Ljudutbredning beror på vädret.

Transkript

1 Ljudutbredning beror på vädret. Fysikaliska processer Mäta och/eller beräkna Strömnäs, Norrbotten Foto Conny Larsson

2 Kunskapen om både ljud- och väderförhållanden ger oss möjlighet att lokalisera vindenergi där vi bäst utnyttjar vinden och samtidigt bibehåller en god miljö till lägsta kostnad.

3 Varför upplevs vindkraftljud som mer störande? Van den Berg, 2011

4

5

6

7 Källstyrka, emission Immission

8 Källstyrka, emission Inomhusakustik Sfärisk spridning: 6 db/a.d. Cylindrisk spridning: 3 db/a.d. a.d. = avståndsdubblering Immission

9 Källstyrka, emission Källstyrka, emission Utomhusakustik R e f r a Sfärisk spridning k t i o n Punktkälla 6 db/a.d. Linjekälla 3 db/a.d. Avståndsdubblering = a.d. Immission Immission

10 Källstyrka, emission Källstyrka, emission Utomhusakustik R e f r a Sfärisk spridning k t i o n Punktkälla 6 db/a.d. Linjekälla 3 db/a.d. Markyta (vatten) Avståndsdubblering = a.d. Immission Immission

11 Källstyrka, emission Källstyrka, emission Utomhusakustik R e f r a Sfärisk spridning Punktkälla 6 db/a.d. Ljudabsorption Linjekälla i luft 3 db/a.d. k t i o n Markyta (vatten) Avståndsdubblering = a.d. Immission Immission

12 Källstyrka, emission Källstyrka, emission Utomhusakustik R e f r Turbulens a Sfärisk spridning Punktkälla 6 db/a.d. Ljudabsorption Linjekälla i luft 3 db/a.d. k t i o n Markyta (vatten) Avståndsdubblering = a.d. Immission Immission

13 10 Conny Larsson, 1994 Sound pressure rel free field, db Refraction Turbulence Absorption -25 Ground Frequency, Hz

14 Refraktion av ljud

15 Land Högre/Lägre ljudnivå? Sommardag Lägre Vintermorgon Högre Med- och motvind Lägre Högre

16 Dagliga ljudvariationer

17 Typiskt instabilt gränsskikt (dagtid) Höjd (m) Höjd (m) Free atmosphere Entrainment zone Verklig Geostrofisk vind Mixed layer Surface layer Vindhastighet (m/s) Potentiel temperatur ( C) Hans Bergström Department of Earth Sciences 17

18 Typiskt stabilt gränsskikt (natt, vinter) Höjd (m) Höjd (m) Free atmosphere Geostrofisk Verklig Former entrainment zone Residual layer Stable boundary layer Vindhastighet (m/s) Surface layer Potentiel temperatur ( C) Hans Bergström Department of Earth Sciences 18

19 Hav, sjö Högre/Lägre ljudnivå? Höst/Förvinter Lägre Vår/Försommar Högre Med- och motvind Lägre Högre

20 Säsongsvariationer av ljudnivån

21 Ljudutbred ning utomhus? Över slätt? I kuperad terräng? Över vatten? I skog? 21

22 Temperaturprofiler, ringa molnighet, juni 2011 Skog

23 Ljudhastighet i och ovan skog (Ryningsnäs)

24 Ljudhastighet i och ovan skog

25 Temperatur- och vingradienter i olika skikt (Ryningsnäs)

26 10 Conny Larsson, 1994 Sound pressure rel free field, db Refraction Turbulence Absorption -25 Ground Frequency, Hz

27 Ljudabsorption-frekvens, avstånd Uppsala Hour Month Atmospheric absorption at 250 Hz, db/km

28 Ljudabsorptionen gör att höga frekvenser dämpas på avstånd Ljungbyhed Hour Month Atmosheric absorption at 8000 Hz, db/km

29 Ljudabsorption i luft Beräknad atmosfärsabsorption vid de fasta mätstationerna (1 km resp. 400 m från närmaste vk) under 1 år.

30 Ljudabsorption i luft Hög ljudnivå Låg ljudnivå

31 10 Conny Larsson, 1994 Sound pressure rel free field, db Refraction Turbulence Absorption -25 Ground Frequency, Hz

32 Dragaliden

33 Ryningsnäs

34 Burgsviken

35 Burgsviken, 4 km

36 Mäta rätt - Godkända mätningar Ljud från vindkraftverk anses som den dominerande ljudkällan om följande är uppfyllt (10-minuters mätperiod): Beräknad ljudnivå från vindkraftverket i immissionspunkten 30 dba L 5 - L 95 4 dba Ej påverkbart vegetationsljud

37 Ljudet varierar

38 Hur bra är sorteringen? Sorteringsmetoden har testats i jämförbar skogsmiljö utan vindkraftverk 30 km NV om Uppsala under 1 höstvecka. Vindhastigheten var mellan 0,5 8,5 m/s mätt på 10 m utanför skogen. Konstant vk-ljud adderas till bakgrundsnivån och de kombinerade ljudfilerna analyserades med sorteringsförfarandet. Osäkerhet på 1 2 dba kunde konstateras.

