Mätning av ljudimmission i bostaden B från vindkraftverk Ileberg

Transkript

1 Uppdragsansvarig Martin Almgren Tel Mobil Fax Datum Projektnr Kundens adress Orust Kommun Ulrika Marklund Box Henån Mätning av ljudimmission i bostaden B från vindkraftverk Ileberg Ljudimmissionsmätningar enligt Elforsk rapport 98:24 ÅF-Ingemansson är ackrediterat av SWEDAC för metoden Mätning av bullerimmission från vindkraftverk Elforsk rapport 98:24. Provningen har utförts i enlighet med metoden med vissa avsteg som dokumenteras i rapporten. Provningsresultatet avser endast de provade objekten Uppdragsgivare Orust kommun Sammanfattning: Ljudtrycksnivån vid bostaden B i Orust kommun har mätts under perioden till Ljudnivån vid bostaden har mätts med metoden beskriven i Elforsk rapport 98:24 som anvisas av Naturvårdsverket för att kontrollera vindkraftljud. Det vindalstrade ljudet från träd och buskar i omgivningen var så högt att ljudnivån inte sjönk då vindkraftverken stängdes av. Trots det kunde det karakteristiska ljudet från vindkraftverken stundtals höras. Det går dock inte att noggrant bestämma nivån av vindkraftljudet. Däremot kan ett högsta värde på vindkraftsljudet vid bostaden bestämmas. Resultatet är att den ekvivalenta ljudnivån av vindkraftsljudet är som 39 dba eller lägre vid bostaden vid vindhastigheter på 8 m/s på 10 m höjd vid verket. Den beräknade ljudnivån vid bostaden är 35 dba. Det uppmätta värdet indikerar att det beräknade värdet är rimligt. ÅF-Infrastructure AB/Ljud & vibrationer, Kvarnbergsgatan 2, Box 1551 Göteborg Tel , Fax , Org nr Säte i Stockholm. Certifierat enligt SS-EN ISO 9001 och ISO 14001

2

3 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 3 (29) Innehåll 1. Bakgrund Uppdragets syfte Beräknad ljudnivå Beskrivning av området Allmän information gällande mätpunkterna Koordinater till mätpositioner och vindkraftverken i Ileberg Beskrivning av vindkraftverken Val av mätmetod Mätutrustning Beskrivning av mätpunkterna Verkens produktionsförhållanden Elektriskt producerad effekt och uppmätt vind Resultat Ljudnivå redovisat över tidsperiod Ljudnivå redovisat över vindhastighet Mätosäkerhetsanalys Avsteg från mätstandarden Elforsk 98: Slutsats Referenser Bilaga: Tekniska data Vestas V Verk 1. Södra verket Verk 2. Nordvästra verket Verk 3. Nordöstra verket... 29

4 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 4 (29) 1. Bakgrund 1.1. Uppdragets syfte Sedan 2010 driver Eolus 3st vindkraftverk på Orust. Vindkraftsverken står på m.ö.h. skogsterräng. Beställaren, Orust kommun, vill ha underlag för om man ska tillåta byggandet av fler vindkraftverk i närheten och vill veta om projektörernas utfästelser om ljudnivå vid bostäder stämmer. Syftet med denna rapport är att redovisa den kontrollmätning av ljud från vindkraft som genomförts vid bostaden B i maj Vid bostaden B finns en huvudbyggnad (bostad) och några uthus. Positionen för ljudmätningen var på södra fasaden på vedboden tillhörande bostaden B. Syftet med ljudmätningen är främst att undersöka om ljudnivån vid bostaden överstiger riktvärdet på 40 dba och att jämföra med beräknat värde. Bostaden valdes i samråd med Beställaren Beräknad ljudnivå Ljudnivån vid olika bostäder i området har beräknats på uppdrag av Beställaren, med Nord2000, som tar hänsyn till ljudets frekvensfördelning, markytans egenskaper och topografin. Beräkningen med de tre befintliga verken och med tre planerade verk har tidigare redovisats för beställaren. En separat beräkning med bara de befintliga verken och antagande om ljudeffektnivå 103 dba har också gjorts. Den beräknade ljudnivån vid den aktuella bostaden är 35 dba Beskrivning av området Allmän information gällande mätpunkterna Topografi: Typ av mark: bostaden B befinner sig vid en svag dalgång, nordöst om vindkraftverken. Vid fastigheten är topografin svagt varierande och bostaden ligger på gränsen till en större öppning i skogen. Nära mätplatsen finns en körbar grusväg där det under mättiden förekommit ett fåtal fordonspassager till intilliggande fastigheter. Marken närmast mätplatsen är en gräsyta med några buskar och träd. Närmast husfasaden fanns en liten rabatt. Reflekterande ytor: Vid mätpositionen på uthuset uppkommer inga andra ljudreflexer än mark- och fasadreflexer eftersom mikrofonen fästes dikt an på fasaden. Mätposition, vindmastposition och vindkraftverksposition: Se tabell 1 Andra ljudkällor: Vindbrus från skogen i närheten och fågelsång har dominerat bakgrundsljudet. Vid enstaka tillfällen har trafiken på grusvägen gett en förhöjd bakgrundsnivå. Vid avstängning av verken kunde

