Исследование воздействия работы ветрогенераторов.Воздействие на живую природу

Регулярно проводится экологическая экспертиза для разработок ветропарков и оцениваются возможные их воздействия на местную окружающую среду (например, растения, животных, почвы). Местоположения турбин и их работа часто изменяется в целях процесса улучшения, чтобы избежать или минимизировать воздействия на исчезающие виды и их места обитания. Любые неизбежные последствия могут быть возмещены с помощью мероприятий по сохранению подобных экосистем, не подверженных влиянию проекта.

Такие проекты, как Black Law Wind Farm получили широкое признание за свой вклад в задачи сохранения окружающей среды, включая признание их заслуг  Королевским обществом по защите птиц.  Они описывают эту схему как одновременно улучшающую ландшафт заброшенного открытого месторождения и также помогающую  части животных с помощью обширных проектов по управлению местами обитания, покрывающими более 14 квадратных километров.

Программа исследований, предлагаемая коалицией исследователей от университетов, промышленности и правительства, поддержанная Центром Аткинсона по проблемам устойчивого будущего, предлагает моделирование пространственно-временных особенностей миграции и обитания диких животных в отношении географических особенностей и погоды, для того чтобы обеспечить основу научно-обоснованных решений о местоположении новых проектов ветроэнергетики.

Более конкретно, она предлагает:

• Использовать существующие данные по миграции и другим перемещениям диких животных, чтобы разработать предсказуемые модели риска.
• Использовать новые и появляющиеся технологии, включая радар, акустику и тепловидение, чтобы заполнить пробелы в знаниях о перемещении диких животных.
• Определять отдельные виды или группы видов, подверженных наибольшему риску, на территориях с потенциально высокими ветровыми ресурсами.

Исследование Бенджамина К. Совакула, Правительственная энергетическая программа, Центра исследования Азии и глобализации, Национального университета Сингапура, в 2008 году предполагает, что если бы было возможно заместить всю выработку электроэнергии от ископаемого топлива энергией ветрогенераторов, то ежегодная гибель птиц по вине человека сократилась бы почти на 14 миллионов.  Исследование проделало тщательную оценку антропогенных причин гибели птиц и объединило многие исследования гибели из-за ветроэнергетики, энергии ископаемого топлива и ядерной энергии. Было обнаружено, что ветропарки и ядерные электростанции ответственны в отдельности за значения   между 0.3  и 0.4 несчастных случая на гигаватт-час (ГВт-ч) электричества, в то время как топливные электростанции ответственны примерно за 5.2 несчастных случая на ГВт-ч. Поскольку исследование не оценивает смертность летучих мышей из-за различных форм энергетики, является приемлемым предположить аналогичное соотношение смертности.

Птицы

Смертность птиц  вблизи ветроэнергетических установок может значительно варьировать  в зависимости от местоположения установок. У некоторых установок отмечается практически нулевая смертность, а у других  значения  величиной в 4 птицы на генератор ежегодно. Статья в журнале Nature утверждает, что каждый ветрогенератор убивает в среднем 4.27 птиц в год.

Анализ воздействия на окружающую среду, проведенный для проектируемых ветроэнергетических установок в США, предостерегает, что некоторые установки, расположенные в важных для птиц местах, могут убивать тысячи птиц и летучих мышей в год, согласно Бюро США по землепользованию.

Ветроустановки привлекли особое внимание за воздействие на почитаемые хищные виды, включая беркута.  Ветроэнергетический проект Pine Tree вблизи Техачапи, Калифорния, показывает самую высокую смертность хищников в стране; к 2012 по меньшей мере восемь беркутов были убиты, по данным  Службы охраны диких животных и рыбных ресурсов США (USFWS). Биологи отметили, что наиболее важно избежать потерь крупных птиц, поскольку они имеют меньшие темпы размножения  и могут быть сильнее подвержены воздействию ветрогенераторов в определенных областях. Напротив, обтекатели ветрогенераторов (которые содержат генератор) предлагают для  хищных птиц очень высокие карнизы, с которых они могут выискивать жертв  на больших территориях, что улучшает их сбор пищи.

