Rapport. Lavfrekvent støj fra vindmøller. Udført for Klima- og Forurensningsdirektoratet, Norge. TC Sagsnr.: T Side 1 af 100

Transkript

1 Rapport Lavfrekvent støj fra vindmøller Udført for Klima- og Forurensningsdirektoratet, Norge TC-1227 Sagsnr.: T23659 Side 1 af 1 2. november 212 DELTA Venlighedsvej Hørsholm Danmark Tlf Fax CVR nr Rapporten må kun gengives i sin helhed. Gengivelse i uddrag kræver skriftlig accept fra DELTA.

2 Denne side er blank

3 TC-1227 Side 3 af 1 Titel Lavfrekvent støj fra vindmøller Journal nr. Sagsnr. Vores ref. TC-1227 T23659 THP/NAN/ilk Rekvirent Klima- og Forurensningsdirektoratet Strømsveien Oslo Norge Rekvirentens ref. Svein Klausen Resumé Danmark har i 211 indført bindende grænser for lavfrekvent støj fra vindmøller. Klif har på den baggrund ønsket en belysning af dette emne for at vurdere behovet for egne grænseværdier. Støj fra vindmøller er hovedsageligt bredbåndet aerodynamisk støj i området 4-4 Hz. Den lavfrekvente støj er ikke mere udpræget end for andre dagligdags støjkilder. Infralyden ligger 1-2 db under den gennemsnitlige høretærskel og udgør ikke et problem. Vindmøllerne støjer ikke mere om natten end om dagen, men lav vindhastighed i lav højde kan resultere i, at møllernes høres tydeligere. Vingesuset varierer i takt med vingernes passage og er en iboende egenskab ved vindmøllestøj, men variationen kan til tider blive kraftig. Driftsbetinget støjdæmpning er et anvendt middel til støjdæmpning. Denne kan optimeres under hensyntagen til både støj og produceret effekt. På baggrund af feltmålinger af facaders lydisolation ved lave frekvenser er beregnet en niveaudifferens, der kunne være et udgangspunkt for brug under norske forhold. Det anbefales dog at afvente resultaterne af igangværende norske undersøgelser. Påvirkningen fra vindmøllestøj baserer sig alene på opfattelsen af støjen med hørelsen. Der er en sammenhæng mellem støj og støjgener. Søvnforstyrrelser kan forekomme. Støjgenerne er generelle og ikke specifikke for lavfrekvent støj. Der synes ikke at være en sammenhæng mellem støjniveau og helbredseffekter, men derimod en sammenhæng mellem støjgene og helbredseffekter. En del lande har grænser for vindmøllestøj enten som faste grænser for støjniveauet ved en eller flere vindhastigheder eller grænser i forhold til baggrundsstøjen. Beregninger viser, at for vindmøller med stort indhold af lavfrekvent støj kan en lavfrekvensstøjgrænse blive dimensionerende for den nødvendige afstand til støjfølsomme områder. DELTA, 2. november 212 Torben Holm Pedersen SenseLab

4 TC-1227 Side 4 af 1 Danske ord på norsk: Vindmølle: Vindturbine Gene: Sjenanse/plage Støjgene: Støyplage Rapporten er udført af følgende personer: Claus Backalarz: Dan Hoffmeyer: Jens Elgaard Laursen: Lars S. Søndergaard: Ole Winther Nielsen: Torben Holm Pedersen: Inge Lis Kjær: Beregning af støj fra vindmøller, driftsbetinget støjdæmpning og konsekvensberegninger af lavfrekvensstøjgrænser Dæmpning af lavfrekvent støj i bygningsfacader Regelarbejdet i andre lande Støj fra vindmøller og støj om natten Aerodynamisk støj og tonestøj Helbredseffekter og genevirkning samt redaktion Layout og korrektur

5 TC-1227 Side 5 af 1 Indholdsfortegnelse 1. Indledning Baggrund Hvad er lavfrekvent støj? Støj fra vindmøller Generelt om støjen fra moderne vindmøller Nyeste målinger Særlige forhold om natten og for vindmølleparker Amplitudemodulation og impulsfænomener Konklusion Muligheder for nedbringelse af lavfrekvent støj fra kilden Aerodynamisk støj Tonestøj/maskinstøj Omkostninger ved driftsbetinget støjdæmpning Støjmodes Eksempel på optimeringsberegninger Resume Eksempler på beregning af støj fra vindmøller Arbejdsgang ved bestemmelse af støjbidrag fra vindmøller Måling af vindhastighed og støjemission Vurdering af tydeligt hørbare toner Beregning af støjbidrag L pa udendørs Beregning af det lavfrekvente støjbidrag L palf indendørs Eksempel på beregning af støj fra vindmøllepark Konsekvensberegninger af lavfrekvensstøjgrænse Indledning Eksempler Resume Dæmpning af lavfrekvent støj i bygningsfacader Lavfrekvent lydisolation Målinger udført af DELTA Data for lavfrekvent støjreduktion i bygningsfacader Vurdering i relation til norske huse Muligheder for forbedring af lydisolationen i frekvensområdet 2-2 Hz Sammenfatning vedrørende bygningsfacader...55

6 TC-1227 Side 6 af 1 6. Erfaringer med lavfrekvensstøjgrænser i Danmark Danske myndigheders erfaringer Effekter af støj Opfattelse af lavfrekvent støj Baggrundsstøjens betydning Støjgener Søvnforstyrrelser Forstyrrelser fra infralyd Direkte helbredseffekter Vindmøllesyndromet Vibro-akustisk sygdom, VAD Stress, hjerte-kar sygdomme, diabetes m.m Stress symptomer Nyeste undersøgelser Konklusion Regelarbejdet i andre lande der er sammenlignelige med Norge Resume Sammenfatning Referencer Rapporter fra EFP6-projektet Andre referencer...93

7 TC-1227 Side 7 af 1 1. Indledning 1.1 Baggrund I de senere år er der opstillet en del vindmøller og etableret flere vindmølleparker i Norge. Desuden er et større antal anlæg under planlægning. Norge har i dag anbefalede støjgrænser for L den (reference [57]), men når det gælder støj i lavfrekvensområdet 2-16/2 Hz er der ingen specifikke krav. Danmark indførte specifikke grænseværdier for lavfrekvent støj fra vindmøller i en bekendtgørelse om støj fra vindmøller i slutningen af 211 [55]. Med baggrund i ovenstående har Klima- og Forurensningsdirektoratet (Klif) ønsket en belysning af lavfrekvent støj fra vindmøller for at vurdere behovet for egne grænseværdier for lavfrekvent støj fra vindmøller. 1.2 Hvad er lavfrekvent støj? Uden at der er nogen fysisk eller fysiologisk begrundelse, opdeler man traditionelt frekvensområdet i infralyd (-2 Hz), lavfrekvent lyd (2-2 Hz), det man kalder det hørbare område (2-2. Hz) og ultralydsområdet (over 2. Hz). Reglerne for lavfrekvent støj fra den danske miljøstyrelse gælder for det samlede A-vægtede lydtrykniveau i 1/3- oktavbåndene 1-16 Hz (dvs. frekvensområdet 9-18 Hz), som betegnes L pa,lf. De fleste støjkilder udstråler støj i et bredt frekvensområde og således også i det lavfrekvente område. F.eks. er der lavfrekvent indhold i både trafikstøj (veje, tog og fly) og vindmøllestøj, og ligeledes ligger den mandlige stemme med en grundfrekvens omkring 1 Hz også i det lavfrekvente område. Figur 1 giver et indtryk af, hvilke niveauer af lavfrekvent lyd, L pa,lf, vi er omgivet af.