5 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 5 (29) mekaniska ljud eller fläktljud anas från vindkraftverken, men endast under några tillfällen. Mätdatum: Mätningarna har genomförts mellan och Bakgrundsmätning har genomförts mellan kl och med verken avstängda. Totalbullermätning har genomförts mellan kl och kl Mätpersonal: Analys: Elis Johansson, ÅF-Ingemansson, Göteborg Elis Johansson, ÅF-Ingemansson, Göteborg Koordinater till mätpositioner och vindkraftverken i Ileberg # RT 90 Öst (X) RT 90 Nord (Y) Beskrivning Marknivå [m.ö.h.] Vindkraftverk, Nordvästra Vindkraftverk, Nordöstra Vindkraftverk, Södra Mikrofon uthusets södra fasad Vindmast 80 Tabell 1. Koordinater till mätpositioner och vindkraftverket 1.4. Beskrivning av vindkraftverken I Ileberg står tre vindkraftverk av modellen Vestas V-90 2MW med 95m navhöjd. Verken är bladvinkel- och varvtalsreglerade. Verken drivs i nedställd driftmod, mod 1. Detaljer om vindkraftverket finns i bilaga 1. Enligt uppgift från Eolus har verken försetts före mätning med ljuddämpare för fläktbuller från turbinhuset Val av mätmetod Beställaren har anvisat att ljudet ska kontrolleras vid en bostad, en så kallad ljudimmissionsmätning. Sådana mätningar ger ibland inte en meningsfull uppskattning av ljudnivån orsakad av vindkraftverken på grund av att vindalstrat bakgrundsljud blir lika högt eller högre än vindkraftljudet. I sådana fall är det bättre att mäta nära vindkraftverken och räkna om ljudnivån till bostäder. Sådana ljudmätningar kallas ljudemissionsmätning och beräkningen görs med en beräkningsmetod, t ex Nord2000, som tar hänsyn till ljudets fördelning och dämpning vid olika frekvenser, markytans egenskaper och topografin. Ljudmätningen har utförts enligt Elforsk rapport 98:24 [1] med hjälp av 1 st ljudnivåmätare som kontinuerligt loggar ljudnivån. Mikrofonen har placerats 1,5 m över marken vid uthusets södra fasad och har försetts med ett primärt och ett sekundärt vindskydd och placerats dikt an på en ljudhård platta. Analysatorn (dator som sparar ljuddata) placerades i ett utymme inne i uthuset. Efter att mätningen genomförts har data analyserats med hänsyn till väderförhållanden, producerad eleffekt och bakgrundsljud. Bakgrundsljudet har

6 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 6 (29) erhållits under tider då vindkraftverket varit avstängda, vilket har antagits varit avstängt då den producerade effekten varit mindre än 100kW, vilket motsvarar 5 % av maxeffekten. Bakgrundsljud består därför mestadels av vindbrus från träd och fågelkvitter. Vid enstaka tillfällen har fordonsljud bidragit till bakgrundsnivån Mätutrustning I tabellen nedan är den använda utrustningen listad. Benämning Fabrikat Intern beteckning Analysator Symphonie system AL134 Mikrofon Tillhörande ljudanalysatorerna. Typ: G.R.A.S., typ ½ MK107 Väderskydd för mikrofon Norsonic 1212 MK142 Akustisk kalibrator, klass 1 Brüel & Kjær, typ 4231 Vind och temperatur logger Campbell Scientific CR850 logger, Windsonic vindmätare 1405, tempgivare med strålskydd, GSM-modem Vindskärm Egentillverkad vindskärm med oval form - Tabell 2. Använd mätutrustning. KU082 Instrumenten är kalibrerade med spårbarhet till nationella och internationella referenser enligt vår kvalitetsstandard som uppfyller kraven i SS-EN ISO/IEC Datum för senaste kalibrering finns angiven i vår kalibreringslogg. En vindskärm kan påverka ljudbilden vid mikrofonen. Vid mätningen har vår ovala vindskärm använts. Vindskärmens ljudpåverkan har mätts i laboratorium och är bedömd som minimal, mindre än en db. Därför har korrigering av vindskärmen inte gjorts. Ö Beskrivning av mätpunkterna Ljudmätningen genomfördes som en ljudimmissionsmätning vid en position som är markerad med röd cirkel i figur 1. Immissionsmätningspunkten valdes på den södra väggen på uthuset vid fastigheten. Mellan immissionsplatsen och det närmsta vindkraftverket (det nordöstra) är avståndet ca 820m. Immissionspunkten ligger inte i en tätort (vilket minskar risk för störningar med omgivningsljud) och i figur 1 beskrivs ljudimmissionspositionen och vindmastpositionen som markeringar på ett flygfoto.

7 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 7 (29) Figur 1. Flygfoto med markeringar för ljudmätning och vindmast. Vindkraftverken syns inte i bilden, men riktningen från mätplats till vindkraftverk visas. Lantmäteriet, 2011 Vindmätningsmasten placerades ca 20 m norr om ljudimmissionsplatsen, i skogsbrynet, se även figur 4 och figur 5. Syftet med vindmasten var att logga vind och temperatur vid 10 m höjd nära mätplatsen. Vindmastens placering valdes på en plats med plant underlag, där masten inte störde annan aktivitet vid fastigheten och vid en plats som var nära ljudimmissionspunkten. Mikrofonen placerades dikt an på mätskiva som placerades ca 1,5m över marken, se figur 3 och 5. För att undvika inverkan av vindbrus har mikrofonen försetts med ett stort vindskydd som inte inverkar signifikant på frekvensgången. Innanför det stora vindskyddet har mikrofonen kapslats in i ett regnsäkert utomhusskydd. Ett mindre vindskydd har skyddat mikrofonen i denna kapsel. Installationen mot fasad har valts eftersom en placering i fritt fält skulle ge upphov till för mycket vindbrus och fasaden delvis skärmade av ljudet från andra bakgrundskällor, bl.a. från vegetationsljud. Mäts det med mikrofon mot fasad så ska enligt standarden Elforsk 98:24 den uppmätta ljudtrycksnivån korrigeras genom subtraktion av 6 db. Vid alla redovisade data har det tagits hänsyn till detta. Avståndet från mätskivan till mikrofonens mittpunkt har varit 1,5 cm. Enligt Naturvårdsverkets rapport Metod för immissionsmätning av externt industribuller (rapport 5417, remissutgåva 2005), ska avståndet vara högst 1,5 cm för A-vägda värden och vid oktavbandsmätning ska avståndet vara mindre än 17/fc (m) där fc är centerfrekvensen för oktavbandet, för att uppmätt ljudtrycksnivå ska få reduceras med 6 db för att få frifältsvärde. Se beräknade värden vid olika frekvens i tabell 3. Enligt Elforsk 98:24 ska avståndet mellan mikrofonens mittpunkt och en liten mätskiva placerad på fasaden vara