В 2009 году ученый из Службы охраны диких животных и рыбных ресурсов США (USFWS) оценил, что ветрогенераторы убивают 440,000 птиц в год в США, и в будущем ожидается, что смертность увеличится значительно по мере расширения выработки ветроэнергетики к 2030 году до уровней, в 12 раз превышающих уровни 2009 года. Эта оценка была оспорена несколькими организациями, и USFWS позже отметила, что это была только «оценка»  одного из многих ученых, которая не была официально поддержана службой.  Для сравнения, примерно 80,000 птиц гибнут от самолетов в США, а отчет 2013 года ученых из Смитсоновского института биологии охраны природы и Службы охраны диких животных и рыбных ресурсов США оценил, что кошки в этой стране убивают не много, ни мало 3.7 миллиарда птиц ежегодно. Более ранний отчет Американской организации по сохранению птиц оценил гибель птиц от кошек в 500 миллионов ежегодно.

Большое количество случаев смерти птиц  также относят к столкновениям со зданиями. По оценкам природоохранной организации Fatal Light Awareness Program от 1 до 9 млн птиц ежегодно гибнут только от высотных зданий в Торонто, Канада. Другие исследования утверждают, что 57 миллионов гибнут из-за автомашин и 97,5 миллионов только в одних США гибнут от столкновений с зеркальными стеклами. Рекламные лазерные устройства, как и  облакомеры, используемые в погодных службах аэропортов, могут быть особенно опасны для птиц, поскольку птицы заманиваются в их лазеры и страдают от истощения и столкновений с  другими птицами.  В худшем из зарегистрированных случаев лазер облакомера за одну ночь 1954 года убил примерно 50,000 птиц 53х различных видов на военно-воздушной базе Уорнер Робинс в США.

В Великобритании Королевское общество по защите птиц (RSPB) сделало вывод, что «Доступные сведения  говорят о том, что правильно расположенные ветропарки на представляют значительной угрозы для птиц».  Оно отметило, что изменения климата представляют намного более значительную угрозу  диким животным, и поэтому общество поддерживает ветропарки и другие формы возобновляемой энергии.

Летучие мыши

Летучая мышь, убитая у Ветропарка Равна 1на острове Пэг, Хорватия

Летучие мыши могут быть поражены непосредственным столкновением с лопастями генератора, вышками или линиями передачи. Недавние исследования показывают, что летучие мыши могут также погибать , когда они внезапно пересекают области низкого давления воздуха, окружающие концы лопастей генератора.

Число летучих мышей, погибших из-за существующих береговых и прибрежных установок вызвало озабоченность у любителей летучих мышей. Исследование 2004 года оценило, что более 2200 летучих мышей погибли из-за 63 береговых генераторов только за 6 недель в двух местах в восточных штатах США. Это исследование показывает, что береговые и прибрежные места могут быть особенно опасны для местных популяций летучих мышей, и требуется большее количество исследований.

Изменение климата

Ветропарки могут влиять на погоду в непосредственной близости от них. Вращение винтов ветрогенератора производит значительную турбуленцию в их аэродинамических следах, как например и в следе от лодки. Эта турбуленция повышает вертикальное перемешивание тепла и водяного пара, что влияет на метеорологические состояния в направлении воздушного потока. В целом, ветропарки приводят к потеплению в ночное время и охлаждению в дневное.  Этот эффект может быть уменьшен с помощью более эффективных винтов или размещения ветропарков в регионах с высокой естественной турбулентностью. Нагревание ночью может «быть полезным для сельского хозяйства за счет уменьшения повреждения заморозками и увеличения сезона выращивания”.

