Innehållsförteckning RAPPORT 2 (13) BAKGRUND... 4

Transkript

1

2 RAPPORT 2 (13) Innehållsförteckning 1 BAKGRUND GENOMFÖRT ARBETE OCH RESULTAT Ljudmätningar Mätning vid ett vindkraftverk i Marks kommun i Västra Götalands län Mätning vid en vindkraftpark i Västra Götalands län Mätning vid en vindkraftpark i Jämtlands län Mätning vid en vindkraftpark i Norrland Utkast på metoder för analys av risk för låg bakgrundsljudnivå i vindskyddat läge Referensgruppsmöten Presentation vid konferenser DISKUSSION SLUTSATSER OCH FÖRSLAG PÅ FORTSATT ARBETE LITTERATURFÖRTECKNING... 13

3 RAPPORT 3 (13) Sammanfattning Ljudmätningar har genomförts vid fyra vindkraftparker med möjligt vindskyddat läge. Vi har undersökt olika metoder för att avgöra om det är vindskyddat läge eller ej. Den enda metod som, med någorlunda säkerhet, kan rekommenderas för att utreda om en plats utgör ett vindskyddat läge, där riktvärdet bör sättas till 35 dba ekvivalent ljudnivå, är mätning av vindhastighet på 10 m höjd vid verket och vid bostäder samt ljudnivå vid bostad. Problemet med denna metod är att det är kostsamt att göra sådana mätningar, säg SEK till per plats, beroende på var den ligger. Den förutsätter också att det redan finns vindmätningsutrustning vid den tänkta platsen för verken och vinddata att tillgå. Om en sådan mätning görs kan man utröna vid vilka vindriktningar och tidpunkter som det är en plats med låg bakgrundsljudnivå på grund av vindskyddat läge. Då skulle man också kunna reglera parken så att den avger mindre ljud för vissa vindriktningar eller tidpunkter.

4 RAPPORT 4 (13) 1 Bakgrund I de rekommendationer som Naturvårdsverket publicerat på sin hemsidaframgår att platser med vindskyddade lägen bör beaktas i tillståndsprocessen för vindkraftetableringar. Enligt rekommendationerna bör ett riktvärde på 35 db(a) tillämpas på områden där vindhastigheten är i storleksordningen 50 procent lägre än vid aggregatet, se (1). Det är upp till projektören att presentera underlag för en bedömning av om platsen kan räknas som ett vindskyddat läge eller ej. Våren 2008 presenterades ett examensarbete på KTH/MWL i samarbete med ÅF-Ingemansson, Daniel Appel, Kvantifiering av områden med lägre bakgrundsnivå än normalt vid vindkraftprojektering, (2), som påbörjade arbetet med en metod för kvantifiering av sådana platser. Behovet av ytterligare mätningar på platser med potentiella vindskyddade lägen är dock stor för att verifiera att 50 procent lägre än vid aggregatet är korrekt bedömningsgrund. Projektets huvudsyfte är att ta fram en metod för kvantifiering av vindskyddade lägen samt verifiering av rekommenderad bedömningsgrund. Detta är av vikt dels för att vindkraftsutbyggnaden ej ska hämmas då många vindkraftparker planeras på platser med potentiella vindskyddade lägen och dels för att minimera risken för ljudstörningar. 2 Genomfört arbete och resultat 2.1 Ljudmätningar Mätning vid ett vindkraftverk i Hyssna Marks kommun i Västra Götalands län En ljudmätning (Hyssna mätning 1) har gjordes innan projektet startat. Ytterligare en ljudmätning (Hyssna mätning 1) gjordes i februari Slutsatsen från den första ljudmätningen är att ljudnivån inte överstiger riktvärdet enligt praxis, 40 dba, vid den bostad där mätningen gjordes. Diagrammet i Figur 1 visar uppmätta vindhastigheter vid verket uppe på ett berg och vid bostaden. Skillnaden i vindhastighet syns tydligt. De boende är störda av vindkraftljudet och det beror troligen på att det vindalstrade bakgrundsljudet vid bostaden är lågt och därmed har vindkraftljudet hög hörbarhet. Höjdskillnaden är 75 m på avståndet 450 m, vilket motsvarar lutningen 17 %. Detta förhållande har använts för att bedöma risk för vindskugga i ett annat projekt. Utsikten från berget där vindkraftverket står är milsvid, se Figur 2.

