Skuggspridning från vindkraftverk. 1 Teorin bakom skuggning. Bilaga B8

Transkript

1 Uppdragsnr: (4) Bilaga B8 PM Skuggspridning från vindkraftverk 1 Teorin bakom skuggning Då ett vindkraftverk är i drift orsakar dess rotor vid solig väderlek en rörlig skugga. Skuggorna kastas som längst när solen står lågt, dvs. vid solnedgång och soluppgång, och under vintermånaderna. På långa avstånd mattas skuggorna av och är normalt inte synliga vid ett avstånd på cirka 2-3 km från vindkraftverken. Skuggor på ett avstånd av ca 1,5 km från vindkraftverken uppfattas oftast som en diffus ljusförändring. 1 Figur 1: Schematisk bild över uppkomsten av skuggning från vindkraftverk. Från Wizelius 27. Skuggorna följer solens rörelse över dagen och kan uppkomma väster om vindkraftverken tidigt på dagen, norr om vindkraftverken mitt på dagen samt öster om vindkraftverken på kvällen. För att underlätta beskrivningen av ett vindkraftsprojekts skuggpåverkan kategoriserar Boverket skuggtid i tre olika klasser, se textruta nedan. 2 Textruta 1: Kategorisering av beräknad skuggtid från ett vindkraftverk enligt Vindkraftshandboken planering och prövning av vindkraft på land och i kustnära vattenområde, Boverket 29. R:\Gemensamma_Uppdrag\ GEAB Vindkraft Rävbacka\3_Dokument\38_Rapport\MKB\Bilagor\PM Skugga MKB GEAB Rb ver 2 TKG 129.doc Mall: Pm - 23.dot ver Astronomiskt maximalt möjliga skuggeffekten: den teoretiskt beräknade tid då solen lyser från soluppgång till solnedgång från en molnfri himmel, då rotorytan står vinkelrätt mot solinstrålningen och då vindkraftverket alltid är i drift. 2. Sannolik skuggeffekt: beräknad skuggeffekt baserad på väderprognoser och övriga förutsättningar. 3. Faktisk skuggeffekt: den verkliga skuggtiden. 1 Boverket 29, Vindkraftshandboken planering och prövning av vindkraft på land och i kustnära vattenområden, ISBN-nummer: Boverket 29, Vindkraftshandboken planering och prövning av vindkraft på land och i kustnära vattenområden, ISBN-nummer: WSP Environmental Box Malmö Besök: Jungmansgatan 1 Tel: Fax: WSP Sverige AB Org nr: Styrelsens säte: Stockholm

2 Uppdragsnr: (4) 2 Konsekvenser och rekommendationer Rörliga skuggor kan skapa irritation och vid kontinuerlig exponering även i viss utsträckning stressreaktioner. Störst störning uppkommer om skuggningen exponeras genom ett fönster på en vägg eller ett golv. Detta är dock förhållandevis sällsynt. Mer vanligt förekommande är att skuggeffekter uppkommer invid bostäder, t ex i trädgårdar eller på uteplatser. Med andra ord är risken för störning från skuggning större under perioder då människor vistas ute, såsom under sommarmånaderna. Det finns förhållandevis få studier där människans upplevda påverkan av skuggor undersökts. I en genomförd studie i Tyskland har det konstaterats att försökspersoner som utsatts för mer än 15 timmars skuggtid per år kände sig mycket störda. 3 Någon liknande studie har inte genomförts i Sverige. I Sverige finns inga fastställda riktvärden för skuggning från vindkraftverk. Boverket hänvisar istället till tyska normer. Boverket rekommenderar att en skuggtid om 8 timmar om året vid en bostad inte bör överstigas avseende den faktiska skuggeffekten. I kommande resonemang nedan är det av vikt att särskilja mellan den faktiska skuggtiden och beräknade skuggeffekter såsom den astronomiskt maximalt möjliga och den sannolika skuggeffekten. Solreflexer från vindkraftverkens rotorer minimeras idag genom att ge rotorerna på vindkraftverken en matt ytbehandling. 3 Beräkningsmetoder R:\Gemensamma_Uppdrag\ GEAB Vindkraft Rävbacka\3_Dokument\38_Rapport\MKB\Bilagor\PM Skugga MKB GEAB Rb ver 2 TKG 129.doc Mall: Pm - 23.dot ver Astronomiskt maximalt möjliga skuggeffekten För att beräkna den astronomiskt maximalt möjliga skuggeffekten används WindPRO 2.6 från EMD International A/S som praxis. Beräkningsmodellen är en astronomisk och geometrisk modell där information om solens uppgång och nedgång används för att erhålla den tid en störningskänslig punkt maximalt kan erhålla skuggning. Därefter används information om solens instrålningsvinkel över ett år för att beräkna under vilka tider en störningskänslig plats såsom en bostad kan ligga i linje med vindkraftverkets rotor och solens instrålningsvinkel. Beräkningsmodellen förutsätter att solen alltid skiner under årets samtliga dagar (dvs. ingen molnighet förekommer), att verken alltid är i drift och orsakar en rörlig skugga samt att vindkraftverket alltid står vinklat med den mest skuggande vinkeln mot samtliga störningskänsliga punkter på en och samma gång. Dessa antaganden utgår alltså från Boverkets klassifikation om den astronomiskt maximala skuggeffekten. Därför ska resultatet jämföras med den rekommendation om maximalt 3 skuggtimmar per år vid en bostad, se ovan. Beräkningspunkter använda i beräkningen ska enligt Boverket vara belägen 2 meter över marken och täcka en yta med arealen 5x5 meter motsvarande en del av en villatomt. 3 Boverket 29, Vindkraftshandboken planering och prövning av vindkraft på land och i kustnära vattenområden, ISBN-nummer: Boverket 29, Vindkraftshandboken planering och prövning av vindkraft på land och i kustnära vattenområden, ISBN-nummer:

