ИИ-инструменты для прогнозирования шума приливных турбин: как защитить обитателей моря

Подводный вид на массив приливных турбин, установленных на морском дне, с морской фауной вокруг. Океанское течение, лучи света проникают сквозь воду.
Ученые Манчестерского университета возглавляют новый исследовательский проект, цель которого — понять, как шум, генерируемый приливными турбинами, распространяется в морской среде и как он может влиять на морскую жизнь. Эти исследования поддержат ответственное коммерческое масштабирование приливной энергетики.

Пока Великобритания готовится к быстрому развитию приливной энергетики, проект (not)NOISY (Propagation of NOISe generated by tidal arraYs and its environmental impacts) разрабатывает первые передовые инструменты, способные прогнозировать кумулятивный подводный шум, производимый приливными турбинными массивами, еще до их строительства. Исследование окажет поддержку промышленности, регулирующим органам и политикам в укреплении доказательной базы, используемой в экологических оценках, и позволит принимать обоснованные, соразмерные решения по мере роста сектора.

Приливная энергия становится ключевой частью энергетического баланса Великобритании. В отличие от ветровой и солнечной энергии, зависящих от погодных условий, приливная энергия высокопредсказуема и может обеспечивать стабильный, надежный источник энергии изо дня в день, что делает ее идеальным дополнением к другим возобновляемым источникам.

По мере масштабирования сектора и планирования развертывания более крупных турбинных массивов — от 10 устройств и более — понимание их воздействия на окружающую среду становится все более важным. Особое внимание уделяется потенциальным рискам столкновения с морской макрофауной и подводному шуму. Моделирование показывает, что шум турбин может распространяться в океане на расстояние до 8 километров.

Доктор Пабло Оуро, ведущий исследователь и научный сотрудник Департамента гражданского строительства и менеджмента Манчестерского университета, отмечает: «Энергия приливных течений обладает огромным потенциалом для достижения Великобританией целей по нулевым выбросам, но ее долгосрочный успех зависит от нашей способности точно оценивать и управлять воздействием на окружающую среду, что ускорит получение разрешений и лицензий на проекты».

«Генерация шума — одна из самых больших неопределенностей, с которыми сталкиваются приливные проекты сегодня, но инструментов для оценки кумулятивного акустического воздействия с высокой степенью достоверности пока не существует. Поскольку ожидается рост числа и размера приливных массивов, нам нужны инструменты, которые могут предсказывать их кумулятивный акустический след до развертывания. Проект (not)NOISY предоставит именно это», — подчеркивает доктор Оуро.

Исследовательская группа разработает передовые высокоточные компьютерные модели и быстрые инструменты с поддержкой искусственного интеллекта, которые будут точно воспроизводить реальные условия приливных площадок. Это позволит ученым количественно оценить, как шум от приливных турбин распространяется в реальных морских средах. Модель будет применяться как в ближних, так и в дальних областях следа, для различных типов турбин (плавучих и стационарных), а также в различных экологических условиях на четырех крупных европейских объектах: EMEC и MeyGen в Шотландии, приливная площадка Normandie Hydroliennes в Раз-Бланшар между Францией и Нормандскими островами, и Morlais в Уэльсе.

Результаты приведут к разработке Python Tidal-Array Induced acoustics (PyTAI) — открытого, управляемого искусственным интеллектом инструмента, который позволит быстро прогнозировать шум приливных турбин в широком диапазоне рабочих условий. Этот инструмент поддержит будущие оценки воздействия на окружающую среду и внесет вклад в разработку научно обоснованной политики и нормативных рекомендаций.

«Повышая уверенность в прогнозировании морского шума, мы надеемся, что этот проект поможет ускорить развитие следующего поколения приливных систем, поддерживая рост чистой энергии и одновременно защищая морские экосистемы, чтобы способствовать развитию отрасли национального значения», — добавляет доктор Оуро.

Проект (not)NOISY финансируется UKRI Engineering and Physical Sciences Research Council Supergen Offshore Renewable Energy Impact hub и объединяет сильный международный консорциум, включающий трех европейских производителей турбин, британских и французских разработчиков приливных проектов, политиков и академических партнеров, обеспечивая тесное сотрудничество между исследованиями, промышленностью и регулированием.