5 RAPPORT Figur 1 Vindhastighet vid verket på berget och vid huset nära immissionspunkten längre ner i dalen vid mätning 1. Figur 2 Foto från tornbasen 5 (13)

6 RAPPORT 6 (13) Analys av vindhastigheter, vindriktningar och ljudnivåer redovisas ytterligare i (3). På denna plats är vindhastigheten vid bostaden oftast under 50 % av vindhastigheten vid verket. Vid den andra mätningen mättes ljudimmissionen vid en bostad närmare verket ca 350 m norr om verket. Se separat mätrapport gjord i detta projekt, (4). Även här är skillnaden i vindhastighet mellan bostaden och verket stor utom vid relativt svaga vindar och nordostlig vind. Det visar sig också i mätningen av bakgrundsljudet då verket stängdes av. Ljudnivån sjönk då med ca 10 dba. Ljudnivån från verket är dessutom över 40 dba. Figur 3 I riktning mot syd-sydväst vid mätning 2 i Hyssna: Vindmasten på den snöbelagda åkerplätten, det röda grannhuset och vindkraftverket 350m bort. Mikrofonenn sitter på en lada utanför bilden Mätning vid en vindkraftpark i Västra Götalands län Vindkraftverken i megawattklassen står i en bergig terräng med höjdskillnader upp till 130 m. Det är 6 verk. En obemannad ljudmätning utfördes i oktober- verket. Vid november 2010 vid en bostad på 1200 m avstånd från det närmsta bostaden har bolaget beräknat ljudnivån till ca 33 dba. De boende klagar trots att den beräknade ljudnivån är många decibel under 40. Verken hörs tydligt vid sydostlig vind.

7 RAPPORT 7 (13) Figur 4 Vindhastighetenn vid navhöjd (blå) och vid bostad (röd) som funktion av vindriktning. För vindkraftverket redovisas endast vindhastigheter över 6 m/s. Vindhastigheten är omräknad till 10 m höjd för båda fallen. Resultat från ljudmätningen har redovisats i ett föredrag vid konferensen Wind Turbine Noise, WTN 2011, inom ramen för detta projekt, se (3). Vid denna plats är vindhastigheten oftast mindre än 50 % av vindhastigheten uppe vid det närmaste verket, utom då det blåser från 200º 240º, dvs SV V, se Figur 4. Vid dessa vindriktningar är det inte heller troligt att ett vindskärmat läge uppstår. En intressant observation från dessa data är också att stora kvoter vindhastighet vid verket/vindhastighet vid bostaden, över 10:1, bara uppstår på kvällen och natten 20:00 till 07:00 och det gäller oberoende av vindriktning. Det gäller också i viss omfattning för kvoter ner till 2:1. Kvoter under 2:1 förekommer oftast dagtid. En ljudmätning gjordes även inomhus på uppdrag av verksamhetsutövaren. Ljudnivån där var dba och tersbandsnivåerna 31,5 200 Hz ligger väl under Socialstyrelsens riktvärde för lågfrekvent ljud Mätning vid en vindkraftpark i Jämtlands län Denna ljudmätning är utförd av Gunnar Lundmark på Lundmark Akustik & Vibration, se (5).

