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21 October 2024 Influence of rotation speed and frequency on the decision of Columba livia domestica (homing pigeon) to cross the rotor-swept area of paper blades mimicking a wind turbine
Constance Blary, Simon Potier, Olivier Duriez, Aurélien Besnard, Francesco Bonadonna
Author Affiliations +
Abstract

To reduce bird collisions with wind turbines, automatic detection systems have been developed to slow the blades down when a bird is approaching. We experimentally tested whether blade rotational speed (i.e., number of rotations per min) and frequency (i.e., number of times a blade passes a point per min) affected the decision time (i.e., time to take-off), path choice (i.e., the position in the aviary), and decision to cross the rotor-swept area in Columba livia domestica (rock dove [domestic variety]; aka homing pigeon; hereafter, pigeon). We used a homemade device with paper blades, mimicking the movement of wind turbine blades. We adjusted the paper blade dimensions and achromatic contrast with the background to match the visual capabilities of pigeons, increasing the probability of detection. Pigeons were less likely to cross the rotor-swept area at higher speeds and frequencies, independent of their decision time. When pigeons crossed the rotor-swept area (43 out of 160 trials), 63% collided with the blades, regardless of blade speed or frequency. Pigeons chose to avoid the rotor-swept area after they had traveled half the distance to the wind turbine. Pigeons were not better able to avoid the rotor-swept area when blades were rotating at low speed and/or frequency and often collided with the blades. Thus, slowing blades to a low rotational speed may not reduce collisions with some species and a complete turbine shutdown may be necessary. The feasibility and economic costs of regular complete shutdowns after the deceleration triggered by the automatic detection systems need further investigation.

LAY SUMMARY

  • To address bird collisions, automatic detection systems slow down turbine blades based on the assumption that birds adjust their flight paths according to blade speed—information for which there is currently little data.

  • To help reduce avian collisions with wind turbines, we investigated how rotational speed and frequency of a rotor blade (i.e., paper model) impact the flight paths of Columba livia domestica (homing pigeons [domestic variety of Rock Dove]; aka homing pigeon; hereafter, pigeon) in an aviary setting.

  • Pigeons were less likely to cross the rotor-swept area at higher blade speed and frequency and were more likely to collide with blades at lower speed or frequency.

  • Therefore, slowing blades to a low rotational speed may not reduce collisions with some bird species, a complete turbine shutdown would be preferable.

Afin de réduire les collisions des oiseaux avec les éoliennes, des systèmes de détection automatique ont été mis au point pour ralentir les pales lorsqu'un oiseau s'approche. Nous avons testé expérimentalement si la vitesse de rotation des pales (i.e., nombre de rotations par minute) et la fréquence (i.e. nombre de fois qu'une pale passe sur un point par minute) affectaient le temps de décision (i.e. temps avant décollage), le choix de la trajectoire (i.e., position dans la volière) et la décision de traverser la zone balayée par le rotor chez Columba livia domestica (pigeon biset [variété domestique]; alias pigeon voyageur; ci-après, pigeon). Nous avons utilisé un dispositif fait maison avec des pales en papier, imitant le mouvement des pales d'une éolienne. Nous avons ajusté les dimensions des bandes de papier et le contraste achromatique avec l'arrièreplan pour qu'elles correspondent aux capacités visuelles des pigeons, augmentant ainsi la probabilité de détection. Les pigeons étaient moins enclins à traverser la zone balayée par le rotor à des vitesses et des fréquences plus élevées, indépendamment de leur temps de décision. Lorsque les pigeons ont traversé la zone balayée par le rotor (43 essais sur 160), 63 % d'entre eux sont entrés en collision avec les pales, indépendamment de la vitesse ou de la fréquence des pales. Les pigeons ont choisi d'éviter la zone balayée par le rotor après avoir parcouru la moitié de la distance qui les séparaient de l'éolienne. Les pigeons n'étaient pas mieux à même d'éviter la zone balayée par le rotor lorsque les pales tournaient à faible vitesse et/ou fréquence et entraient souvent en collision avec les pales. Ainsi, le ralentissement des pales à une faible vitesse de rotation pourrait ne pas réduire les collisions avec certaines espèces et un arrêt complet de l'éolienne peut s'avérer nécessaire. La faisabilité et le coût économique d'arrêts complets réguliers après la décélération déclenchée par les systèmes de détection automatique doivent faire l'objet d'une étude plus approfondie.

Constance Blary, Simon Potier, Olivier Duriez, Aurélien Besnard, and Francesco Bonadonna "Influence of rotation speed and frequency on the decision of Columba livia domestica (homing pigeon) to cross the rotor-swept area of paper blades mimicking a wind turbine," Ornithological Applications 127(1), 1-11, (21 October 2024). https://doi.org/10.1093/ornithapp/duae058
Received: 18 March 2024; Accepted: 26 September 2024; Published: 21 October 2024
KEYWORDS
bird decisions
blade detection
collision
collision
Columba livia domestica
Columba livia domestica
décision des oiseaux
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