Drones4Bats : Mobile Erfassung von Fledermäusen bei On-Shore Windenergieanlagen durch autonome Messdrohnen

Abstract

1. Derzeitiger Stand von Wissenschaft und Technik Der Ausbau der Windenergie ist zentral für die Energiewende, führt jedoch zu Konflikten mit dem Artenschutz, da Windenergieanlagen (WEA) ein relevantes Mortalitätsrisiko für Fledermäuse darstellen. Etablierte Monitoringverfahren – Transektbegehungen, Netzfang, stationäre Detektoren am Boden und optionales Gondelmonitoring – erfassen Aktivität nur begrenzt in den kollisionsrelevanten Rotorhöhen (60–250 m) und liefern keine zeitnahe Datengrundlage für adaptive Abschaltungen. Erste Forschungsarbeiten zeigen, dass Drohnen akustische Fledermauserfassung prinzipiell ermöglichen, jedoch bestehen bislang technische Limitierungen (hohe Störgeräusche, geringe Flugzeiten, unklare ökologische Effekte). 2. Begründung / Zielsetzung der Untersuchung Das Projekt Drones4Bats zielte darauf, drohnengestützte Erfassungsmethoden systematisch zu entwickeln, ökologisch zu evaluieren und hinsichtlich eines späteren Einsatzes für den Bau und Betrieb von WEA zu bewerten. Übergeordnetes Ziel war es, das „Green-Green-Dilemma“ – Klimaschutz durch Windenergie vs. Artenschutz – durch präzisere Daten und potenziell adaptive Betriebsstrategien zu entschärfen. Erwarteter Nutzen für die Windbranche: Potenzielle Verringerung von Abschaltzeiten, wissenschaftlich fundiertere Genehmigungsprozesse, Reduktion ökologischer Risiken und Sicherung der Energieerträge. 3. Methode Das Projekt kombinierte technische Entwicklung, Laboruntersuchungen und ökologische Feldtests. Technisch wurden Multicopter- und Lighter Than Air-Systeme ausgestattet, neu konfiguriert und teils eigens entwickelt (Propeller-/ESC-Optimierung, Mikrofonplatzierung, Software, autonome Lade- und Landeplattform). Akustische Emissionsmessungen bis 100 kHz, aerodynamische Analysen und Mikrofonpositionierungstests dienten der Lärmminimierung. Parallel erfolgten standardisierte Feldexperimente in zwei Anwendungsszenarien: (1) Transektmonitoring vor WEA-Bau, (2) Erfassung an bestehenden WEA inklusive Vergrämungsstudien, statistischer Auswertung und Vergleich mit konventionellen Verfahren. 4. Ergebnis Technisch konnte die Drohnenerfassung funktionsfähig demonstriert werden. Geräuschquellen im Ultraschallbereich wurden identifiziert und reduziert, stabile Flugplattformen mit Echtzeit-Datenübertragung und automatischer Ladeinfrastruktur aufgebaut; die Signaldetektion wurde trotz Restgeräuschen verbessert. Ökologisch zeigten die Vergrämungstests artspezifische Verhaltenseffekte, die auf keine bis zu einer leichter Vergrämungswirkung schließen lassen. Drohnen lieferten in 60–180 m Höhe zusätzliche Aktivitätsdaten, die in mehreren Fällen vom Muster bodennaher Detektoren abwichen und damit einen echten Informationsgewinn darstellen. Im Vergleich zum Gondelmonitoring konnten ergänzende Erfassungszonen abgedeckt werden. 5. Schlussfolgerung / Anwendungsmöglichkeiten Drohnen sind ein geeignetes ergänzendes Monitoringinstrument für die Windenergiebranche – insbesondere in rotorblattnahen Höhen. Potenziale bestehen für: (1) Genehmigung – verbesserte Datengrundlagen vor Bau einer WEA; (2) Betrieb – perspektivisch ergänzender Einsatz für adaptive Abschaltungen und Reduktion von Ertragsverlusten; (3) Artenschutz – präzisere Risikoabschätzung im Habitat Luft. Aktuell ist der Einsatz noch nicht voll standardisiert, jedoch technisch machbar, ökologisch vertretbar und aus Branchensicht vielversprechend. Zukünftige Schritte betreffen Normierung, Weiterentwicklung lärmarmer Drohnen, rechtliche Möglichkeit eines autonomen Einsatzes von Drohnen und Integration in Leitfäden.