8 RAPPORT 8 (13) Figur 5 Från ljudmätningen vid Aspliden i Jämtlands län Hans slutsatser är: Vid full produktion och ogynnsamma ljudutbredningsförhållanden uppmättes ekvivalentnivå (under 10 minuter netto) från vindkraftverken till 35 db(a) i Aspliden. Bakgrundsnivån var mycket låg, ca 27 db(a), eftersom byn låg i vindskugga. Vindhastigheten vid vindkraftverken var ca 15 m/s och i byn ca 0-2 m/s. Mätningen utfördes vintertid (avlövade träd) vilket minimerar bakgrundsnivån. Det är helt uppenbart att vindkraftverken en stor del av tiden ger en lägre ljudnivå i Aspliden. Full produktion förekommer relativt sällan och vid mätningarna var ljudutbredningsförhållandena ogynnsamma (medvind + positiv temperaturgradient). Ljud från vindkraftverken kan vara tydligt hörbara under tidsperioder då byn ligger i vindskugga (minimal bakgrundsnivå) och då det samtidigt blåser friskt vid vindkraftverken. En stor del av tiden maskeras vindkraftsbuller av bakgrundsnivå från prassel i lövträd etc. Den största svårigheten med att genomföra säkra ljudmätningar i Aspliden bestod i att vara på plats just då ljudnivån var hög och bakgrundsnivån låg, dvs då verken hördes och kunde mätas; några få dagar under 1,5 månad hösten Under den här studerade tidsperioden 1 år uppskattas att vindkraftverken kan höras då det är låg bakgrundsnivå, dvs då byn ligger i vindskugga; uppskattas förekomma under 3135 av årets 8640 timmar. Uppskattningen grundas på produktionsdata och vindriktning och ljudobservationer och ljudmätningar.

9 RAPPORT 9 (13) Den Hörbara Årsekvivalentnivån har med här redovisade urvalsförfarande beräknats till 29 db(a), dvs 6 db(a) lägre än ljudnivån vid ogynnsamma förhållanden. Urvalsförfarandet kan diskuteras, men det är enl min mening otillfredsställande att inte ta hänsyn långtidsekvivalentnivå och maskering vid utformning av bullervillkor och bedömning av störningsrisker. För närvarande anges ofta bullervillkor vid bostäder som 40 db(a) vid 8 m/s på höjden 10 m förutsatt markråhetslängden 0,05 m och vid medvind (ogynnsamma förhållanden). Hur ofta dessa förhållande förekommer diskuteras ej, vilket medför att risken för bullerstörningar kan variera avsevärt vid olika vindkraftverk/parker beroende på faktiska förhållanden trots samma siffervärde i villkor. Utformning av bullervillkor samt kontroll av bullervillkor bör förbättras, speciellt vid stora vindkraftsparker Mätning vid en vindkraftpark i Norrland Vindkraftverken står i en bergig terräng med höjdskillnader upp till 200 m, se Figur 6. Det är 5 verk. En ljudmätning utfördes i oktober Riktvärdet 40 dba klaras. Denna plats är ett bra exempel på att den vindskyddande effekten kan bero på vindriktningen. Även om vindhastigheten vid immissionspunkten ligger 50%, eller mer, under vindhastigheten vid aggregaten för alla datapar i mätningen, är bakgrundsljudet dominerande i vissa vindriktningar.

10 RAPPORT 10 (13) Figur 6 Vindkraftverken står på ett berg. 2.2 Utkast på metoder för analys av risk för låg bakgrundsljudnivå i vindskyddat läge Hur göra för att avgöra vindskyddat läge? 1) Mäta vindhastighet på 10 m höjd vid verket och vid bostäder samt ljudnivå vid bostad? 2) Mäta bara vindhastighet eller bara ljudnivå? 3) Studera höjdskillnader och jämföra med kända vindskuggefall? 4) Beräkna vindhastigheter lokalt vid vindkraftverket och vid bostäder. En annan metod har föreslagits av Gunnar Lundmark i redovisning av ljudmätning för detta projekt, (5). Han föreslår att Hörbar Årsekvivalent ljudnivå ska beräknas för vindkraftverken. Det innebär att man utgående från vindstatistik avseende vindhastighet och vindriktning väljer ut de fall då det blåser medvind från verken mot bostaden inom ±60º, beräknar verkens ljudemissionen utgående från uppmätt ljudeffektnivå för den typen av verk och räknar ljudutbredningsdämpning från verken till bostaden vid referensförhållanden 8 m/s på 10 m höjd för markråhetslängd 0,05 m. Lundmark har utgått från parkens medeleffekt istället för vindhastighet. I beräkningsexemplet i rapporten är den högsta beräknade ljudnivån 35 dba och den Hörbara Årsekvivalenta ljudnivån 33 dba.