Несколько исследований применяли климатические модели для изучения воздействия особенно крупных ветропарков. Одно исследование сообщает результаты моделирования, которое показывает заметные изменения в глобальном климате при очень высоких уровнях использования ветропарков на порядка 10% от мировой площади земли. Ветроэнергетика оказывает ничтожно малый эффект на средние глобальные температуры у поверхности земли, и это обеспечило бы «огромные глобальные преимущества за счет уменьшения выбросов  CO₂ и загрязнителей воздуха». Другое  аналогичное исследование показало, что использование ветрогенераторов для обеспечения 10% мировой потребности в энергии в 2100 году, могло бы в действительности иметь эффект потепления, вызывая повышение температур на 1 °C (1.8 °F) в тех регионах, где на земле установлены ветропарки, и меньшее повышение в  областях за пределами этих регионов. Это происходит из-за воздействия ветрогенераторов как на горизонтальную, так и на вертикальную циркуляцию атмосферы.  Хотя генераторы, установленные в воде, имели бы охлаждающий эффект, суммарное воздействие на глобальные температуры поверхности выразилось бы в увеличении на 0.15 °C (0.27 °F). Автор Рон Принн предостерегает от интерпретации исследования » как аргумента против ветроэнергетики, настаивая, чтобы оно было использовано для проведения дальнейшего исследования». «Мы не пессимистичны по поводу ветра», говорит он. «Мы не доказали абсолютно это воздействие, и мы бы с удовольствием посмотрели на будущие исследования «.

Воздействие на людей. Безопасность

Работа любой системы преобразования энергии коммунального масштаба представляет угрозы безопасности. Ветрогенераторы не потребляют топливо и не производят загрязнение при нормальной работе, но тем не менее имеют угрозы, связанные с их постройкой, работой и обслуживанием.

С установкой ветрогенераторов промышленных размеров, исчисляемых тысячами, были связано по меньшей мере 40 несчастных случаев среди рабочих при постройке, эксплуатировании и обслуживании ветрогенераторов, и другие повреждения и случаи гибели, связанные с жизненным циклом ветроэнергетики. Большинство смертей рабочих включают падения или попадание в  механизм при проведении работ по обслуживанию внутри помещения генератора.

Если стопор генератора не срабатывает, то генератор может свободно вращаться до тех пор, пока он не распадается или не воспламеняется.  Это случается редко, и шансы возгорания или разрушения главного генератора находятся на уровне 0.001% более чем за 20-25 летний период работы современного ветрогенератора.  Пожары на гондолах некоторых генераторов не могут быть потушены из-за их высоты, и иногда их оставляют догорать. В таких случаях они выделяют токсические дымы и могут вызывать вторичные пожары внизу. Однако более новые ветрогенераторы строятся с автоматическими системами пожаротушения , похожими на те, что устанавливаются для двигателей самолетов. Автономные системы FIREX, которые могут быть встроены в старые ветрогенераторы, автоматически определяют огонь, вызывают остановку генератораной части и немедленно полностью тушат возгорание.

В зимнее время на лопастях генератора может образовываться лед и затем падать при работе.  Это является потенциальной угрозой безопасности и приводило к локализованным остановкам генераторов.

Современные генераторы могут обнаруживать образование льда и увеличенную вибрацию при работе, и останавливаться автоматически.  Электронные датчики и подсистемы безопасности прослеживают много различных параметров турбины, генератора, вышки и окружающей среды, чтобы определить, работает ли ветрогенератор в безопасном режиме в предписанных пределах. Эти системы могут временно останавливать генератор из-за сильного ветра, льда, неустойчивости электрической нагрузки, вибрации и других проблем. Повторяющиеся значительные проблемы вызывают блокировку системы и сообщают инженеру о необходимости проверки или ремонта. К тому же, большинство систем включают многочисленные пассивные системы безопасности, которые останавливают работу, даже если электронные датчики не срабатывают.

Эстетика

Более новые ветропарки имеют более крупные и широко размещенные генераторы, и имеют менее беспорядочный вид, чем более старые установки. Ветропарки часто строятся на земле, которая уже была подвержена расчистке, и они легко уживаются с другими видами землепользования (напр, выпас, сельхозкультуры). Они имеют меньший отпечаток, чем другие виды производства энергии, такие как угольные и газовые станции. Ветропарки могут быть близки к живописным или, иначе, незастроенным территориям, и вопросы эстетики важны для прибрежных и околоприбрежных мест.