39 Mätplatser i skog Dragaliden Photo: Svevind Ryningsnäs Photo: Hans Blomberg

40 Ryningsnäs, Småland Nordex 2500 LS (2,5 MW) navhöjd 80 och 100 m

41 Ryningsnäs m

42 Ryningsnäs m

43 Dragaliden, Norrbotten Enercon-E82 (2 MW) WTs navhöjd 108 och 138 m

44 Dragaliden 1-2 km

45 Dragaliden 1-2 km

46 Dragaliden

47 Isolinjerna bör dras med bred målarpensel! X

48 Naturvårdsverket Riktvärde/Begränsningsvärde Vid bostäder bör ljudnivån inte var högre än 40 dba. I friluftsområden och i områden med lågt bakgrundsljud bör den inte överstiga 35 dba. Vad innebär detta? Är det att det aldrig är högre än 40/35 dba eller några enstaka gånger/dygn! Räkneexempel: 5 % ( 1 h / dygn eller 18 dagar/år) 10 % ( 2 h / dygn eller 36 dagar/år)

49

50

51

52 Högsta, lägsta..ljudnivån

53

54 Vädereffekter på ljudnivån Mätningar av ljudnivån varierar beroende på vädret. Numeriska strålspårningsmodeller med väderinflytandet och heterogena markförhållanden är under utveckling.

55

56

57

58

59 Observationer på plats: Två tydliga vädereffekter Mätningar av ljudnivån varierar beroende på vädret. Karaktären hos vindkraftljudet beror av vädret mer rytmiskt ljud vid klart väder (mer amplitudmodulerat ljud, AM).

60 AM detektering under ett dygn TI = u / U

61 När förekommer AM och hur ofta? Mätningar under 2 månader

62 AM studie, 1 år Lundmark, Measurement of swish noise, a new method, Fourth International Meeting of Wind Turbine Noise, INCE/Europe, Rome, Italy (2011). Mäta 8 ggr/s (Fast) Dela upp i 15 s långa perioder and analysera. Från observationer vid återkommande besök på de olika mätplatserna vår definition: AM är toppen i RMS-spektrat (propellerpassage ger Hz) är 0.4

63 Amplitude modulation Day Night AM 0.4 Sound level recording from the Dragaliden site from 20 July 2011 at different clock hours. The measurements are taken 3 km from the closest WT. To the right is the amplitude modulation spectra with RMS value for a given 15 s period.

64 AM during 24 hours TI = u /U

65 Amplitudmodulation (% av godkända mätningar) Kväll-natt-morgon Ryningsnäs (400 m) 30 % Dragaliden (1 km) 18 %

66 Mätresultat AM during 1 year AM more common during specific meteorological conditions

67 Pålning? Ljudnivåmätning under 15 s vid Dragaliden den 20 juli Eftermiddag (övre raden) och natt (nedre raden). Mätningarna är gjorda 3-4 km från turbinerna. Till vänster ljudnivå. Till höger RMS-värde (>0,4 betraktas som amplitudmodullerat)

68 Amplitudmodulering uppfattas på avstånd. Amplitudmodullering uppträder vanligen på kvällar, nätter och morgnar. 30 % av tiden på 400 m (Ryningsnäs) 18 % av tiden på 1 km (Dragaliden) Samtida ljudnivåmätningar nära källan (övre t.v.) och 3-4 km avstånd (nedre t.v.). T.h. ljudspektrum på 3-4 km avstånd.

69 69

70 Två tydliga vädereffekter Mätningar av ljudnivån varierar beroende på vädret. Karaktären hos vindkraftljudet beror av vädret mer rytmiskt ljud vid klart väder (mer amplitudmodulerat ljud AM).

71 Vädret styr ljudutbredningen Mätningar av ljudnivån varierar beroende på vädret. Karaktären hos vindkraftljudet beror av vädret mer rytmiskt ljud vid klart väder (mer amplitudmodulerat ljud AM). Mätförhållande (kontroll) Beräkningar Behov av att bedöma AM

72

73

74 Ljudhastighetsgradient olika skikt Relativ ljudnivå korrigerad för atmosfärisk absorption vs. ljudhastighetsgradienter för olika skikt för Ryningsnäs (o) och Dragaliden ( ).