8 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 8 (29) högst 8 mm. Valet av mikronplacering utgör en avvikelse från mätstandarden Elforsk 98:24. Konsekvensen är liten och beskrivs nedan. fc, [Hz] /fc, [cm] Tabell 3. Största avstånd från fasad till mikrofonens mitt för att avdrag med 6 db ska få göras Avståndet 17/fc, m motsvarar en tjugondels våglängd av ljudet. Anledningen till att man får dra bort 6 db är att ljudtrycket fördubblas vid ljudets reflektion från en plan hård yta. En fördubbling av ljudtrycket motsvarar 6 db. Om ljudet består av en plan sinusformad våg med en frekvens, en ren ton, kan man få interferens mellan den infallande och reflekterade vågen så att ljudet släcks ut på avståndet en fjärdedels våglängd medan det blir dubbla ljudtrycket på avståndet en halv våglängd igen. 1,5 cm motsvarar en fjärdedels våglängd vid frekvensen 5,7 khz. Över ca 3,15 khz är man inne i det område som kallas + 3 db-mätning. När ljudet inte är tonalt utan brusartat borde man därför dra av endast 3 db från mätresultatet för frekvenser från ca 3,15 khz och uppåt. I de mätresultat som presenteras i denna rapport har vi dragit av 6 db för alla frekvenser. Avståndet 1,5 cm har liten betydelse för dba-nivån. Den kan sänka utvärderad ljudnivå med några tiondels decibel.

9 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 9 (29) Figur 2. I riktning mot öster: Bostad b med uthus, uthusets gavel syns till höger. Figur 3. I riktning mot söder: Uthus med mikrofon dikt an sydvästra fasaden Figur 4. I riktning mot norr: Vindmasten på den plana marken i skogsbrynet ca 20 m norr om ljudimmissionsplatsen Figur 5. I riktning mot norr: Fasad på uthus där mikrofonen placerats på en ljudhård skiva och bakom ett halvsfäriskt vindskydd

10 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 10 (29) 3. Verkens produktionsförhållanden Eftersom mätningen har utförts under flera dygn har vädret varierat. Dagarna dominerades av klart och blåsigt väder. Tillfällen vid sydvästliga vindar har varit extra intressanta, eftersom detta är medvindsriktningen från verken till ljudmätningsplatsen. Under mätperioden har lufttrycket varit kring 1010 hpa och luftfuktigheten kring %, enligt SMHI. Inget regn, eller mycket svagt regn, har förekommit under mätningen enligt SMHI. Det har inte påverkat mätresultatet. Under mätperioden har vindkraftverken i stort sett varit aktiva hela tiden. Under några tidpunkter har verken varit avstängda, vilket visas under perioder då den producerade effekten varit noll kw eller under 100 kw för alla verken. Syftet med avstängningen har varit att mäta bakgrundsljudet från verken (beställt för ljudmätning den 17e maj). Erhållna data från vindkraftverken visar att verken har varit avstängda mellan kl och kl den 17e maj, vilket stämmer med iakttagelser på plats vid verken. Vindhastigheten vid navhöjd bestäms ur producerad effekt i tiominutersintervaller med hjälp av värdena i tabell 4. Den så bestämda vindhastigheten ska korrigeras för ändring av luftens densitet från värdet vid 15ºC med hjälp av ekvation 1. Sedan ska vindhastigheten vid navhöjd räknas om till 10 m höjd under referensförhållanden med ekvation 2. Vindhastighet [m/s] Producerad effekt [kw] Tabell 4. Samband mellan vindhastighet vid navhöjd och producerad elektrisk effekt för Vestas V90 2MW i reglermod 1, enligt dokumentet: App.2.1 General Spec V MW, Item No V02.pdf erhållet av Eolus. Ekvation 1 (från IEC , edition 2.1, 2006), p ref är 101,3 kpa och T ref är 288 K = /

11 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 11 (29) där v H är den korrigerade vindhastigheten vid navhöjd i [m/s], v D är vindhastigheten i [m/s] läst från diagrammet för vindhastighet mot elektriskt uteffekt. Figuren nedan beskriver vindkraftverkets effektkurva. Figur 6: Effektkurva för Vestas V90 2MW Vindhastigheten vid navhöjd räknas om till vindhastigheten vid 10 m höjd, v 10, under antagande om logaritmisk vindprofil och viss markråhetslängd (se ekvation 2). I denna rapport redovisas alla vinddata som vindhastigheten v 10. Ekvation 2 (från Elforsk 98:24 version oktober 1998) = ln 10 ln h där v H är den korrigerade vindhastigheten vid navhöjd i [m/s] v 10 är vindhastigheten vid 10 m höjd i [m/s] z 0 är markråhetslängden i [m]. Enligt Naturvårdsverkets anvisning ska omräkning av vindhastigheten ske för referensförhållandet, dvs. markråhetslängd 0,05 m och höjden 10 m.

