Lavfrekvent støj fra store vindmøller

Transkript

1 Lavfrekvent støj fra store vindmøller Vindmølleindustrien 1. december 2010 Kaj Dam Madsen DELTA,

2 Baggrund for projektet En voksende bekymring i befolkningen for, at store nye vindmøller skulle påvirke omgivelserne med betydelig mere lavfrekvent støj end oplevet med de kendte mindre vindmøller En konkret sag ved Testcenteret på Høvsøre, hvor naboer var generet af lavfrekvent støj Generel mangel på viden om lavfrekvent støj fra små og store vindmøller og mangel på måleresultater

3 Projektets formål Afklare om der er et væsentligt indhold af lavfrekvent støj/infralyd i støjen fra nye store vindmøller Fastlægge en metode til at beregne/estimere det lavfrekvente støjniveau indendørs i boliger Fastlægge en metode til at bedømme den naturlige baggrundsstøjs niveau og maskerende virkning for lavfrekvent støj Beskrive mekanismer for generering af støj i det lavfrekvente område Bedømme genevirkningen af lavfrekvent støj fra vindmøller

4 Rammerne Finansiering: Energistyrelsen EFP-06; nr / Siemens Wind Power,Vestas Wind Systems A/S, DONG Energy, Vattenfall, E.ON Vind Projektdeltagere: DELTA (projektledelse) Dong Energy Afdelingen for Akustik, Ålborg Universitet Risø DTU University of Salford (UK) The University of Manchester (UK) Følgegruppe: Ovennævnte + Miljøstyrelsen og Vindmølleindustrien

5 Hvad er lavfrekvent støj? Lydniveau db Musik Høretærskel Smertetærskel Høreskaderisiko Tale Almindelig lyd Frekvens [Hz]

6 Hvad er lavfrekvent støj? Lydniveau db Musik Høretærskel Smertetærskel Høreskaderisiko Tale Lavfrekvent lyd Almindelig lyd Frekvens [Hz]

7 Hvad er lavfrekvent støj? Lydniveau db Musik Høretærskel Smertetærskel Høreskaderisiko Tale Infralyd 1 20 Lavfrekvent lyd Almindelig lyd Frekvens [Hz]

8 Hvad er lavfrekvent støj? Lydniveau db Musik Høretærskel Smertetærskel Høreskaderisiko Tale L pg Infralyd 1 20 L pa,lf Lavfrekvent lyd L Aeq Almindelig lyd Frekvens [Hz]

9 Hvad behandler projektet? 2. Lydudbredelsen - Metode - Terrænvirkning 3. Lydpåvirkningen indendørs 1. Kildestøjen - Målemetode - Niveauer - Frekvensindhold - Støjkilder - Lydisolation - Niveau - Maskering - Genevirkning

10 Kildestøj fra små og store vindmøller Undersøgelsen er baseret på måleresultater fra: - 33 små vindmøller 2MW (middeleffekt 950 kw) - 14 store vindmøller > 2MW (middeleffekt 2500 kw) Resultater fra de 14 store vindmøller er repræsentative for store vindmøller der er opstillet i Danmark i perioden

11 Forskelle i støjspektre store og små vindmøller Sound Power spectra Normalized to L WA = 0 [db re 1 pw] ,0 12,5 16,0 20, , L WA,1/3-okt - L WA [db re 1pW] Old = 2000 kw: 33 Project > 2000 kw: 4 New > 2000 kw : 14 Old =< 2 MW Project > 2MW New > 2 MW /3-octaveband centerfrequency [Hz]

12 Forskelle i støjspektre store og små vindmøller Difference in Normalized Sound Power spectra Large new minus small with 95 % coinfidens intervals Normalized to L WA = 0 [db re 1 pw] L WA,1/3-okt - L WA [db re 1pW] New large > 2 MW minus small Small <= 2 MW zero line /3-octaveband centerfrequency [Hz]

13 Hvor kommer støjen fra? L pa [db re 20 upa] Frequency [Hz] Smalbåndspektre, 2 Hz opløsning

14 Generelle trends små og store vindmøller Sound Power Level,dB(A) y=4.244*ln(x) R squared=0.767 y=5.639*ln(x) R squared=0.736 LWA LWALF Log(LWA) Log(LWALF) Wind Turbine Power,kW

15 Generelle trends små og store vindmøller Støjudsendelse pr kw elektrisk effekt 10*log(A-weighted sound power per kw electric power) LWA LWALF Linear(LWA) Linear(LWALF) Wind Turbine Power,kW

16 Konklusion - Kildestøj Stigningen i den totale støjudsendelse (L WA ) er lidt lavere end stigningen i elektrisk effekt Dobbelt elektrisk effekt giver + 2,9 db på støjen Stigningen i den lavfrekvente del af støjudsendelsen (L WA,LF ) er lidt højere end stigningen i elektrisk effekt Dobbelt elektrisk effekt giver + 3,9 db på støjen Toner bidrager til den lavfrekvente støjudsendelse Variationen mellem enkelte vindmøller/konfigurationer er langt større end den generelle stigning fra små til store vindmøller - Derfor skal det enkelte projekt vurderes på aktuelle data