75

76 Ljudeffekt, turbinerna L WA = P P Där P är elektrisk effekt hos turbinen i kw, Dragaliden. L WA = P P Där P är elektrisk effekt hos turbinen i kw, Ryningsnäs.

77 Figurerna visar 245 st godkända 10 minuters perioder under ref. förhållanden. Om vi tillät snötäckt mark och i övrigt samma villkor som innan, skulle vi ha 763 st godkända mätningar att jämföra mot. På vintern har vi mindre störande ljud i omgivningarna. Dock är träden ibland kraftigt snöklädda vilket dämpar ljudet extra. Vindhastighetskriteriet begränsar antalet mätningar ganska mycket. Kriteriet gör att ca 90 % av totala mättiden förkastas. Oftast blåser det inte så mycket som under ref. förhållandena, men man vill ju försäkra sig om att verken går på full effekt från Naturvårdsverkets sida.

78 Om det finns sjöar i området tar då naturvårdsverkets beräkningsmodell hänsyn till den förväntade ökade ljudutbredningen över sjöytor? Ex: Ett bolag har använt naturvårdsverkets beräkningsmodell (markråhetslängd 0,05 m) för en vindkraftetablering som är skogligt belägen med inslag av sjöar. På ena sidan av sjön finns bostäder och på andra sidan planeras vindkraftverk. Bostäderna tangerar 40 db(a)-kurvan. Riskerat bostäder på andra sidan sjön än där vkv planeras få en högre nivå än 40 db(a) motsatt sida av sjön om naturvårdsverkets modell för land används? Om ja: Kan naturvårdsverkets modell användas och i så fall hur? 1) Buller vi har fått en MD-dom som anger att mätosäkerheten ska beaktas. Innebär t.ex. att om osäkerheten i beräkningen är 3 db (A) får inte verken bullra mer än 37 db (A), Vi har överklagat 2)Beräkningsperiod för skugga. Bolaget vill tillämpa sept-aug i stället för jan-dec. Synpunkter på det? 3) Förstagångsbesiktningbehövs för att som TM tidigt få koll på anläggningen. Bör vara med som ett villkor i tillståndsbeslut? Ja de brukar vara rätt så duktiga på att diskutera och jag tänker mig att de vill ta upp några case från sina län för diskusison tänker också att flera av de frågor som finns avhandlas under själva presentationen (?!) Så jag tycker lätt du kan ta 1 timme och 15-30min till din presentation. Vi kanske redan har avhandlat de case som ev. dyker upp på andra diskussionspunkter.

79 det är viktigt att handläggarna får bra och opartisk information. Så lite allmänt om ljud och ljudutbredning och sedan resultaten från de mätningar som gjordes och vad man kan dra för slutsatser. Lite matnyttigt för den som har hand om tillsyn och även vad man kanske ska ta ställning till vid en prövning + att det finns utrymme för frågor och en ev. diskussion. Om det finns sjöar i området tar då naturvårdsverkets beräkningsmodell hänsyn till den förväntade ökade ljudutbredningen över sjöytor? Ex: Ett bolag har använt naturvårdsverkets beräkningsmodell (markråhetslängd 0,05 m) för en vindkraftetablering som är skogligt belägen med inslag av sjöar. På ena sidan av sjön finns bostäder och på andra sidan planeras vindkraftverk. Bostäderna tangerar 40 db(a)-kurvan. Riskerat bostäder på andra sidan sjön än där vkv planeras få en högre nivå än 40 db(a) motsatt sida av sjön om naturvårdsverkets modell för land används? Om ja: Kan naturvårdsverkets modell användas och i så fall hur? 1) Buller vi har fått en MD-dom som anger att mätosäkerheten ska beaktas. Innebär t.ex. att om osäkerheten i beräkningen är 3 db (A) får inte verken bullra mer än 37 db (A), Vi har överklagat 2)Beräkningsperiod för skugga. Bolaget vill tillämpa sept-aug i stället för jan-dec. Synpunkter på det? 3) Förstagångsbesiktningbehövs för att som TM tidigt få koll på anläggningen. Bör vara med som ett villkor i tillståndsbeslut? Ja de brukar vara rätt så duktiga på att diskutera och jag tänker mig att de vill ta upp några case från sina län för diskusison tänker också att flera av de frågor som finns avhandlas under själva presentationen (?!) Så jag tycker lätt du kan ta 1 timme och 15-30min till din presentation. Vi kanske redan har avhandlat de case som ev. dyker upp på andra diskussionspunkter.