12 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 12 (29) 4. Elektriskt producerad effekt och uppmätt vind I detta kapitel visas data för elektriskt producerad effekt och resultat från mätning av vinden. Aerodynamiskt vindkraftsljud uppkommer endast då vindkraftverket är i drift, dvs. då vindkraftverket producerar elektricitet genom att rotorn snurrar. Då vindkraftverket är i drift kan totalljudet mätas medan bakgrundsljudet mäts då vindkraftverket inte är i drift. I figuren nedan visas hur den producerade elektriska effekten varierat för vindkraftverken i Ileberg, på Orust, under mätperioden. Figur 7. Producerad elektrisk effekt vid vindkraftverken. Mätdata avser tiominutersmedelvärden. Data har erhållits av Vestas. I figuren ovan visas den elektriskt producerade effekten vid de tre vindkraftverken i Ileberg. I figuren syns en tydlig dygnsvariation, med låg produktion på morgonen och hög produktion på eftermiddag och kväll. Avstängningen den 17e maj mellan kl och kl syns tydligt för alla tre verken som en dipp i vänstra delen av figuren. Vindkraftverkens elektriskt producerade effekt är beroende av vindhastigheten vid navhöjd. Genom verkets effektkurva, som ger en relation mellan eleffekt och vindhastighet, kan vindhastigheten vid navhöjd beräknas. Vindhastigheten vid navhöjd framräknad ur eleffekten beräknas sedan, genom att anta en logaritmisk vindprofil ovan mark, motsvara en vindhastighet på 10 m höjd. Denna vindhastighet anges som V_H_10m.

13 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 13 (29) Figuren nedan visas hur vindhastigheten har varierat vid vindkraftverket (WTG03), som dels varit aktivt (tillfällen då den elektriskt producerade effekten från vindkraftverken varit mer än 100kW) och dels inaktivt (tillfällen då den elektriskt producerade effekten från vindkraftverken varit mindre än 100kW), och vid vindmasten under hela mätperioden. Vindkraftverket har varit avstängt på begäran (för att mäta bakgrundsljud) den 17e maj mellan kl och kl Figur 8. Uppmätt vindhastighet vid mätmasten (i närheten av immissionspunkten på höjden 10 m) och framräknad genom elektrisk producerad effekt vid vindkraftverket (WTG03) omräknad till 10 m höjd, dels då verket varit aktivt (>100kW) och avstängt (<100kW). Då verket varit inaktivt har vindhastigheten V_H_10m bestämts ur navanemometern vid navhöjd kalibrerad mot vindhastigheten bestämd ur elektriska effekten, genom den s.k. Nacelle anemometer method i IEC Figuren visar mätdata för hela mättiden dvs till Mätdata avser tiominutersmedelvärden. Vinddata från vindkraftverket har erhållits av Vestas. I figuren ovan kan det tydligt ses hur vindhastigheten vid navhöjd har en tydlig dygnsvariation, med låg vindhastighet på morgonen och hög vindhastighet på sen eftermiddag och kväll. Det kan också ses att den uppmätta vindhastigheten på 10 m höjd vid vindmasten är betydligt lägre än den vindhastigheten vid 10 m höjd framräknad ur den elektriskt producerade effekten. Skillnaden pekar på att vinden vid verkets navhöjd inte påverkats av terräng och vegetation i samma utsträckning som vinden vid vindmasten som stått nära trädvegetation. Vindriktningen är av betydelse vid ljudimmissionsmätningen. Ljudutbredningen påverkas av vindriktningen. Vindriktningen ges av vindkraftverkets navanemometer och vindmasten

14 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 14 (29) nära ljudimmissionsplatsen. Den uppmätta vindens riktning under hela mätperioden visas i följande figur: Figur 9. Vindriktning och vindhastighet, dels vid vindkraftverket (vindhastighet och vindriktning tagen ur navanemometern) och dels vindmastens värden vid 10 m höjd. Från figuren ovan kan man tydligt se att vindriktningen var mestadels kring 240 grader, vilket motsvarar östliga vindar. Medvindsriktningen räknas som 240 ± 45 grader, vilket ger ett intervall mellan grader. Mätvärden utanför standardens kravintervall har exkluderats i analysen. I figuren nedan beskrivs hur temperaturen har varierat under hela mätperioden vid mätningen vid bostaden B. I figuren kan det märkas hur vissa perioder har kraftiga dygnsvariationer, vilket märks som tydliga toppar och dalar i kurvan. Den lägsta temperaturen var drygt 6 grader på morgonen den 18e maj. Den högsta temperaturen var kring 14 grader kring lunchtid den 19e maj.

15 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 15 (29) Figur 10. Uppmätt temperatur på 2 respektive 10 m höjd vid mätmasten (i närheten av immissionspunkten) under hela mättiden. Mätdata avser tiominutersmedelvärden. Varje punkt motsvarar en period om 10 minuter. Temperaturskillnaden mellan 10 m höjd och 2 m höjd är viktig att veta ur ljudutbredningssynpunkt. Om skillnaden ställs i förhållande till höjdskillnaden kan en temperaturgradient tas fram, dvs. dt/dz. I detta fall är höjdskillnaden 8 m. Om temperaturen är högre vid 10 m höjd än vid 2 m höjd skapas en positiv temperaturgradient, vilket i sin tur påverkar ljudhastigheten och leder till nedåtböjd refraktion. Om temperaturen däremot är lägre vid 10 m höjd än vid 2 m höjd skapas en negativ temperaturgradient som leder till uppåtböjd refraktion. Genom nedåtböjd refraktion kan ljud hoppa över skogar och höras fastän ljudkällan inte syns. Vid uppåtböjd refraktion kan ljudet istället försvinna ut i atmosfären. I Elforsk 98:24 ges ett krav på hur stor temperaturgradienten får vara. Kravet är att temperaturgradienten ska befinna sig inom intervallet: -0,05<dT/dz<0,05. Vid mätningen har temperaturgradienten svängt, som mest drygt dt/dz = 0,10 kl den 18e maj och som minst dt/dz = -0,14 dels kl den 18e maj och dels kl den 19e maj. Detta kan ses i figur 11 nedan. Under bakgrundsmätningen den 17e maj var temperaturgradienten utanför standardens kravintervall. Vid bakgrundsmätning är temperaturgradienten av mindre betydelse eftersom ljudutbredningen inte hunnit påverkats i så stor utsträckning av närliggande bakgrundsljud. I det aktuella fallet vid bakgrundmätningen uppstår en negativ temperaturgradient, vilket kan leda till uppåtböjd refraktion. Uppåtböjd refraktion kan i sin tur leda till att bakgrundsljudet vid immissionspositionen underskattas.