Вопросы эстетики являются субъективными, и некоторые люди считают ветропарки приятными и оптимистичными, или символами энергетической независимости и местного процветания. Хотя некоторые  представители туризма предсказывают, что ветропарки будут вредить туризму, некоторые ветропарки сами стали местами привлечения туристов, и некоторые из них имеют центры для посетителей на нижних уровнях или даже смотровые площадки на вершинах вышек.

Люди, проживающие вблизи турбин, могут жаловаться на «мелькание тени» на прилегающих зданиях, вызванное вращением лопастей генератора, когда солнце проходит за генератором.  Этого можно легко избежать, размещая ветропарк таким образом, чтобы избежать нежелательного мелькания тени, или отворачивая генератор на то время дня, когда солнце под тем углом, который производит мелькание. Если генератор неудачно размещен и расположен близко ко многим зданиям, длительность мелькания тени на прилегающей территории может составлять часы.

Для ветряных вышек требуются предупреждающие огни для авиации, которые могут создавать световое загрязнение.  Жалобы на эти огни были причиной того, что Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) разрешила в некоторых областях использовать меньшее количество огней на каждом генераторе.

Шум

Современные ветрогенераторы производят значительно меньше шума, чем более старые разработки. Проектировщики турбин работают над тем, чтобы уменьшить шум, поскольку шум отражает потерю энергии и выхода.  Уровни шума в прилежащих жилищах можно регулировать с помощью правильного размещения генераторов, процесса утверждения для ветропарков и управлением работой ветропарка.

Renewable UK, ветроэнергетическая торговая организация, заявила, что шум измеряемый на расстоянии 305 метров от ветропарка меньше, чем шум от обычного дорожного движения или шума в офисе; некоторые врачи и акустические инженеры сообщали о проблемах, связанных с шумом ветрогенераторов, включая нарушения сна, головные боли, головокружение, чувство тревоги и потерю пространственной ориентировки.

Нина Пиерпонт, врач-педиатр из Нью-Йорка и жена активиста, выступающего против ветроэнергетики, заявляет, что шум может являться значительным недостатком ветрогенераторов, особенно, если они строятся очень близко к городской среде.  Полемика вокруг работы Пиерпонт сконцентрирована вокруг ее заявлений, сделанных в самоопубликованной, не рецензированной книге, о том, что звуки ультранизких частот воздействуют на здоровье людей. Они основаны на очень малой выборке произвольно выбранных субъектов без контрольной группы для сравнения. Она утверждает, что ветрогенераторы воздействуют на настроение людей и могут вызвать психологические проблемы, такие как бессонница, головные боли, шум в ушах, потерю ориентации в пространстве и тошноту. Звуки ультранизких частот, или инфразвук, был тщательно исследован и отклонен как фактор воздействия на здоровье при работе ветрогенераторов; одно из исследований показывает, инфразвук на расстоянии от 75 метров от пляжа значительно выше, чем на расстоянии 360 метров от ветрогенератора.

Саймон Чэпмэн, профессор  в области здравоохранения, заявил, что «синдром ветрогенератора» не признан ни какой международной системой классификации заболеваний и не появляется ни в каком заголовке или аннотации в базе данных по медицине PubMed в Национальной библиотеке США. Он говорит о том, что этот термин появляется для распространения группами активистов, выступающих против ветропарков.

В Онтарио, Канада, Министерство окружающей среды разработало руководство по ограничению уровней шума от ветрогенераторов на расстоянии 30 метров от жилища или кемпинга до 40 дБ. Эти предписания также устанавливают минимальное расстояние в 550 метров для группы до пяти относительно тихих ( 102дБ) генераторов с радиусом 3 км, и для группы от 11 до 25 более шумных генераторов (106-107 дБ)  расстояние в 1500 метров. Более крупные уствновки и более шумные генераторы требуют исследований шума.