8 TC-1227 Side 8 af 1 Figur 1 Støjbarometer for lavfrekvent lyd. Eksemplerne angiver omtrentlige niveauer af L pa,lf, fra reference [18].

9 TC-1227 Side 9 af 1 2. Støj fra vindmøller 2.1 Generelt om støjen fra moderne vindmøller DELTA udførte i årene 26 til 21 et projekt om lavfrekvent støj fra vindmøller, EFP6-projekt Low Frequency Noise from Large Wind Turbines - Quantification of the Noise and Assessment of the Annoyance. Projektet blev udført for den danske Energistyrelsen, og blev medfinansieret af Vestas Wind Systems A/S, Siemens Wind Power A/S, Vattenfall AB Vindkraft, DONG Energy og E.ON Vind Sverige AB. Projektet blev udført i samarbejde med RISØ DTU, DONG Energy, Aalborg Universitet, The University of Manchester and the University of Salford. Projektet blev iværksat grundet en stigende bekymring i befolkningen for, at store, nye vindmøller skulle påvirke omgivelserne med betydelig mere lavfrekvent støj end oplevet med de kendte mindre vindmøller. Projektresultaterne er rapporteret i et antal rapporter, se afsnit 1.1. I forbindelse med projektet blev eksisterende målemetoder forbedret, så de kunne anvendes ned til 2 Hz. Projektet indeholder bl.a. måleresultater fra 14 nyere, store vindmøller, som er blevet sammenlignet med 33 ældre, små vindmøller. Disse måleresultater vil være udgangspunkt for en beskrivelse af støjen fra moderne vindmøller i denne rapport. EFP6-projektet indeholder støjdata fra tre typer af vindmøller: Gamle, små vindmøller Prototype (store) vindmøller Nye, (store) vindmøller Alle målinger er udført efter den danske bekendtgørelse [19] (som næsten er identisk med IEC :22 edition 2.1) eller IEC :22 edition 2.1 [38]. Målemetoden er beskrevet overordnet i afsnit 3.4. Fælles for metoderne er, at målingerne udføres tæt på møllerne i en afstand svarende til totalhøjden af vindmøllen. Ved denne metode beregnes en kildestyrke afhængig af vindhastigheden svarende til en ækvivalent punktkilde lokaliseret i rotorcentrum. Horisontal retningskarakteristik kan også erhverves med en udvidet version af denne metode. Fælles for alle støjdata i dette afsnit er, at de repræsenterer kildestyrken i 1/3-oktaver for hver vindmølle ved referencehastigheden 8 m/s ved 1 m højde. Hvor langt ned i frekvens støjen er målt afhænger af alderen på målingen. I Figur 2 er de A-vægtede kildestyrkespektre vist ved 8 m/s for 63 forskellige vindmøller. Spektrene er ikke direkte sammenlignelige, men af figuren ses, at niveauerne varierer, at nogle af spektrene indeholder toner, og at den generelle form af spektrene er ens. Det A- vægtede kildestyrkeniveau varierer mellem 94 og 19 db(a) re 1 pw.

10 TC-1227 Side 1 af 1 Figur 2 Målte kildestyrkespektre for 63 forskellige vindmøller. For at gøre det nemmere at sammenligne spektrene er de normerede til L WA = db i Figur 3. Dette gør det nemmere at observere, om den relative mængde af lavfrekvent støj varierer for de forskellige spektre.

11 TC-1227 Side 11 af 1 Figur 3 Kildestyrkespektre normeret til db(a) re 1 pw for 63 forskellige vindmøller. Det kan ses, at en del af spektrene indeholder toner, der er synlige som toppe i spektrene. Dette giver også udslag i en større spredning i resultaterne. Det kan ses, at forskellene i spektrene er mindst i den centrale del af frekvensspektret og højere ved de høje og lave frekvenser. Det kan også ses, at den overordnede form på frekvensspektret er tilnærmelsesvis ens, men at der er mange individuelle forskelle mellem de forskellige vindmøller. For at skabe et bedre overblik er spektrene grupperet i henhold til nominel effekt og midlet aritmetisk. Dette er vist i Figur 4, der viser, at den spektrale form af støjen fra vindmøllerne ikke ændrer sig særligt med størrelsen af vindmøllen. Specielt gruppen 2-1 kw og 1-2 kw har en næsten ens kurveform. Lydeffektniveauet for vindmøller med en nominel effekt under 2 kw er lavest ved de lave frekvenser. Formentlig skyldes dette, at toner i det centrale frekvensområde påvirker normaliseringen. Standardafvigelsen for møller under 2 kw varierer fra 5 db ved 25 Hz til 1,1 db ved 8 Hz og til 6, db ved 1 khz.

12 TC-1227 Side 12 af 1 Sound Power spectra Normalized to L WA = [db re 1 pw] L WA,1/3-okt - L WA [db re 1pW] kw: kw: kw: 1 > 2 kw: 23 =< =< 2 MW Project > 2MW 23 WT above > 2MW /3-octaveband centerfrequency [Hz] Figur 4 Kildestyrkespektre normeret til db(a) re 1 pw for 63 forskellige vindmøller. Spektrene i Figur 4 viser, at den generelle form af støjen fra vindmøllerne ikke har ændret sig over tid, selvom det generelle støjniveau har. Kurverne, der repræsenterer de store vindmøller, er gennemsnitlig 2-3 db over gennemsnittet af alle de mindre vindmøller i frekvensområdet Hz. Tabel 1 viser statistik for opstillede vindmøller over 1 MW i Danmark i perioden 28 til slutningen af september 21. Statistikken er fra vindmølleregistret ved den danske Energistyrelsen [83]. I perioden 24 til 27 blev meget få vindmøller opstillet i Danmark, og derfor fokuseres der på årene 28 og frem. DELTA har udført målinger på en stor del af de typer af vindmøller, der er opstillet. I Tabel 1 er vist, hvilke typer der er målt på. Alle de målte vindmøller er opstillet rundt om i Danmark og overholder de danske regler angående den A-vægtede støjbelastning ved nabobeboelser tæt på vindmøllerne. I det følgende defineres store vindmøller til at være vindmøller over 2 MW. Selvom der er udført målinger på de fleste typer af store vindmøller opsat i Danmark, er antallet af støjdata for hver type vindmølle ikke nødvendigvis repræsentativ for antallet af opstillede vindmøller af hver type. Der beregnes derfor et vægtet normaliseret spektrum på baggrund af de målte spektre for store vindmøller og statistikken over opstillede vindmøller i Danmark. Det nye normaliserede gennemsnitsspektrum for store vindmøller er i Figur 5 sammenlignet med gennemsnitsspektret for små vindmøller, som præsenteret i Figur 4 dog med den forskel, at de 4 små vindmøller under 15 kw er udeladt.

