Patent des Monats November

02.11.2023
  Bild aus der Patentschrift © espacenet.com

Vogelschutz an Windenergieanlagen mittels KI

Wenn im November die Herbststürme wehen, ist das eine gute Zeit für Windkraftanlagen! Allerdings müssen Windräder oft abgestellt werden, um Vögel vor der Kollision mit den großen Rädern zu schützen. Können wir uns aber angesichts von Klima- und Energiekrisen Stillstandzeiten leisten?

Die Windparkbetreiber Markus Pubantz und Benjamin Friedle vom Bürgerwindpark Hohenlohe haben dafür einen Lösungsansatz gefunden, der Artenschutz und saubere Energiegewinnung durch Windenergieanlagen (WEA) miteinander vereinbar macht. Mithilfe eines intelligenten Kamerasystems erkennen die Windräder Vögel im Anflug und schalten sich ab. Die Erfindung, die 2018 zum Patent angemeldet wurde, trägt den Namen „Vorrichtung und Verfahren zum Monitoring fliegender Tiere durch Verbindung eines "Deep Learning"-Netzwerkes mit einem intelligenten Tracking“ (DE102018008694A1) - unser Patent des Monats November!

Zum Vogelschutz müssen Windparks entsprechende Auflagen erfüllen. So wird z.B. die Abschaltung der Windräder während der Brutzeit benachbarter, zu schützender Vogelarten gefordert.

Im Falle des Bürgerwindparks Hohenlohe hatte eine Bürgerinitiative zum Schutz einer Rotmilan-Population gegen die Anlage geklagt. Um die komplette Abschaltung zu vermeiden, suchten die Windparkbetreiber nach einer technischen Lösung für das Problem. Da es für die spezifische Anwendung noch keine Systeme im Markt gab, entwickelten die beiden Erfinder gemeinsam mit Dr. Michal Lewandowski, Wissenschaftler für künstliche Intelligenz und Tracking, das Bildverarbeitungssystem BirdVision. Dieses System ist in der Lage, Vögel zu erkennen und die Windräder bei Anflug kurzfristig abzuschalten, sodass eine komplette Abschaltung vermieden werden kann.

Das System basiert auf Weitwinkel-Kameras, die in 8 - 10 m Höhe an den Windrädern angebracht werden. Die Kameras erfassen alle sich nähernden Objekte und verfolgen mit intelligentem Tracking die Flugrichtung. Eine künstliche Intelligenz klassifiziert die „Flugobjekte“ und unterscheidet dabei zwischen Vögeln, Ästen, Insekten oder benachbarten Rotorblättern. Wird ein Vogel erkannt, schaltet das System das Windrad ab und, nach einer gewissen Pause, wieder ein. Die KI wurde zuvor mit entsprechenden Daten trainiert. Das Deep-Learning-Datenbanksystem wird kontinuierlich erweitert, auch durch Kooperation mit Entwicklern an anderen Standorten. Dadurch konnte z.B. die Klassifikation in Bezug auf Vogelgrößen verfeinert und das Kamerasystem hinsichtlich der Erfassung von nachtfliegenden Tieren, wie Fledermäusen, verbessert werden.

Markus Pubantz, Benjamin Friedle und Michal Lewandowski gründeten 2019 die nach ihrer Erfindung benannte Firma BirdVision GmbH & Co. KG, um deren Entwicklung und Vermarktung voranzutreiben. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert. Ein marktfähiges Produkt wird in 2024 erwartet. Die Erfinder sind von ihrer Innovation und ihrem wirtschaftlichen Potential überzeugt. „Wenn pauschal abgeschaltet werden muss, hat sich das System in kürzester Zeit amortisiert“, sagt Pubantz.

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Quellen

Patentschrift

Firma: birdvision.org

Frankfurter Rundschau: Achtung Rotmilan!

ARD Mediathek: Einfach genial vom 26. September