3 Uppdragsnr: (4) Erhållet resultat redovisas som en beräknad skuggtid för varje angiven beräkningspunkt, lämpligen närliggande bostäder, samt med information om när på året och vid vilken tid på dagen den beräknade skuggtiden kan förväntas att uppkomma. Vidare kan även en karta över skuggspridningen erhållas. I bilaga B8:1 redovisas erhållna beräkningsresultat från genomförd beräkning av den astronomiskt maximala skuggeffekten från det aktuella projektet. 3.2 Sannolik skuggeffekt I WindPRO 2.6 kan beräkningen av den astronomiskt maximalt möjliga skuggeffekten förfinas genom att komplettera beräkningarna med information om områdets sannolikhet för solsken samt möjlig driftstatistik utav vindkraftverken. Områdets sannolikhet för solsken erhålls lämpligen utifrån statistik från SMHI:s väderstationer. 5 Möjlig driftstatistik kan kompletteras utifrån den kännedom om vindförhållandena man i regel har vid ett vindkraftsprojekt. Denna typ av beräkning utgår alltså från Boverkets klassificering av den sannolika skuggeffekten vilket innebär att resultatet bör jämföras med Boverkets rekommendation om maximalt 8 skuggtimmar per år beskriven ovan. Det är dock viktigt att poängtera att den sannolika skuggeffekten inte är densamma som den faktiska skuggeffekten, dvs. den skuggeffekt som uppkommer i verkligheten. Ytterligare faktorer kommer att påverka denna såsom växtlighet i området, den faktiska framtida väderleken samt den faktiska vindriktningen respektive dag under kommande år. Det är därför rimligt att förvänta sig att den faktiska skuggeffekten kommer att vara mindre än den sannolika. I bilaga B8:1 redovisas erhållna beräkningsresultat från genomförd beräkning avseende den sannolika skuggeffekten från det aktuella projektet. R:\Gemensamma_Uppdrag\ GEAB Vindkraft Rävbacka\3_Dokument\38_Rapport\MKB\Bilagor\PM Skugga MKB GEAB Rb ver 2 TKG 129.doc Mall: Pm - 23.dot ver Faktisk skuggeffekt Den faktiska skuggeffekten går ej att beräkna då information om t ex framtida väderlek är omöjligt att erhålla. 6 4 Möjliga skyddsåtgärder Moderna vindkraftverk har idag avancerad styr- och reglerteknik som effektivt kan reducera uppkomna skuggeffekter. Vilka tider respektive vindkraftverk skuggar respektive bostad kan beräknas och därigenom kan vindkraftverket i fråga programmeras så att det stängs av dessa tider. Vidare kan detta förfinas genom att vindkraftverket enbart stängs av om solen skiner. Nedan redovisas en principskiss över beskriven skyddsåtgärd. Genom denna typ av skyddsåtgärd kan man i efterhand vidta åtgärder om skäl skulle föreligga. 6 Boverket 29, Vindkraftshandboken planering och prövning av vindkraft på land och i kustnära vattenområden, ISBN-nummer:

4 Uppdragsnr: (4) Figur 2: Principskiss för urkopplingsautomatik som skyddsåtgärd för skuggpåverkan. 5 Bilageförteckning B8:1 Skuggberäkningar (astronomiskt maximal skuggeffekt samt sannolik skuggeffekt) R:\Gemensamma_Uppdrag\ GEAB Vindkraft Rävbacka\3_Dokument\38_Rapport\MKB\Bilagor\PM Skugga MKB GEAB Rb ver 2 TKG 129.doc Mall: Pm - 23.dot ver 1.