13 TC-1227 Side 13 af 1 Vindmølletype Nominel effekt [kw] Navhøjde [m] Rotor diameter [m] Total højde [m] Antal vindmøller Tilgængelige målinger Vestas V9 Vestas V1 Vestas V8 Vestas V9 Vestas V112 Vestas V9 Siemens 2.3 Siemens 11 DD Siemens 3.6 Siemens 3.6 Siemens 3.6 Siemens 17 DD , , ,5 143, , Total Tabel 1 Vindmøller med en kapacitet større end 1 MW som blev installeret i Danmark i perioden 28 til slutningen af september 21 [83] vist sammen med antallet af nye målinger udført af DELTA på store vindmøller i årene 29 og 21.

14 TC-1227 Side 14 af 1 Sound Power spectra Normalized to L WA = [db re 1 pw] L WA,1/3-okt - L WA [db re 1pW] Old =< 2 MW New > 2 MW Old =< 2 MW (background noise correction) -8 1/3-octaveband centerfrequency [Hz] Figur 5 Sammenligning af A-vægtede normaliserede kildestyrkespektre. Ældre små møller er vist i blå, de nye store møller (rød) repræsenterer vindmøller installerede i Danmark i perioden Værdier for små møller med estimeret baggrundsstøjskorrektion under 5 Hz (sort, prikket linje). De vertikale linjer repræsenterer plus/minus en standardafvigelse på gennemsnitsværdien for hvert spektrum. Når det normerede spektrum for små og store vindmøller sammenlignes i Figur 5, kan det ses, at forskellen i den spektrale form mellem store og små vindmøller er lille. Hvad der desuden er vigtigt at iagttage er, at forskellen mellem de enkelte målinger på hver type repræsenteret med standardafvigelsen er større end forskellen mellem kurven for små og store vindmøller. Det er desuden også vigtigt at iagttage, at standardafvigelsen for de to kurver overlapper. Dette betyder, at enkelte små vindmøller kan have større lavfrekvenskomponenter end en større vindmølle og omvendt. I Figur 6 og Figur 7 er vist kildestyrkeniveauet, L WA, og det lavfrekvente kildestyrkeniveau, L WA,LF, plottet i forhold til den nominelle effekt for vindmøllerne. De to figurer indeholder data for de 33 små vindmøller, de 17 nye vindmøller og de 5 målinger på store vindmøller fra før EFP6-projektet. I Figur 6 er vist regressionslinjer for L WA og L WA,LF sammen med konfidensintervallet for linjerne. Konfidenslinjerne viser intervallet omkring regressionslinjerne, hvor man med en sandsynlighed på 95 % vil forvente at finde den sande værdi for regressionslinjerne. Regressionslinjerne viser, at en fordobling af nominel effekt generelt vil forøge kildestyrkeniveauet, L WA, med ca. 2,9 db og det lavfrekvente kildestyrkeniveau, L WA,LF, med ca. 3,9 db. Dette giver en relativ forøgelse mellem det generelle kildestyrkeniveau og det lavfrekvente kildestyrkeniveau på ca. 1 db pr effektfordobling.

15 TC-1227 Side 15 af 1 Sound Power Level,dB(A) y=4.244*ln(x) R squared=.767 y=5.639*ln(x)+5.88 R squared=.736 LWA LWALF Log(LWA) Log(LWALF) Wind Turbine Power,kW Figur 6 Kildestyrkeniveauet, L WA, og det lavfrekvente kildestyrkeniveau, L WA,LF, som funktion af nominel vindmølleeffekt. De hele linjer er regressionslinjer, mens de prikkede linjer er 95 % konfidensintervallet for regressionen. Datagrundlaget er 33 små vindmøller, 17 nye vindmøller og 5 store vindmøller fra før EFP6-projektet. I Figur 7 er data fra Figur 6 vist som logaritmen til forholdet mellem kildestyrke og elektrisk effekt plottet i forhold til nominel effekt for vindmøllerne. Dette viser et lille fald af total kildestyrke pr kw med voksende vindmøllestørrelse og en forøgelse af den lavfrekvente kildestyrke pr kw med voksende vindmøllestørrelse. Det ses tydeligt, at de individuelle forskelle mellem de enkelte vindmøller er markant større end forskellen mellem små og store vindmøller, både for det totale kildestyrkeniveau og for det lavfrekvente kildestyrkeniveau. For eksempel er den relative generelle forskel i lavfrekvent støjemission mellem den mindste til den største vindmølle mindre end 3 db, mens variationen for forskellige typer af vindmøller med samme effekt-størrelse er op til 9 db.

16 TC-1227 Side 16 af 1 1*log(A-weighted sound power per kw electric power) LWA LWALF Linear(LWA) Linear(LWALF) Wind Turbine Power,kW Figur 7 Udsendt A-vægtet akustisk effekt pr. kw elektrisk nominel vindmølleeffekt vist som logaritmen til forholdet mellem den akustiske effekt og den nominelle elektriske vindmølleeffekt i kw. De ubrudte linjer er regressionslinjerne, mens de prikkede linjer er 95 % konfidensintervallet for regressionen. Datagrundlaget er 33 små vindmøller, 17 nye vindmøller og 5 store vindmøller fra før EFP6-projektet. 2.2 Nyeste målinger Siden EFP6-projektets afslutning er der både idriftsat flere vindmøller og foretaget et stort antal målinger på vindmøller, hvor målingerne ikke er publicerede. Tabel 2 er en opdateret version af Tabel 1 og stammer også fra Energistyrelsen [84] med data indtil primo oktober 212. Når Tabel 2 sammenlignes med Tabel 1, kan det ses, at der er kommet 28 flere vindmøller til i 21 og desuden kommet yderligere 97 vindmøller i årene 211 og 212. Der er i samme periode udført 53 målinger efter den danske bekendtgørelse [19] på de nævnte vindmølletyper. Kildestyrkespektre på de målte vindmøller er vist i Figur 8. Det kan ses, at det kun er en enkelt vindmølletype, der ikke er udført målinger på, og af denne vindmølletype er kun opsat 3 stk. i Danmark i nævnte periode.

17 TC-1227 Side 17 af 1 Vindmølletype Nominel effekt [kw] Antal installerede vindmøller Tilgængelige målinger Vestas V9 Vestas V1 Vestas V8 Vestas V9 Vestas V112 Vestas V9 Siemens 2.3 Siemens 11 DD Siemens 3.6 Siemens 3.6 Siemens 3.6 Siemens 17 DD Total Tabel 2 Vindmøller med en kapacitet større end 1 MW installeret i Danmark i perioden 28 til start af oktober 212 [84] vist sammen med antallet af nye målinger udført på store vindmøller i perioden 29 til 212. Der er desuden også opstillet en Siemens 6 MW vindmølle på Høvsøre, som ikke er medtaget i tabellen, da denne som standard er en havvindmølle. Figur 8 A-vægtede kildestyrkespektre for nye målinger på 58 nyligt opstillede vindmøller med en nominel effekt mellem 75 kw og 36 kw.

