívá při výzkumu větrné energie?
• Audio galerie > Lodě
• Audio galerie > Bagrování
• Audio galerie > Výbušné zdroje zvuku
• Audio galerie >. Pile Driving
• Audio Gallery > Wind Turbines
• Hot Topic > Monitoring Wind Farm Construction

Additional Resources