16 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 16 (29) Figur 11. Temperaturgradient under mätperioden. I figuren ovan beskrivs temperaturgradienten under mätperioden. Tillfällen under totalljudsmätningen då temperaturgradienten varit utanför standardens kravintervall har exkluderats ur analysen av resultatet. Tillfällen under bakgrundsljudsmätningen då temperaturgradienten varit utanför standardens kravintervall har inkluderats i analysen av resultatet. Tillfällena har inkluderats främst för att erhålla ett resultat av bakgrundsljudet men också för att temperaturgradienten vid bakgrundsljudmätningen är av nedsatt betydelse i ljudutbredningssynpunkt. Att inkludera bakgrundsljud utanför kravintervallet är en avvikelse från standarden, men påverkan på ljudnivån har ansetts som försumbar.

17 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 17 (29) 5. Resultat Under långtidsmätningen vid vindpark Ileberg, intill fastigheten bostaden B, har en stor mängd data samlats in, dels när vindparken varit aktiv och dels inaktiv. Denna datamängd innehåller alltså tillfällen då ljudinspelningen påverkats av vindkraftsljud men även av ovidkommande bakgrundsljud så som t.ex. fordonsljud, fågelkvitter och vindbrus. Ovidkommande ljud kan inte direkt härledas till vindkraftsljudet från Ileberg. Resultat kan erhållas dels genom att betrakta alla ljuddata och dels genom att ta bort ovidkommande ljud och på så vis isolera vindkraftsljudet. I det senare fallet bestäms vindkraftsljudet mer exakt. Då totalljudet och bakgrundsljudet är känt kan ljudtrycksnivån från enbart vindkraftverken (L Aeq,corr ) räknas fram enligt ekvation 7 i Elforsk 98:24, som har formen: LAeq L, free /10 n /10 ( Aeq L ), corr = 10lg L A,eq,corr är ljudnivån från enbart vindkraftverken, korrigerat för bakgrundsljud L A,eq,free eller L (n+s) är totalljudnivå från vindkraftverken och bakgrundskällor L n är bakgrundsnivån erhållen från regressionskurva vid samma vindhastighet som totalnivån. L Aeq,corr är alltså det ljud som vindkraftverken alstrar och det anges vid en vindhastighet på 8 m/s vid 10 m höjd. Enligt Elforsk 98:24 finns i huvudsak två metoder för att utvärdera vindkraftsverksljud i Sverige. Dessa metoder benämns som Metod B och Metod C. Även en Metod A finns med passar inte svenska förhållanden, eftersom ljudnivån inte bestäms vid någon viss vindhastighet i metod A, enligt Elforsk 98:24. I metod B mäts endast totalljudet, dvs. det sammanlagrade ljudnivån från vindkraftsaggregat och bakgrundskällor. Ljudnivån beskrivs som en funktion av vindhastighet vid 10 m höjd och en trendlinje approximeras för ljudnivån. Resultatet är ljudnivån vid 8m/s längs denna trendlinje. Genom detta har en övre gräns av vindkraftsljudet fastställts. Ljudet från vindkraftverket fastställs alltså vara lägre eller lika med denna nivå. I Metod C mäts totalljud och dessutom bakgrundsljud. Genom att logaritmiskt subtrahera bakgrundsljudet från totalljudet ges en nivå på vindkraftsljudet. Man får inte utföra denna subtraktion om vindhastigheterna under mätningarna inte varierat i tillräcklig utsträckning. Om bakgrundsljudet mot förmodan skulle vara högre, eller bara 3 db lägre, än totalljudet kan subtraktionen inte göras. I detta fall bestäms en högsta nivå av vindkraftsljudet, som därmed kan vara överskattad.

18 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 18 (29) Med hjälp av regression approximeras ljudnivåerna från vindkraftverket med ett polynom, enligt metoderna. När metoderna togs fram var vindkraftverken oftast överstegringsreglerade, vilket leder till att ljudemissionen ökar med ökande vindhastighet. Moderna vindkraftverk är dock bladvinkel- och varvtalsreglerade. Det innebär att ljudnivån ökar med ökande vindhastighet för låga vindhastigheter upp till ett visst värde som varierar mellan olika verk. Det kan vara t ex 7, 8 eller 9 m/s. Över denna vindhastighet är ljudemissionen ofta oberoende av vindhastighet eller kan till och med avta. I Elforsk 98:24 anges att en rät linje ska anpassas till de korrigerade mätvärdena medan i standarden [2], som används för bestämning av ljudemission från vindkraftverk, anvisas fjärdegradspolynom för regressionen av ljudet från vindkraften inklusive bakgrundsljudet. Det vindalstrade bakgrundsljudet följer i medeltal oftast en rät linje. I analysen i denna rapport används den anpassning av regressionskurvan som bäst motsvarar det uppmätta ljudet. I utvärderingen av vindkraftsljudet vid Ileberg har Metod C använts. Resultat från bakgrundsljudet visar dock att det inte går att beräkna en korrigerad nivå. Därför har en högsta nivå på vindkraftsljudet beräknats genom att dra bort 3 db från totalljudet, enligt metoden.