18 TC-1227 Side 18 af 1 Et endnu større datagrundlag end i 21 er nu tilgængeligt, og det er her interessant at undersøge, om det ændrer på konklusionerne fra EFP6-projektet. I 21 blev forskellen mellem normaliserede kildestyrkespektre for små og store vindmøller undersøgt. Spektret for store vindmøller er vægtet i henhold til statistik for vindmøller fra Tabel 1. En opdateret version af denne figur er vist i Figur 9, hvor også spektret for nye vindmøller igen er vægtet i henhold til nyeste viden (Tabel 2). Kurven fra 21 er også medtaget her i grønt. De to kurver for de store vindmøller følger generelt samme trend, dog er den opdaterede kurve flyttet en smule mod lavere frekvenser. Hvis den normaliserede lavfrekvente kildestyrke, L WA,LF, beregnes for de to kurver (rød og grøn) for store vindmøller er forskellen,3 db. Figur 9 Forskel mellem normaliserede A-vægtede kildestyrkespektre for nye store og gamle små vindmøller (31 møller). Spektret for nye store vindmøller er vægtet i forhold til antal opstillede vindmøller af hver enkelt type. Den røde kurve viser den nyeste viden baseret på i alt 62 møller, mens den grønne kurve baseret på 17 møller er på baggrund af viden fra % konfidensintervaller er vist. I Figur 1 er vist gennemsnitlige vægtede, normaliserede spektre for årene 28 til 212. For hvert år er de målte spektre vægtede iht. antal opstillede vindmøller af hver type og størrelse og midlet i henhold til dette. Det kan ses, at der er en tendens til, at den lavfrekvente del bliver mindre med årene. Forskellen i den totale normaliserede lavfrekvente kildestyrke viser en forskel på knap 2 db fra 28 til 212.

19 TC-1227 Side 19 af 1 Figur 1 Kildestyrkespektre normeret til L WA = db re 1pW for store vindmøller over 2 MW installeret fra 28 til 212. Spektrene repræsenterer vægtet gennemsnit i forhold til det aktuelle antal af installerede vindmøller af de forskellige typer og størrelse hvert år. Det ses af Figur 1 at infralydbidraget er meget lille. Infralydniveauer måles med den såkaldte G-vægtning, db(g). Det gennemsnitlige G-vægtede lydtrykniveau målt i én totalhøjdes afstand fra 8 nyere møller, er beregnet til 76 db(g). Hvis et G-vægtet niveau på 86 ikke overskrides, svarer det til at tonekomponenter i frekvensområdet 3-16 Hz er mindst 1 db under den gennemsnitlige høretærskel, jævnfør reference [56]. Ud fra målingerne kan det således konkluderes, at infralydniveauerne er ubetydelige for de målte typer af vindmøller. I Figur 11 og Figur 12 er vist kildestyrkeniveauet, L WA, og det lavfrekvente kildestyrkeniveau, L WA,LF, plottet i forhold til den nominelle effekt for vindmøllerne. Figurerne er opdaterede versioner af Figur 6 og Figur 7 og indeholder nu data for de 33 små vindmøller, de 75 nye vindmøller og de 5 målinger på store vindmøller fra før EFP6-projektet. Regressionslinjerne viser, at en fordobling af nominel effekt vil generelt forøge kildestyrkeniveauet, L WA, med ca. 3, db og det lavfrekvente kildestyrkeniveau, L WA,LF, med 3,9 db. Dette giver en relativ forøgelse mellem det generelle kildestyrkeniveau og det lavfrekvente kildestyrkeniveau på ca.,9 db pr effektfordobling. Hældningerne på begge linjer er øget marginalt, men viser generelt samme trend.

20 TC-1227 Side 2 af 1 Sound Power Level,dB(A) y=4.33*ln(x)+71.1 R squared=.79 y=5.686*ln(x)+5.56 R squared=.725 LWA LWALF Log(LWA) Log(LWALF) Wind Turbine Power,kW Figur 11 Kildestyrkeniveauet, L WA, og det lavfrekvente kildestyrkeniveau, L WA,LF, som funktion af nominel vindmølleeffekt. De hele linjer er regressionslinjer, mens de prikkede linjer er 95 % konfidensintervallet for regressionen. Datagrundlaget er 33 små vindmøller, 75 nye vindmøller og 5 store vindmøller fra før EFP6-projektet. I Figur 12 er data fra Figur 11 vist som logaritmen til forholdet mellem kildestyrke og elektrisk effekt plottet i forhold til nominel effekt for vindmøllerne. Hvis Figur 12 sammenlignes med Figur 7 kan det ses, at hældningerne på regressionslinjerne er næsten uændrede. De individuelle forskelle for hver møllestørrelse (nominel effekt) er større end den generelle forskel mellem store og små vindmøller. Konklusionerne fra EFP6-projektet er dermed stadig valide og nu endnu bedre understøttede med det større datagrundlag. Alt i alt betyder det, at størrelsen af vindmøllen har mindre betydning for den lavfrekvente støj end den konkrete mølletype.

21 TC-1227 Side 21 af 1 1*log(A-weighted sound power per kw electric power) LWA LWALF Linear(LWA) Linear(LWALF) Wind Turbine Power,kW Figur 12 Udsendt A-vægtet akustisk effekt pr. kw elektrisk nominel vindmølleeffekt vist som logaritmen til forholdet mellem den akustiske effekt og den nominelle elektriske vindmølleeffekt i kw. De ubrudte linjer er regressionslinjerne, mens de prikkede linjer er 95 % konfidensintervallet for regressionen. Datagrundlaget er 33 små vindmøller, 75 nye vindmøller og 5 store vindmøller fra før EFP6-projektet. 2.3 Særlige forhold om natten og for vindmølleparker Siden udførelsen af EFP6-projektet har DELTA foretaget undersøgelser, som belyser støjen fra vindmøller om natten [51] og virkningen af opstilling af flere møller i parker [52]. I Danmark måles støjen tæt ved vindmøllen, hvorefter den beregnes ved naboer til vindmølle(parker). Ved beregning af lydudbredelse fra forskellige støjkilder som f.eks. vindmøller, er det velkendt, at den atmosfæriske stabilitet påvirker både vindhastighedens og lufttemperaturens variation med højden over terræn. I Miljøprojekt nr. 1415, 212, reference [51], er det for den danske Miljøstyrelsen undersøgt, om der forekommer meteorologiske forhold om natten, der bevirker, at ændringer i vindhastighedsgradienten mellem vindmøllens navhøjde (typisk omkring 9-1 m for nye vindmøller) og 1 m over terræn giver anledning til højere støjemission, end det forudsættes i den danske vindmøllebekendtgørelse. Desuden blev det undersøgt, om der forekommer meteorologiske forhold om natten, der bevirker at en vindmølles støjudsendelse er anderledes end om dagen. Endeligt blev det undersøgt, om disse forhold bevirker, at støjen fra vindmøller udbreder sig med mindre dæmpning end forudsat i den danske vindmøllebekendtgørelse. Undersøgelsen er baseret på målinger af støj fra vindmøller og målinger af meteorologiske parametre, sidstnævnte i samarbejde med Risø DTU.