17 Lydudbredelse til naboerne Trin 2: Lydudbredelsen Trin 3: Lydtransmission til hus Trin 1: Kildestøjen

18 Nord2000 modellen til beregning af lydudbredelse Afstanden giver generel afstandsdæmpning Luftabsorption dæmper høje frekvenser Terrænvirkning ved lave frekvenser Ground effect [db] 2 0 nord2000 Danish method ISO Frequency [Hz]

19 Støjspektre beregnet udenfor nabobebyggelse 40 Sound Pressure level spectra at 4 times total wind turbine height Normalized to 44 db(a) Small turbines <= 2MW New Turbines > 2 MW L pa,1/3-okt [db re 20u pa] Luftabsorption /3-octaveband centerfrequency [Hz]

20 Lydisolation af huse ved lave frekvenser Level difference [db] Frequency [Hz] Værdierne forventes at være højere i % af typiske danske huse

21 Indendørs støjspektre Indoor Sound Pressure spectra for wind turbines at 4 times total wind turbine height Normalized to an 44 db(a) outdoor level L pa,1/3-okt [db re 20u pa] Small turbines <= 2MW New Turbines > 2 MW -10 L pa,lf indendørs -15 Små: 19.6 db()a -20 1/3-octaveband centerfrequency [Hz] Store: 20.4 db(a)

22 Konklusion Støjpåvirkning hos naboerne Beregninger viser mht. til den lavfrekvente indendørs støj, at de generelle forskelle mellem store og små vindmøller er små. Store vindmøller udgør derfor ikke et specielt problem i forhold til lavfrekvent støjpåvirkning hos naboer til vindmøller I situationer, hvor man ligger tæt på den udendørs støjgrænse på 44 db(a) for totalstøjen, er der for begge møllestørrelser beregnet indendørs lavfrekvente støjniveauer, der ligger tæt på den vejledende grænse, der gælder for virksomheder

23 Bedømmelse af støjens genevirkning ud fra lyttetest Indoors/Evening scenario Imagine you are at home in the countryside in your living room, trying to relax Outdoors/Day time scenario: Imagine you are at home in the countryside in your garden trying to relax

24 Lyttetest del 1: Bedømmelse af gene fra toner i vindmøllestøj Overvågningsmålinger foretaget hos en nabo til testcenteret på Høvsøre viste klar sammenhæng mellem lavfrekvent tone og registreret gene Når der er toner i støjen fra store vindmøller ligger disse typisk ved lavere frekvenser end for små vindmøller Er toner i vindmøllestøj ved lave frekvenser mere generende end toner ved højere frekvenser? Opstilling af kurver for høretærskler og genevirkning med anvendelse af et eksempel med generaliseret vindmøllestøj med indhold af lavfrekvente toner ved frekvenser mellem 32 Hz og 400 Hz.

25 Toners genevirkning baseret på Equal annoyance db(a) 44 db(a) 49 db(a) Tone SPL (db re Frequency (Hz) Equal annoyance konturerne følger høretærsklen (sort kurve) Det betyder at genen er domineret af ørets frekvensafhængige høretærskel og ikke af tonens frekvens Toner ved lave frekvenser er ikke mere generende end toner ved højere frekvenser

26 Maskeringstærskler for toner i vindmøllestøj - analysemetode sammenlignet med lyttetest y = 1.02 *x Measured audibility threshold (db) fit 32 Hz 44 Hz 72 Hz 115 Hz 180 Hz 400 Hz Masking threshold according to ISO (db) excellent agreement between measured and calculated thresholds

27 Lyttetest del 2: Sammenligning af gene fra lydklip fra lille og stor vindmølle a) Udendørs situation b) Rød: Stor vindmølle Blå: Lille vindmølle Traffic noise L Aeq, db(a) Wind turbine noise L, db(a) Aeq Uden maskering Med maskering Sammenlignet med trafikstøj som reference Eksemplet kan ikke generaliseres Kan tilskrives forskelle i bl.a. swishing noise for de to eksempler

28 Projektets hovedresultater Undersøgelsen viser, at store vindmøller ikke udgør et specielt problem i forhold til lavfrekvent støjpåvirkning ved naboerne Forskellen i støjpåvirkning fra vindmøllerne afhænger i langt højere grad af det konkrete projekt end af møllernes størrelse I situationer, hvor man ligger tæt på den udendørs støjgrænse på 44 db(a) er der for begge møllestørrelser beregnet indendørs lavfrekvente støjniveauer, der ligger tæt på den vejledende grænse for virksomheder - Projektets metoder kan anvendes til kontrolberegninger Når man kigger på genevirkning fra toner i vindmøllestøj er der ikke forskel i gene mellem toner ved lave frekvenser (store møller) og toner ved højere frekvenser (små møller) Infralyd er ikke et problem