19 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 19 (29) 5.1. Ljudnivå redovisat över tidsperiod Nedan visas den ekvivalenta ljudnivån L A,eq,free,10min under hela mätperioden, för vindkraftsljud tillsammans med ovidkommande ljud och som visas över alla vindriktningar. Denna datamängd, innehåller allt ljud som påverkat mikrofonen under hela långtidsmätningen. Figur 12. Uppmätt ljudnivå tillsammans med ovidkommande ljud beskriven över tid under hela mätperioden (17e-19e maj) för alla vindriktningar i tio-minutersintervall. Under tiden den 17 maj var verken avstängda. I figur 12 ovan visas den uppmätta ljudnivån för hela mätperioden. De flesta punkterna följer en kurva. Dock uppkommer några undantag för punkter som ligger högt ovanför kurvan. Dessa punkter är exempel på ovidkommande ljud, t.ex. fordonsljud, fågelkvitter nära mikrofonen eller vindbrus. Enligt Elforsk 98:24 ska analysen göras utan ovidkommande ljud, vilket ger en bättre bestämning av vindkraftsljudet. I detta fall har analysen gjorts med ovidkommande ljud, med undantag för ett tillfälle med samtalsljud vid bakgrundsmätning kring kl den 17e maj. Ljud mellan kl den 17e maj har därmed inte analyserats. I övrigt är allt ovidkommande ljud inkluderat i total- och bakgrundsljud. Vid ljudimmissionsmätningar är medvindsfallet av intresse. I fallet för fastigheterna vid bostaden är medvindsriktningen ca 240 grader, med utgångspunkt från norr. Detta begränsar den analyserbara datamängden något.

20 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 20 (29) Om figur 12 beskrivs igen fast nu i medvindsfallet så erhålls följande figur: Figur 13. Uppmätt ljudnivå tillsammans med ovidkommande ljud beskriven över tid under hela mätperioden (17e-19e maj) för medvindsriktningen 240 +/- 45 grader (utgående från navanemometerns vindriktning) och då temperaturgradienten uppfyllde mätstandardens krav. I figur 13 ovan visas den uppmätta ljudnivån för hela mätperioden, men nu endast i medvindsriktningen 240 +/- 45 grader, då temperaturgradienten uppfyllde mätstandardens krav och med ovidkommande ljud. Här har datamängden reducerats något jämfört med figur 12, i synnerhet på eftermiddagen den 17e maj och under spridda tillfällen den 18e maj Ljudnivå redovisat över vindhastighet Utifrån den elektriskt producerade effekten kan ljuddata delas upp i totalljud och bakgrundsljud. Ljuddata kopplas ihop med vindhastigheten, framräknad ur den elektrisk producerade effekten från det närmsta vindkraftverket. Detta är sammanställt för mätningen och redovisas i figur 14 nedan:

21 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 21 (29) Figur 14. Ljudnivå för totalljud L (n+s) och bakgrundsljud L n (inkl. ovidkommande ljud), i medvindriktningen 240 +/- 45 grader, då temeperaturgradienten var mellan -0,05 och 0,05 º/m och tillsammans med respektive trendlinje. Ekvationen för bakgrundsljudets trendkurva (2:a grads polynom) syns nere till höger i figuren och ekvationen för totalljudets trendlinje (linjär) syns nere till vänster i figuren. Vindhastigheten avser vindhastighet på 10 m höjd uträknad ur effekten från verk 3. Signal-/brusförhållandet är totalljudnivån minus bakgrundsljudnivån. I figuren ovan märks det hur nivån för bakgrundsljudet och totalljudet går i varandra. Detta ger ett dåligt signal- /brusförhållande. Kravet från standarden är att signal-brusförhållandet,dvs skillnaden mellan totalljudnivå och bakgrundsljudnivå, ska vara mer än +3 db. Enligt figur 14 är signal-brusförhållandet negativt för trendlinjerna, dvs. bakgrundsljudet blir i detta fall högre än totalljudet. Tolkningen av ljudnivån enligt figur 14 är att uppmätt ljud, inklusive ovidkommande ljud, vid bostaden påverkas i lite utsträckning av vindkraftljud. Det som dominerar ljudmiljön vid bostaden är istället vindalstrat bakgrundsljud. Den högsta uppmätta vindhastighet under hela mätperioden som kan kopplas ihop med ljudmätningen var 10,4 m/s. Denna vindhastighet uppmättes under totalljudsmätningen kl den 17e maj. Den högsta uppmätta vindhastighet för bakgrundsljudmätningen var 8,7 m/s kl den 17e maj.

22 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 22 (29) Beräknas ljudnivån enligt trendkurvorna för totalljud och bakgrundsljud, erhålls värdena i tabellen nedan. Vindhastighet [m/s] LA,eq,totalljud, 10 min [dba] 36,5 38,2 39,9 41,6 43,3 45,0 LA,eq,bakgrundsljud, 10 min [dba] 37,4 40,3 42,6 44,3 45,4 46,0 LA,eq, korrigerat ljud, 10 min [dba] * * * * * * Tabell 5. Resultat från trendlinjer för totalljud och bakgrundsljud, med ovidkommande ljud, under hela mätperioden. Genom logaritmisk subtraktion erhålls den korrigerade ljudnivån LA,eq,korrigeratljud,10 min. * = korrigerad ljudnivå har ej kunnat erhållas eftersom bakgrundsnivån är högre än totalbullernivån. Den korrigerade ljudnivån vid 8 m/s inte bestämmas då det uppmätta bakgrundljudet är högre än det uppmätta totalljudet. I detta fall görs en bestämning av den maximala ljudnivå som vindkraftsljudet kan ha, vilket sannolikt är en överskattning av det faktiska vindkraftsljudet. Denna bestämning görs genom att subtrahera 3 db från totalljudet vid alla vindhastigheter. Då erhålls följande värden: Vindhastighet [m/s] LA,eq,totalljud, 10 min [dba] 36,5 38,2 39,9 41,6 43,3 45,0 LA,eq,totalljud, 10 min, -3 db [dba] 33,5 35,2 36,9 38,6 40,3 42,0 Tabell 6. Resultat från trendlinjer för totalljud och bakgrundsljud, med ovidkommande ljud, under hela mätperioden. * = korrigerat värde har ej kunnat erhållas Här erhålls värden på det maximala vindkraftsljudet vid de vindhastigheter som uppkommit under mättiden. Värdet vid 8 m/s blir 39 dba. I verkligheten är vindkraftsljudet sannolikt lägre än 39 dba.