11 RAPPORT 11 (13) 2.3 Referensgruppsmöten Referensgruppen består av tekn dr Karl Bolin och adj professor Ilkka Karasalo på KTH MWL, Docent Conny Larsson på Uppsala Universitet, Inst för geovetenskaper, luft-, vatten- och landskapslära, professor em Sten Ljunggren från KTH, Hans Ohlsson på WPD Scandinavia och Martin Almgren på ÅF- Ingemansson. Tre möten har varit hittills: 21 maj 2010 på KTH i Stockholm, 8 november 2010 på Uppsala Universitet och 6 april 2011 på ÅF i Göteborg. Vid mötet i Uppsala deltog även Conny Larssons doktorand Olof Öhlund och i Göteborg Olof Öhlund och Elis Johansson från ÅF. Nästa möte är planerat till 26 oktober Presentation vid konferenser Arbetet har presenterats vid Vind2010 i september 2010 i Göteborg vid postersessionen (6) och vid Wind Turbine Noise WTN2011 i Rom med föredrag (3). Inför föredraget vid WTN2011 gjordes en analys av alla mätdata. 3 Diskussion Ljudmätningarna på de fyra olika platserna visar att det finns bostäder som har ett vindskyddat läge jämfört med platsen för vindkraftverket eller vindkraftverken. Det leder till att vindkraftverken är mer hörbara än vid en bostad där det finns mer maskerande vindalstrat bakgrundsljud. Hör man verken tydligt är risken större att man blir störd. Det är dock inte så enkelt att det räcker att bedöma om vindhastigheten är 50 % eller lägre vid bostaden. Det visar sig också att fenomenet är beroende av vindriktning. I vissa vindriktningar är bostaden inte vindskyddad och verken hörs inte eller är svårare att uppfatta. Ett annat fenomen är att vinden kan mojna nere vid marken på kvällen och natten, men inte uppe vid navhöjd. Det fenomenet var oberoende av vindriktning i ett fall vi mätte. Då blir verken också mer hörbara. Metod 1, som föreslås ovan i avsnittet om utkast på metoder, har tillämpats på ett fall i Daniel Appels examensarbete (2). I det fallet var det inte vindskyddat läge. Det har också tillämpats vid ljudmätningarna vid verket i Hyssna, mätningen vid en park i Västra Götalands län och vid mätningen vid en park i Norrland. I alla dessa tre fall är det vindskyddat läge, åtminstone för vissa vindriktningar. Metod 3 tillämpades i ett projekt. I ett fall (Hyssna mätning 1) där vindskugga uppstod, var lutningen mellan vindkraftverk och mottagarpunkt 17 %. Höjdskillnaden var där 75 m på avståndet 450 m. Lutningen i den aktuella parken i X-by är mellan 0 och 5 %. Detta bedömdes där inte bidra till risk för