Также в Онтарио ветропарки вблизи жилых домов привлекли различные протесты и иски от владельцев домов на сумму до 1,5 миллиона долларов за вред, причиненный здоровью и ущерб стоимости недвижимости. Мораторий на прибрежные ветропарки на озере Онтарио также привел к иску на 2,25 миллиарда долларов от компании Trillium Wind Power

В отчете от 2009 года о «Сельских ветропарках», Постоянный комитет парламента Нового Южного Уэльса в Австралии рекомендовал минимальную дистанцию в два километра между ветрогенераторами и соседними домами (которая может быть отменена теми жителями, которые находятся в зоне воздействия) в качестве профилактической меры. В июле 2010 года Австралийский Совет по здравоохранению и медицинским исследованиям сообщил о том, что » не существует опубликованных научных доказательств для подтверждения негативного воздействия ветрогенераторов на здоровье».

Обзор 2009 года

Обзор группы экспертов 2009 года, описанный как наиболее полный на сегодняшний день, углубился в изучение эффектов негативного воздействия на здоровье людей, живущих близко к ветрогенераторам.  Результаты их отчета приводят к выводу, что ветрогенераторы напрямую не причиняют вреда здоровью.

Научная работа на 85 страницах была спонсирована Канадской ассоциацией ветроэнергетики и Американской ассоциацией ветроэнергетики. Научные и медицинские эксперты, которые проводили изучение, заявили, что они сделали свои выводы независимо от их спонсоров. «Нам никто не говорил найти что-либо,» заявил эксперт группы Дэвид Колби, сотрудник здравоохранения в Чатем-Кент и профессор медицины в Университете Западного Онтарио. «Не было совершенно никаких ограничений.»

Изучение допускало, что некоторые люди могли испытывать стресс или раздражение, вызванное свистящими звуками, производимыми ветрогенераторами.  Очень малая часть  тех, кто находится под воздействием, отмечали раздражение и стресс, связанные с восприятием шума…» [однако]»раздражение не является заболеванием.»  Научная группа указала, что подобное раздражение производится под воздействием местных и магистральных автомобилей, также как и под воздействием промышленных работ и авиации.

Работа также обнаружила, среди прочего, что:

• Симптомы «Синдрома ветрогенератора» те же, что наблюдаются в целом у населения по причине стресса ежедневной жизни. Они включают головные боли, бессонницу, чувство тревоги, головокружение и т.д.
• Низкочастотный и ультра низкочастотный инфразвук, производимый ветрогенераторами такой же как и тот, что происходит от движения автотранспорта  и бытовой техники, и даже  биением человеческих сердец. Такие «инфразвуки» не являются особенными и не сообщают факторов риска.

Обзор 2011 года

В 2011 году Британский акустический бюллетень опубликовал 10й независимый обзор доказательства того, что ветропарки вызывают раздражение и вред здоровью людей. И в 10й раз было выделено, что «раздражение гораздо более связано с социальными и психологическими факторами  у тех людей, которые жаловались на непосредственное воздействие звука или неслышного инфразвука, происходящих от ветрогенераторов.”

Постоянно появлялись два фактора. «Первый — возможность видеть ветрогенераторы, что увеличивало раздражение, особенно у тех, кому они не нравятся или кто их боятся. Второй фактор зависит от того, получают ли люди доход от расположения у себя ветрогенераторов, что чудесным образом становится высокоэффективным противоядием для чувств раздражения и симптомов.»

Прибрежные области

Многие прибрежные ветропарки строятся в водах Великобритании. В январе 2009 года всестороннее правительственное экологическое исследование прибрежных вод Великобритании заключило, что существует возможность установки порядка от 5000 до 7000 прибрежных ветрогенераторов без негативного воздействия на морскую окружающую среду. Работа, которая составляет часть Прибрежной энергетической стратегической экологической экспертизы Департамента энергетики и изменения климата, основана на исследовании, продолжительностью более года.  Оно включало анализ  геологии морского дна, а также изучение морских птиц и морских млекопитающих.