23 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 23 (29) 5.3. Mätosäkerhetsanalys Resultaten av mätningarna är belagda med osäkerheter som har sina ursprung i osäkerheter och variationer i omgivningen, väderförhållanden, mättiden och mätsystemet. Osäkerheten i mätta ljudtrycksnivåer uttrycks i en standardavvikelse s. Denna beräknas genom summation av olika bidrag. Systematiska avvikelser (kalibrering, mätmetod, etc.) uppskattas genom att anta jämn fördelning av resultat orsakat av spridning i ett visst intervall med bredden a. Standardavvikelsen blir således uppskattat till s B = a / 3. Det tas även hänsyn till den naturliga spridningen av mätvärdena för olika tidsintervall under mätningens utförande. Om osäkerheterna redovisas enligt [1] så blir resultatet orealistiskt stort. I ett utkast på en ny utgåva av mätmetod för mätning av vindkraftljud anger Sten Ljunggren (som tidigare har författat mätmetoden Elforsk 98:24) att det inte finns tillräckligt med erfarenheter för att osäkerheten i ett mätresultat skall kunna uppskattas. Vi räknar därför enligt metoden som används i IEC som behandlar påverkan av osäkerhet i bakgrundsljudmätning som en systematisk avvikelse på ljudnivån som har korrigerats för bakgrundsljud. Komponent Osäkerhet för uppmätt totalljudnivå L Aeq,Totalljud U A ( y y ) = N 2 est 2 Kalibrering Kedja av alla mätinstrument Mätskiva Avståndsmätning Akustisk impedans för luft Meteorologiska variationer (inklusive turbulens) Vindhastighet (både mätt och beräknad) Vind riktning Bakgrund U B1 U B2 U B3 U B4 U B5 U B6 U B7 U B8 U B9 2 2 Kombinerade systematiska osäkerheter U U + U... B = B1 B Alla osäkerheter kombinerade U = U + U Tabell 7: Generell metod vid osäkerhetsanalys. Denna osäkerhetsanalys har gjorts för det aktuella fallet och redovisas nedan: C A B

24 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 24 (29) En osäkerhetsanalys har genomförts för resultatet av datamängden utan ovidkommande ljud. Resultatet av analysen redovisas i tabellen nedan. Standardavvikelsen hos L Aeq 2,5 Kalibrering U B1 0,2 Kedja av mätinstrument U B2 0,2 Akustiskt hård skiva U B3 0,3 Luftimpedans U B5 0,1 Meteorologiska variationer (inklusive U B6 turbulens) 0,4 Vindhastighet (både mätning och U B7 beräkning) 0,3 Vindriktning U B8 0,3 Totalt hos systematiska fel 0,7 Kombinerad standardosäkerhet 2,6 Tabell 8. Osäkerhetsanalys för totalljud utan ovidkommande ljud. Här har två kategorier exkluderats. Dels kategorin Avståndsmätning exkluderats eftersom avståndet mellan immissionsplatsen och vindparken inte har behövt mätas och dels kategorin Bakgrund eftersom slutresultatet är bestämt enbart ur totalljudet och därför är bakgrundsljudet inte av betydelse. Den kombinerade standardosäkerheten blir 2,6 db. Totalljudet vid immissionsplatsen består till störst del av bakgrundsljud. Det betyder också att det är en liten andel vindkraftsljud i totalljudet. Bakgrundsljudet består av vindbrus som kan variera med vindhastigheten men ljudet kan också variera beroende på andra ljudkällor vid olika tillfällen, t.ex. fordonspassage, fågelkvitter eller ljudlig mänsklig aktivitet. De senare exemplen ger ofta ljudnivåer som är högre än den ekvivalenta och bör sorteras bort. Det är inte gjort i detta fallet, vilket ger en spridning och en osäkerhet, som kan anas i datapunkternas spridning i figur 14 ovan.

25 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 25 (29) 6. Avsteg från mätstandarden Elforsk 98:24 Avsteg har gjorts från mätstandarden som härmed redovisas. - Mätning av bakgrundsljudet pågick mellan kl och kl den 17e maj. Detta blir ca 130 minuter. Eftersom driftsdata från verken endast kunde erhållas i tiominutersvärden kan maximalt 13st datapunkter erhållas för bakgrundsljudet. Detta är en avvikelse från mätstandarden där det beskrivs att minst 30 datapunkter bör erhållas. Påverkan av avvikelsen finns inbyggd i standardfelet hos LAeq som beskrivs i mätosäkerhetsanalysen. I det aktuella fallet används inte bakgrundsnivån. - Lufttrycket har inte uppmätts lokalt under denna mätning. Istället har lufttrycksdata erhållits från vädertjänster på Internet, bl.a. SMHI. Detta påverkar den korrigerade vindhastigheten enligt ekvation 1. Inverkan av ett fel på 10 % är försumbar. - Avståndet mellan mätskiva och husfasad var ca 5cm från husfasad, vilket är 2cm mer än det rekommenderade avståndet i standarden. Avvikelsen kan göra att diskontinuiteterna vid fasaden förstärks och dessa kan bidra till en minskad fasadreflex. Detta kan underskatta resultatet. - En stor del av totalljudsmätningen har inte varit övervakad, vilket är en avvikelse från standarden, eftersom ovidkommande ljud kan påverka resultatet. Resultatet kan komma att överskattas om ovidkommande ljud inkluderas. Det är emellertid möjligt att i efterhand lyssna på tidpunkter med förhöjd ljudnivå, eftersom ljud har spelats in, och på så vis urskilja ovidkommande ljud. Däremot har mätningen av bakgrundsljudet bevakats så att inga ovidkommande ljud påverkat bakgrundsmätningen. Vid analysen har ett tillfälle med påverkande ovidkommande ljud exkluderats från resultatet. Detta tillfälle kl den 17e maj var kraftigt påverkat av samtalsljud vid mikrofonen. - Under mätningen har temperaturgradienten (dt/dz) varit ogynnsam vid några tillfällen. Kravet enligt standarden är att den ska ligga inom intervallet -0,05 < dt/dz <0,05. Under mätningen har temperaturgradienten varit som minst dt/dz = -0,14 och som mest dt/dz = 0,1, men oftast har temperaturgradienten legat inom kravintervallet. Under bakgrundsljudsmätningen har tillfällen då temperaturgradienten varit utanför standardens kravintervall inkluderats i analysen av resultatet. Tillfällena har inkluderats dels för att erhålla ett resultat av bakgrundsljudet och dels för att temperaturgradienten vid bakgrundsljudmätningen är av nedsatt betydelse i ljudutbredningssynpunkt. Att inkludera bakgrundsljud utanför kravintervallet är en avvikelse från Elforsk 98:24. Avvikelsens påverkan är dock obefintlig eftersom ljudnivån i detta fall bestämts ur enbart totalljudsnivån.