22 TC-1227 Side 22 af 1 Kumulativ hyppighed (%) m højde Vindhastighed i 1 m (m/s) Dag Nat Figur 13 Kumulativ hyppighed dag og nat af vindhastigheder målt i 1 m højde ved målestationen på Høvsøre i Kumulativ hyppighed (%) m højde Vindhastighed i 9 m (m/s) Dag Nat Figur 14 Kumulativ hyppighed dag og nat af vindhastigheder målt i 9 m højde ved målestationen på Høvsøre i 21.

23 TC-1227 Side 23 af 1 I Figur 13 og Figur 14 er vist eksempler på den kumulative hyppighed for vindhastigheder for dag og nat i hhv. 1 m højde (referencehøjde) og 9 m højde (navhøjde) for en målestation for store vindmøller (Høvsøre). Som det kan ses på figurerne, er der tydelig forskel på vindhastighedsfordelingen for dag og nat i 1 m højde, mens vindhastighedsfordelingen er næsten identisk for dag og nat i 9 m højde. Samme forhold gør sig gældende for de andre målestationer, hvor statistik for vejrforhold er indhentet. Det kan derfor konkluderes, at der, som også beskrevet i litteraturen, er større forskel mellem vindhastigheden i navhøjde og i 1 m højde om natten, end der er om dagen. Da vindhastigheden i navhøjde er forholdsvis uændret dag og nat, kan det også konkluderes, at støjemissionen fra vindmøller ikke kan forventes at være større om natten end om dagen. De fundne forskelle kan forklares af ændringer i atmosfærens stabilitet fra dag til nat. Variationen mellem dag og nat er årstidsafhængig, men påvirker kun de fundne forskelle i 1 m højde, mens indflydelsen på vindhastighederne i navhøjde er meget beskeden. De undersøgte målestationer er placeret fordelt over Danmark, nogle tæt på kysten og andre i ikke-kystnære områder. Der er ikke fundet betydende forskelle på kystnære og ikkekystnære områder ud over forskelle, som kan forklares af en øget gennemsnitsvind. Hvis baggrundsstøjen ved naboer til vindmøller primært skyldes støj fra vegetation, kan en lavere vindhastighed i 1 m højde under stabile natlige forhold forventes at give en relativ lavere baggrundsstøj i pågældende natperioder, hvilket kan betyde, at støjen fra vindmøllen høres tydeligere. Sandsynligheden for at der i de 5 betragtede kystnære og ikkekystnære målepositioner forekommer både stabile vejrforhold med den relativt lavere baggrundsstøj og vindhastigheder i navhøjde, hvor vindmøllen udsender støj svarende til en kildestyrke gældende for 8 m/s, ligger mellem 2 og 6 %. Måling af kildestyrke er til projektet foretaget ved både meteorologisk neutrale og stabile forhold, hvor forskellen i kildestyrke er fundet til at være ubetydelig. Det kan desuden konkluderes, at variationen af de meteorologiske forskelle fra dag til nat er uden reel betydning for lydudbredelsen (±,3 db) under medvindsforhold i afstande fra minimumsafstanden for opstilling af vindmøller (i Danmark er minimumsafstanden 4 gange vindmøllens totalhøjde) til mindst 2 m. Anvisningen til beregning af støj i nabopositioner er ligeledes afprøvet under stabile vejrforhold med god overensstemmelse med foretagne målinger. Under målinger foretaget om natten i større afstande end totalhøjden på vindmøllen er der fundet eksempler på en pulserende variation af det øjeblikkelige støjniveau på op til 5-7 db. Denne pulserende karakter er dog også konstateret ved målinger under neutrale vejrforhold om dagen med samme variationsstørrelse om end ikke i så lange perioder. Et eksempel på dette er vist i Figur 15. Der er ikke konstateret en øget pulsation som følge af samtidig drift af to eller flere vindmøller.

24 TC-1227 Side 24 af 1 Figur 15 Eksempel på den A-vægtede niveauvariation af vindmøllestøjen over 2 sekunder målt med tidsvægtning F i 5 m afstand. Ved opsætning af vindmøller i grupper eller i vindmølleparker kan vindens indstrømning til vindmøllerne blive forstyrret på grund af wake (turbulent inflow til vindmøllen) fra andre vindmøller. I EFP7-II projekt Noise emission from wind turbines in wake for den danske Energistyrelsen, er betydningen af wake for støjgenereringen fra vindmøller på baggrund af feltmålinger undersøgt. Projektet er medfinansieret af Siemens Wind Power, Vestas Wind Systems, LM Glasfiber, Statkraft, Statoil Hydro og Vattenfall. Projektarbejdet er baseret på målinger foretaget på en M8 2 MW vindmølle opstillet som en del af en større vindmøllepark. Som en del af projektet er opbygget et parabolmålesystem (PMMS), se Figur 17, for at kunne undersøge sammenhængen mellem støjen i fjernfeltet fra vindmøllen og fladetryk og indstrømningsvinkler målt med sensorer monteret på én af testmøllens vinger. Når støjen fra en vindmølle ønskes bestemt, måles på en enkelt vindmølle ad gangen; alle nabovindmøller af betydning standses. For at kunne undersøge betydningen (indflydelse på vindmøllestøjen) af forskellige grader af wake fra en anden vindmølle anvendes parabolmålesystemet, så der fokuseres på den aktuelle vindmølle. Figur 16 viser princippet for målingerne. Det primære formål med projektet var at undersøge betydningen af forskellige grader af wake. 55 målesessioner blev udført over 4 måledage, det lykkedes dog ikke at opnå målinger med sammenlignelige forhold (uændret vindmølle og samme vindhastigheder) for forskellige grader af wake (forskellige vindretninger). Observationerne kan derfor kun betragtes som orienterende.

25 TC-1227 Side 25 af 1 Figur 16 Princip for måling af betydningen af wake. Støjen fra vindmøllen i wake måles både med parabolsystemet og med en plade på jorden (iht. den danske bekendtgørelse og IEC edition 2.1). Figur 17 Mobilt parabolmålesystem. Målingerne understøtter, at der på den ene side genereres relativ mere lavfrekvent støj som følge af turbulent indstrømning til vingen i wake og på den anden side genereres mindre støj i et bredere frekvensområde som følge af den lavere indstrømningsvinkel forårsaget af det vindunderskud, der er i wake. Nettoeffekten af wake på det totale støjniveau er ikke bestemt.