12 RAPPORT 12 (13) vindskugga för någon av mottagarpunkterna. Höjdskillnaden är som mest 50 m, men på ett avstånd av 1354 m. I fallet med Hyssna mätning 2 var höjdskillnaden = 17 m på 350 m avstånd. Det motsvarar 5 % lutning. Slutsatsen för X-by ovan skulle vi inte dra om vi haft kunskapen från mätning 2. Vid mätningen vid parken i Västra Götalands län var höjdskillnaden 105 m på 1200 m avstånd vilket motsvarar 9 % lutning. Även här förekom vindskyddat läge vid flera vindriktningar och även ibland på kvällen och natten oberoende av vindriktning. Mätpunkten vid Norrlandsparken låg 110 m under berget vid närmaste vindkraftverk på avståndet 550 m. Det motsvarar 20 % lutning. Vid Gunnar Lundmarks mätning vid Hornberget och Aspliden motsvarar höjdskillnaden och avståndet 11 % lutning. Metoden att analysera höjdskillnader i terrängen verkar inte vara en framkomlig metod, av analysen i avsnittet om utkast av metoder att döma. Metod 4, med modellering av vindhastigheter, skulle kanske kunna användas för beräkning av villkoret om vindhastigheten vid bostad är i storleksordningen 50 procent lägre än vid aggregatet. Denna metod säger dock inget om bakgrundsljudnivån vid bostaden jämfört med den förväntade ljudnivån från vindkraftverket. Om Gunnar Lundmarks metod med Hörbar årsekvivalent ljudnivå skulle tillämpas, måste det svenska sättet att ange riktvärde ändras. Nederländerna och Norge tillämpar idag ett årsekvivalent värde, L den, där hänsyn till verkliga vindar under ett år får tas. L den, innebär också att ljudnivån på kvällen straffas med 5 db och på natten med 10 db. Det nya riktvärdet i Nederländerna, (7), är L den 47 dba och L night 41 dba. L night är en årsekvivalent ljudnivå på natten utan straffet med 10 db. L den 47 dba motsvarar en konstant ljudnivå på 41 dba dygnet runt, eller snarare 40,6 dba. 4 Slutsatser och förslag på fortsatt arbete Vi har undersökt olika metoder för att avgöra om det är vindskyddat läge eller ej. Den enda metod som, med någorlunda säkerhet, kan rekommenderas för att utreda om en plats utgör ett vindskyddat läge, där riktvärdet bör sättas till 35 dba ekvivalent ljudnivå enligt (1), är metod 1) ovan, dvs mätning av vindhastighet på 10 m höjd vid verket och vid bostäder samt ljudnivå vid bostad. Problemet med denna metod är att det är kostsamt att göra sådana mätningar, säg SEK till per plats, beroende på var den ligger. Den förutsätter också att det redan finns vindmätningsutrustning vid den tänkta platsen för verken och vinddata att tillgå. Om en sådan mätning görs kan man utröna vid vilka vindriktningar och tidpunkter som det är en plats med låg bakgrundsljudnivå på grund av

13 RAPPORT 13 (13) vindskyddat läge. Då skulle man också kunna reglera parken så att den avger mindre ljud för vissa vindriktningar eller tidpunkter. Ett annat sätt är att förändra hur bullervillkor för vindkraftverk ska formuleras för att minska störningen och samtidigt kunna driva vindkraftparker med lönsamhet. Det kan vara att sänka nivån av riktvärdet, införa årsekvivalent ljudnivå, såsom i Nederländerna, eller att införa ett vindhastighetsberoende riktvärde baserat på bakgrundsljud på platsen, så som man har i Frankrike och Storbritannien. Detta bör utredas tillsammans med Naturvårdsverket och Energimyndigheten. 5 Litteraturförteckning 1. Adolfsson, Ebbe. Riktvärden för ljud från vindkraft. Naturvårdsverket. [Online] den 23 juni [Citat: den 30 juni 2011.] 2. Kvantifiering av områden med lägre bakgrundsnivå än normalt vid vindkraftprojektering. Appel, Daniel. Stockholm : KTH MWL, Trita- Ave 2008: Wind turbine noise in sheltered dwelling areas. Appelqvist, Paul; Almgren, Martin;. Rome : WTN 2011 INCE, Johansson, Elis; Almgren, Martin;. Mätning av ljudimmission från vindkraftverk i Hyssna. Göteborg : ÅF Ljud & vibrationer, Projektnummer Lundmark, Gunnar. Vindkraftsparken Hornberget, Malå. Ljudmätning i vindskugga - Ljudmätningar och Kista : Lundmark Akustik & Vibration, Låg ljudnivå i vindskyddat läge - hur kan man förutse det? Almgren, Martin. Göteborg : Svensk Vindenergi Vind2010, Postersession. 7. Health based guidelines for wind turbine noise in the Netherlands. van den Berg, Martin. Rome : WTN2011 INCE, 2011.