26 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 26 (29) 7. Slutsats Vindalstrat bakgrundsljud dominerar ljudnivån vid ljudmätningarna vid bostaden bostaden B även om vindkraftljudet stundtals är hörbart. Därför kan inte en exakt nivå på vindkraftsljudet från Ileberg bestämmas. Däremot kan ett högsta värde på vindkraftsljudet bestämmas och resultatet är att vindkraftsljudet är 39 dba eller lägre vid bostaden när det blåser 8m/s på 10 m höjd vid vindkraftverket. Eftersom endast ett högsta värde av vindkraftsljudet kunde bestämmas medför detta att vindkraftsljudet vid bostaden med stor sannolikhet är överskattat. Resultatets kombinerade standardosäkerhet är 2,6 db. Den beräknade ljudnivån vid bostaden är 35 dba. Det uppmätta värdet indikerar att det beräknade värdet är rimligt. 8. Referenser [1] Elforsk rapport 98:24, Mätning av bullerimmission från vindkraftverk, oktober Sten Ljunggren, Elforsk projekt 1998 [2] [IEC ]. IEC , Wind turbine generator systems Part 11: Acoustic noise measurement techniques, Ed. 2,

27 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 27 (29) 9. Bilaga: Tekniska data Vestas V Verk 1. Södra verket Tekniska data: Ileberg Södra, Orust kommun Vindkraftverk, detaljer: Tillverkare Modellnummer Vestas Serienummer Axelriktning Rotorplacering V90 Horisontell Uppströms Navhöjd 95 m Horisontellt avstånd från rotorcentrum till tornaxel - m Rotordiameter 90 m Torntyp Reglertyp Varvtalstyp Effektkurva Rör Bladvinkelreglering Variabel Se rapporttext Varvtal vid olika vindhastighet - Bladvinkel vid olika vindhastighet - Märkeffekt 2000 kw Programvara i tornet: - Reglermod 1 Rotor, detaljer: Rotorregleranordningar Selfpitch +1,89 [grader] Finns virvelalstrare, överstegringsremsor eller tandade bakkanter Bladtyp Antal blad 3 st Växellåda: Tillverkare Modell Typ Generator: Tillverkare Modell - 44 A Moventas G PLH V90 50Hz, i= pv 442 Två etapper kuggväxel och ett planetväxelsteg Vestas 2MW 4pol MK7 DVSG 500/4M 50Hz Rotationshastighet vid märkeffekt 1680 varv/minut Tabell 9. Tekniska data för Vestas V90 erhållen från Vestas och Eolus

28 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 28 (29) 9.2. Verk 2. Nordvästra verket Tekniska data: Ileberg Nordvästra, Orust kommun Vindkraftverk, detaljer: Tillverkare Modellnummer Vestas Serienummer Axelriktning Rotorplacering V90 Horisontell Uppströms Navhöjd 95 m Horisontellt avstånd från rotorcentrum till tornaxel - m Rotordiameter 90 m Torntyp Reglertyp Varvtalstyp Effektkurva Rör Bladvinkelreglering Variabel Se rapporttext Varvtal vid olika vindhastighet - Bladvinkel vid olika vindhastighet - Märkeffekt 2000 kw Programvara i tornet: - Reglermod 1 Rotor, detaljer: Rotorregleranordningar Selfpitch +1,89 [grader] Finns virvelalstrare, överstegringsremsor eller tandade bakkanter Bladtyp Antal blad 3 st Växellåda: Tillverkare Modell Typ Generator: Tillverkare Modell - 44 A Moventas G PLH V90 50Hz, i= pv 442 Två etapper kuggväxel och ett planetväxelsteg Vestas 2MW 4pol MK7 DVSG 500/4M 50Hz Rotationshastighet vid märkeffekt 1680 varv/minut Tabell 10. Tekniska data för Vestas V90 erhållen från Vestas och Eolus

29 Ljudmätning bostad, vindkraftverk Orust - sida 29 (29) 9.3. Verk 3. Nordöstra verket Tekniska data: Ileberg Nordöstra, Orust kommun Vindkraftverk, detaljer: Tillverkare Vestas Modellnummer V90 Serienummer Axelriktning Horisontell Rotorplacering Uppströms Navhöjd 95 m Horisontellt avstånd från rotorcentrum till tornaxel - m Rotordiameter 90 m Torntyp Rör Reglertyp Bladvinkelreglering Varvtalstyp Variabel Effektkurva Se rapporttext Varvtal vid olika vindhastighet - Bladvinkel vid olika vindhastighet - Märkeffekt 2000 kw Programvara i tornet: - Rotor, detaljer: Rotorregleranordningar Selfpitch +1,89 [grader] Finns virvelalstrare, överstegringsremsor eller tandade - bakkanter Bladtyp 44 A Antal blad 3 st Växellåda: Tillverkare Modell Typ Moventas G PLH V90 50Hz, i= pv 442 Två etapper kuggväxel och ett planetväxelsteg Generator: Tillverkare Modell Vestas 2MW 4pol MK7 DVSG 500/4M 50Hz Rotationshastighet vid märkeffekt 1680 varv/minut Tabell 11. Tekniska data för Vestas V90 erhållen från Vestas och Eolus