26 TC-1227 Side 26 af Amplitudemodulation og impulsfænomener Når en vindmølles rotorblade drejer rundt, er der variationer i støjen pga. forskellige vindhastigheder på banen. Desuden har den udstålede lyd fra vingens bagkant en retningsvirkning, som gør, at det ikke er samme støj, der hele tiden udstråles i bestemt retning. Variationerne viser sig dels som en variation eller modulation af lydtrykniveauet, se Figur 15, mest udpræget i frekvensområdet 2-1 Hz, dels som en lille frekvensforskydning af betydende støjbånd. Ændringerne sker i takt med rotorbladenes passage, dvs. at variationen sker ca. 1 gang i sekundet eller med ca. 1 Hz for de store møller. Dette kan give anledning til misfortolkninger, og respondenterne i visse undersøgelser har muligvis fejlagtigt angivet denne variation som infralyd. Det er derfor vigtigt at bemærke, at der er tale om en variation i den midterste del af det hørbare frekvensområde og ikke om infralyd. Effekten kaldes vingesus (på engelsk: wooshing sound eller swish-swish), og modulationens størrelse kan variere nogle gange i minuttet. Fænomenet kan blive tydeligere om natten, fordi der her kan optræde større vindstyrkeforskelle mellem de øverste og nederste punkter på rotorbanen, jævnfør afsnit 2.3. I det normale omfang er denne variation en iboende del af vindmøllestøjen, men amplitudemodulationen kan i særlige tilfælde blive så udpræget, at den nærmer sig en impulsagtig karakter (på engelsk: thumbing ). 2.5 Konklusion Vindmøller udsender støj i et bredt frekvensområde. Det A-vægtede lydtrykniveau domineres af frekvenser i området 1-4 Hz. Store møller udsender i gennemsnit mere støj end små møller 1, men den udsendte lydeffekt pr kw elektrisk effekt er i gennemsnit den samme for store møller som for små møller. Store møller udsender i gennemsnit op til 2 db mere lavfrekvent støj i frekvensområdet 5-16 Hz end mindre møller. Under 5 Hz er forskellen ubetydelig. Generelt har den konkrete mølletype mere betydning for den lavfrekvente støj end størrelsen af vindmøllen. Der er en tendens til at den gennemsnitlige lavfrekvente støj er mindre for de nyeste møller. Infralydniveauet for nyere møller målt i en totalhøjdes afstand fra møllen ligger 1-2 db under den gennemsnitlige høretærskel. Vindmøllerne støjer ikke mere om natten end om dagen, men vindhastigheden i 1 m højde kan om natten være lavere end om dagen. Hvis baggrundsstøjen skyldes vindstøj fra 1 Det betyder ikke at støjniveauet hos naboerne bliver større, da både små og store møller skal overholde samme støjgrænser ved naboerne, se afsnit 8.

27 TC-1227 Side 27 af 1 vegetationen, kan den mindre vindhastighed i lav højde give en tydeligere oplevelse af støjen fra vindmøllen. Suset fra vindmøllevingerne varierer i takt med deres passage. Denne normale amplitudevariation er en iboende egenskab ved vindmøllestøj, men kan til tider blive kraftig. 3. Muligheder for nedbringelse af lavfrekvent støj fra kilden DELTA har arbejdet med dæmpning af støj fra vindmøller i en årrække, som det for eksempel er dokumenteret i en række rapporter udarbejdet i EFP6-projektet [2]-[13]. Den generelle viden fra dette projekt er opdateret gennem et litteraturstudie og gennem samtaler med repræsentanter fra DTU Risø (som ved flere projekter har arbejdet med forudsigelse af og dæmpning af aerodynamisk støj fra vindmøller) og to repræsentanter fra vindmølleindustrien. Litteraturstudiet har været fokuseret på Proceedings fra de seneste internationale konferencer om støj fra vindmøller [14] og [15]. 3.1 Aerodynamisk støj Den væsentligste kilde til støj fra vindmøller i almindelighed, hvilket også omfatter lavfrekvent støj, er den aerodynamiske støj. Aerodynamisk støj genereres som en følge af de luftstrømninger omkring møllevingen, som er essentielle for vindmøllens funktion. Den aerodynamiske støj er næsten altid af bredbåndet karakter, men modulation kan forekomme. For opstrømsvindmøller (rotorplanet møder vinden før mølletårnet) bliver den lavfrekvente støj primært dannet på grund af den varierende opdrift, vingen oplever, når den drejer rundt i atmosfærens grænselag. Dels da vindhastighederne er højere, når vingen er i top end i bund (modulation), dels på grund af den turbulens der er i vinden. Jo mere turbulens des mere lavfrekvent støj. Denne form for aerodynamisk støj betegnes gerne som forkantstøj. En anden kilde til aerodynamisk støj er det turbulente grænselag, der dannes på vingen. Turbulenstøj i sig selv er ikke specielt kraftig, men der sker en forstærkning, når grænselaget passerer bagkanten. Om end denne mekanisme er en væsentlig kilde til støj, er det sædvanligvis ved frekvenser uden for det lavfrekvente område. Denne form for aerodynamisk støj betegnes gerne som bagkantstøj. Endelig dannes et støjbidrag omkring bladets tip og et omkring bladets rod, idet en hvirvel dannes ved luftens bevægelse fra bladets trykside til sugesiden. Tip-hvirvelstøj er højfrekvent i sin karakter, mens støjen fra rod-enden kan bidrage med lavfrekvent støj. Når vindmøller placeres i parker, vil møllerne opleve en såkaldt wake-effekt, idet vindtilstrømningen til en given mølle påvirkes af kølvandet fra foranliggende møller. Undersøgelser har indikeret, at den ekstra turbulens, der dannes i kølvandet, medfører en forøgelse

28 TC-1227 Side 28 af 1 af den lavfrekvente støj, men eventuelt også en reduktion af den højfrekvente støj, se afsnit 2.3. Forståelsen af aerodynamisk støj, og dermed hvilke muligheder der er for at dæmpe støjen, er et område under fortsat udvikling. Der forskes en del inden for området, hvor centrale emner er forståelse af kølvandeffekter, beskrivelse af luftstrømingen omkring møllevingen, og hvordan små forstyrrelser i luftstrømningen omdannes til og udstråles som støj. Et vigtigt værktøj, der anvendes i denne sammenhæng, er Computational Fluid Dynamics (CFD), der principielt er i stand til at give en præcis beskrivelse af dynamiske forhold i luftstrømninger. CFD bruges dog primært ved analyse af afgrænsede problemer, idet modellerne ellers bliver for store og beregningstunge. Derimod er det vanskeligere ved beregning at afgøre, hvor effektivt de aerodynamiske forstyrrelser udstråles som støj. CFDmetoder er stadig ikke i stand til at behandle denne del. Alternative metoder, der arbejdes med, er nogle teoretiske sammenhænge, der kaldes de akustiske analogier og en empirisk bestemt sammenhæng mellem trykfluktuationer på vingeoverfladen og udstrålet støj. I forlængelse af det teoretiske arbejde gennemføres der enten modelforsøg eller fuldskalaforsøg med forskellige støjdæmpende tiltag. Kun få af disse tiltag er implementeret i vindmølledesignet som standardløsninger. Mange af de tiltag, der er blevet undersøgt og så småt bliver taget i brug, sigter mod at nedbringe det totale A-vægtede støjniveau, men der pågår også arbejde, der specifikt sigter mod at nedbringe den lavfrekvente støj. Den i øjeblikket mest anvendte metode til nedbringelse af den aerodynamiske støj er at regulere vindmøllens effekt og dermed også regulere støjudsendelsen - se afsnit 3.3 om Driftsbetinget støjdæmpning. Ved driftsbetinget støjdæmpning reguleres bladets vinkel (pitch) og omdrejningstal (rpm), hvilket har indflydelse på både forkant- og bagkantstøj. Dermed kan både den lavfrekvente støj og den almindelige støj reduceres. Der forskes en del i at udforme vingernes profil hensigtsmæssigt i forhold til at nedbringe den lavfrekvente forkantstøj. Ligeledes forskes der i at udforme vingeroden hensigtsmæssigt med henblik på at reducere den lavfrekvente støj herfra. Det kan i denne sammenhæng bemærkes, at moderne vindemøllerotorer er så aerodynamisk effektive, som det kan betale sig at lave dem. Derfor går bestræbelserne på at nedbringe støjen uden at forringe vingens aerodynamiske effektivitet, men ikke at forbedre effektiviteten. Den lavfrekvente forkantstøj er foruden bladets udformning, vinkel og tiphastighed også afhængig af graden af turbulens i den indstrømmende vind. For enkeltstående møller vil landskabets karakter have betydning for, hvilken turbulens der dannes i vinden og dermed genereringen af lavfrekvent støj, og tilsvarende vil kølvandets karakter have betydning for møller placeret i en vindmøllepark. Der er imidlertid endnu ikke modeller, der kan bestemme kølvandets karakter tilstrækkeligt godt til, at denne mulighed kan udnyttes effektivt.

29 TC-1227 Side 29 af 1 Det er muligt at nedbringe bagkantstøj og tipstøj ved hensigtsmæssig udformning af vingen, henholdsvis bagkant og tip. For bagkanter er der specielt eksperimenteret med en savtakket udformning, hvilket har givet gode resultater, og denne løsning tilbydes af nogle producenter. Tilsvarende har forskellige vingetip-udformninger givet gunstige støjmæssige resultater. Det skal dog erindres, at denne støjtype ikke har noget særligt indhold af lave frekvenser, og at den gunstige virkning for lavfrekvent støj derfor er begrænset. Det skal til slut erindres, at bortset fra driftsregulering er det forholdsvist beskedent, hvor stor støjreduktion der kan opnås med de beskrevne virkemidler. 3.2 Tonestøj/maskinstøj Tonestøj fra vindmøller er stort set altid genereret af en roterende maskindel. Da der i mange lande gives et straftillæg til den målte støj, hvis den indeholder hørbare toner, har det stor opmærksomhed fra producenternes side at dæmpe maskinstøjen. Således markedsfører producenter normalt ikke møller, hvis støj vil udløse et tillæg for toner til det målte støjniveau. Toneholdig maskinstøj og bredbåndet aerodynamisk støj er i en vis forstand modsætninger, idet den bredbåndede aerodynamiske støj maskerer tonestøjen. Nedbringes den aerodynamiske støj vil det derfor bevirke, at maskinstøjen bliver mere fremtrædende, med mindre også denne reduceres. Lavfrekvent støj fra vindmøllernes maskineri genereres primært i gearet og sekundært i generator, hydraulik m.m. De samme kilder er i øvrigt også de dominerende for almindelig toneholdig maskinstøj. Maskinstøjen vil typisk genereres som vibrationer, der udbreder sig gennem konstruktionen og udstråles som støj fra store overflader, for eksempel fra vindmølletårnet, vingerne og nacellen. Gennem nacellens vægge, ventilationsåbninger m.m. kan støjen også udstråles direkte som luftlyd som følge af høje støjniveauer inde i nacellen. Arbejdet med at minimere maskinstøj i almindelighed og gearstøj i særdeleshed er omfattet af stor hemmeligholdelse fra producenternes side. Derfor er det kun muligt at beskrive støjens generering og dæmpningsløsninger i generelle vendinger på baggrund af den viden, der er offentlig tilgængelig. Optimering af vindmøllers maskinstøj starter hos underleverandøren af den enkelte maskinkomponent. For eksempel er gearets såkaldte strukturstøjkildestyrke afhængig af design, interne egenfrekvenser og fremstillingsmetode. Designparametre i gearkassen, der kan have betydning for støjen, er for eksempel tandindgrebets udformning (skråfortanding frem for ligefortanding) og tændernes udforming. Under drift deformeres tænderne på grund af belastningen, som derfor ofte udformes, så de i deformeret tilstand virker optimalt i forhold til generering af vibrationer. Når maskinkomponenter installeres i en vindmølle, er der to hovedproblemstillinger, der bliver adresseret af vindmølleproducenten.

30 TC-1227 Side 3 af 1 Den ene problemstilling er gennem et hensigtsmæssigt design at sikre, at vibrationerne ikke forstærkes ved resonanser i de supporterende strukturer. Dette kunne for eksempel være gearkassens bundramme. Det kunne også være resonanser, der opstår, når én komponent forbindes til andre komponenter - for eksempel torsions-resonanser i drivtoget bestående af rotor, gear og generator. Producenternes designarbejde foregår med stadig mere avancerede værktøjer som for eksempel Finite Element modellering (FEM), Boundary Element modellering (BEM) og Multibody Dynamics. Om end disse værktøjer angiveligt kan lave præcise beregninger, er der stadig væsentlige begrænsninger for, hvor gode resultater der kan opnås, blandt andet fordi det ikke er alle de nødvendige inputparametre og grænsefladeparametre, der kendes nøjagtigt. Den anden problemstilling er at sikre, at de vibrationer der uvægerligt dannes i maskinkomponenterne ikke udbredes til de dele af vindmøllen, der kan virke som effektive støjudstrålere. Dette er specielt rotor, nacelle og tårn. Som udgangspunkt kontrolleres maskinstøjen med konventionelle støjdæmpende tiltag. Den støj, der udbreder sig som vibrationer (strukturlyd), dæmpes oftest ved vibrationsisolering af maskindelen. Dette gøres typisk ved anvendelse af fleksible elementer - maskinsko, bøsninger, koblinger osv. Den luftbårne støj, der udstråles gennem nacellens vægge og åbninger, kontrolleres ved hensigtsmæssig konstruktion af nacellevæggen og ved montering af lyddæmpere i åbninger. I denne sammenhæng skal det bemærkes, at det almindeligvis er vanskeligere at kontrollere lavfrekvent end højfrekvent maskinstøj. Dette kan for eksempel resultere i, at nacellevægge (sædvanligvis en sandwichkonstruktion) skal være tykkere og lyddæmpere kraftigere. Viser det sig i en prototype, at bestræbelserne for at reducere maskinstøjen ikke har været tilstrækkelige, findes der forskellige virkemidler, der kan tages i anvendelse. De nedenstående muligheder har været anvendt eller bliver anvendt med større eller mindre succes, men det er omgærdet af stor fortrolighed fra producenternes side, i hvilket omfang de faktisk bliver anvendt. Sandkasser indsat i toppen af vindmølletårnets har været anvendt for at dæmpe den strukturlyd, der udbredtes til og udstråledes fra tårnet. Der har også været gennemført forsøg med dæmpning ved hjælp af sand i vingerne, men dette har så vidt vides ikke fundet praktisk anvendelse. En dynamisk absorber er et masse-fjedersystem, der ved dets egenfrekvens absorberer vibrationsenergi fra den hovedstruktur, den er monteret på, som derfor vibrerer mindre. Derved virker dynamiske absorbere ved én og kun én frekvens og er således alene effektiv overfor tonestøj. Dynamiske absorbere bør derfor tunes til den rette frekvens. Det er en ulempe, at den dynamiske absorber ganske vist virker dæmpende ved tuningsfrekvensen, med vil forstærke vibrationerne ved nærliggende frekvenser. Dette er en særlig udfordring

31 TC-1227 Side 31 af 1 for vindmøller med variabelt omløbstal. Dynamiske absorbere er kommercielt tilgængelige fra flere leverandører til forskellige anvendelser. Viskoelastisk dæmpning anvendes ved at tilføre ekstra dæmpning til støjudstrålende overflader, der i sig selv har lille indre dæmpning. Dette gælder for eksempel for stål. Et viskoelastisk materiale med en høj indre dæmpning påføres den støjudstrålende overflade. Størst effekt opnås, hvis det viskoelastiske materiale modholdes af en ekstra plade (heraf det engelske navn Constrained Layer Damping) typisk af samme materiale som grundkonstruktionen. Modholdspladen skal have en tykkelse, der er sammenlignelig (25-5 %) med grundpladens, og vil derfor betyde en forøget vægt. Viskoelastisk dæmpning virker effektivt ved grundkonstruktionens egenfrekvenser, men ikke nødvendigvis ved tvungne vibrationer fra maskineri der frekvensmæssigt afviger fra egenfrekvenserne. Det kan være vanskeligt at bestemme komplicerede konstruktioners egenfrekvenser præcist, og derfor kan det være vanskeligt at forudse, hvor effektiv viskoelastisk dæmpning vil være. I nogle sammenhænge markedsføres gearløse vindmøller som værende fri for lavfrekvent maskinstøj med det argument, at der ikke er et gear til at generere den lavfrekvente støj. Der er imidlertid set eksempler på, at generatoren kan generere lavfrekvent støj, hvorfor det ikke kan tages for givet, at gearløse vindmøller er fri for lavfrekvent maskinstøj. 3.3 Omkostninger ved driftsbetinget støjdæmpning Støjmodes Moderne vindmøller kan leveres med såkaldte støjmodes, hvorved støjemissionen kan reguleres. Reguleringen sker ved at omdrejningstallet og pitch-vinklen (vingernes drejning omkring længdeaksen) ændres, så den aerodynamiske støj dæmpes. Vindmøllen kan køre i en permanent støjmode eller reguleres løbende under hensyntagen til vindretningen og støjbidraget hos naboerne. Typisk svarer Mode til den udæmpede vindmølle. Derudover kan der være adskillige andre modes, men oftest er det samlede antal støjmodes 3 til 6. Modes kan fx ændres ved at downloade nyt styresoftware i vindmøllen, og der skal ikke foretages fysiske modifikationer på vindmøllen for at ændre støjmode. I Danmark giver vindmøllebekendtgørelsen [55] ikke mulighed for at lade vindmøllerne køre i varierende støjmodes. Derfor vil man typisk lade vindmøllerne i en park være indstillet i individuelle støjmodes, så støjgrænserne akkurat kan overholdes under vindmøllebekendtgørelsens forudsætning om medvind fra alle møller til alle immissionspunkter. DELTA har i forbindelse med bl.a. projektet omtalt i afsnit 4.2 udviklet programmet WTOptimize, der kan optimere driften af en vindmøllepark, så der under hensyntagen til vindretningen produceres så megen strøm som muligt, uden at grænseværdierne overskrides. Programmet er benyttet i forbindelse med projekter uden for Danmark. Grundlaget for beregningerne er Nord2-beregninger af hver mølles støjudbredelsesdæmpning i hvert immissionspunkt for vindretningerne (nord), 3, 6, 9 (øst), 12, 15, 18 (syd), 21, 24, 27 (vest), 3 og 33. Desuden indgår den nominelle elektriske effekt ved hver støjmode samt støjgrænseværdierne i hvert immissionspunkt.

32 TC-1227 Side 32 af 1 Dermed kan den kombination af støjmodes, der netop overholder støjgrænsen i alle punkter - og samtidigt giver det største elektriske udbytte - beregnes for hver af de 12 vindretninger. Med kendskab til vindstatistikken for opstillingsområdet kan den forventede årlige elektriske produktion beregnes. Sidstnævnte er ikke en del af WTOptimize, men overlades til andre firmaer med ekspertise i dette Eksempel på optimeringsberegninger I forbindelse med vindmølleparken beskrevet i afsnit 4.2 blev der foretaget beregninger af den optimale drift for de 5 vindmøller i 12 vindretninger. Det viste beregningseksempel gælder vindmøller, der ikke er identiske med møllerne, der er benyttet i eksemplet i afsnit 4.2. Desuden er kun de originale 12 immissionspunkter med i optimeringsberegningerne. Optimeringen gælder kun ved vindhastigheden 8 m/s, men en tilsvarende optimering vil kunne foretages for enhver vindhastighed, i det omfang kildestyrkerne for disse vindhastigheder kendes. Vindmølle A1-A4 har 3 støjmodes, og vindmølle A5 har 6 støjmodes. I Tabel 3 svarer Mode til den mest støjende drift og Mode 3 til den mindst støjende drift. Optimeringen er foretaget med en forudsætning om, at støjgrænsen er 35 db(a) døgnet rundt. Optimized mode scheme Wind direction sector WT N NNE ENE E ESE SSE S SSW WSW W WNW NNW A A2 1 A A A kw Tabel 3 Resultatet af optimeringen i form af kombinationer af støjmodes for de 5 vindmøller. Nederste linje er den samlede producerede effekt, der kan produceres i hver af de 12 vindretninger, uden at støjgrænsen på 35 db(a) i immissionspunkterne overskrides. I Tabel 4 ses de beregnede støjbidrag i hvert af immissionspunkterne for hver vindretning med de kombinationer af støjmodes, der er vist i Tabel 3. Det ses fx, at ved vind fra nord ( ) skal vindmøllerne A1 til A5 køre i støjmode 1,, 1, 1 og 2 henholdsvis. Dette vil i immissionspunkt E12 medføre et støjbidrag på 34,9 db(a), der er tæt på grænseværdien 35 db(a). Det ses også, at ved vestlig vind (24 og 27 ) er der ikke behov for at reducere støjemissionen, og alle vindmøller kan køre i Mode.