5 Bilaga B8:1 WindPRO version n 29 Project: Printed/Page Rävbacka :42 / 1 Licensed user: WSP Samhällsbyggnad, Box 1333 SE Göteborg Calculated: :9/ SHADOW - Huvudresultat Calculation: WS GEAB RB Omg 3 Antaganden för skuggberäkning Maximum distance for influence Minsta solhöjd över horisonten för påverkan Dag steg för beräkning Tidssteg för beräkning m dagar minuter Sannolikhet för solsken (andel av tiden från soluppgång till solnedgång med solsken) n Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec,18,27,34,42,47,49,45,46,37,29,24,18 Operational hours are calculated from WTGs in calculation and wind distribution: MIUU Driftklar tid N NNE ENE E ESE SSE S SSW WSW W WNW NNW Summa To avoid flicker from WTGs not visible a VI calculation is performed before the flicker calculation. The VI calculation is based on the following assumptions Height contours used: Höjdlinjer: Nivåkurvor_utvidgat_aw921.WPO (1) Obstacles used in calculation Ögonhöjd: 1,5 m Grid resolution: 1 m Skala 1:125 Skuggmottare Nytt VKV WTGs RN Ost Nord Raddata/Beskrivning RN ,7 194, 175, , 169, 165, 159,6 VKV typ Giltig Tillverkare Type-generator N9/25 LS 25 9.!O! n... N9/25 LS 25 9.!O! n... N9/25 LS 25 9.!O! n... N9/25 LS 25 9.!O! n... N9/25 LS 25 9.!O! n... N9/25 LS 25 9.!O! n... N9/25 LS 25 9.!O! n... N9/25 LS 25 9.!O! n... Power, rated [kw] N9/25 LS N9/25 LS N9/25 LS N9/25 LS N9/25 LS N9/25 LS N9/25 LS N9/25 LS Rotor diameter Skuggmottare-Indata RN Nej A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S Ost Nord , 9,9 94,6 88,9 157,9 135, 159,6 131,1 114,7 175,4 161,6 115, 18,5 149,6 157,1 14, ,8 Bredd Höjd Höjd Grader från Lutning Direction mode ö.m. syd medurs fönster [ ] [ ] Continued on next page... WindPRO is developed by EMD International A/S, Niels Jernesvej 1, DK-922 Aalborg Ø, Tlf , Fax , windpro@emd.dk Navhöjd RPM 135, 135, 135, 135, 135, 135, 135, 135, [RPM]

6 WindPRO version n 29 Project: Printed/Page Rävbacka :42 / 2 Licensed user: WSP Samhällsbyggnad, Box 1333 SE Göteborg Calculated: :9/ SHADOW - Huvudresultat Calculation: WS GEAB RB Omg 3...continued from previous page RN Nej Ost Nord T U V W X Y AA AB AC AD AE AF AG AH AI AJ AK AL AM AN AO AP AQ AR AS AT AU AV AW AX AY A BA BB BC BD BE ,9 125, 135,5 119,8 99, ,4 12,8 9,5 81,8 59,5 56,9 67,4 73,1 59, 82,4 68,9 68,4 69,1 67,1 71,5 7,3 99,2 93,5 117,4 11,1 87,6 76, ,1 179,1 16,2 16,1 16,1 17,1 158,3 155,6 154,4 Bredd Höjd Höjd Grader från Lutning Direction mode ö.m. syd medurs fönster [ ] [ ] Beräkningsresultat Skuggmottare Skuggor, värsta fall Skuggor, förväntade värden Nej Skuggtimmar per år Skuggdagar Max skugg Skuggtimmar per år per år timmar per dag [dagar/år] [t/dag] A B C D E 4:59 23 :18 :58 F 14:36 8 :15 3:18 G 15:14 58 :23 3:34 H 2:24 45 :35 3:29 I 2:19 15 :12 :25 J 24:14 77 :29 4:18 K 22:17 47 :37 4:38 L 15:14 84 :18 2:34 M 21:13 66 :32 3:17 Continued on next page... WindPRO is developed by EMD International A/S, Niels Jernesvej 1, DK-922 Aalborg Ø, Tlf , Fax , windpro@emd.dk

7 WindPRO version n 29 Project: Printed/Page Rävbacka :42 / 3 Licensed user: WSP Samhällsbyggnad, Box 1333 SE Göteborg Calculated: :9/ SHADOW - Huvudresultat Calculation: WS GEAB RB Omg 3...continued from previous page Skuggor, värsta fall Skuggor, förväntade värden Nej Skuggtimmar per år Skuggdagar Max skugg Skuggtimmar per år per år timmar per dag [dagar/år] [t/dag] N 38:5 11 :39 9:26 O 61: :3 7:22 P 9:27 52 :15 2:6 Q 35:49 19 :28 8:28 R 31:11 1 :27 7:19 S 24:42 86 :25 5:42 T 23:46 16 :22 4:46 U 23:17 93 :28 3:28 V 23:33 91 :24 4:4 W X Y 25:53 98 :26 3:52 15:3 74 :19 2:33 AA AB AC AD AE AF AG AH AI AJ AK AL AM AN AO AP AQ AR AS AT AU AV 4:59 31 :13 :5 AW 45: :35 5:53 AX 24:9 92 :24 4:26 AY A 3: :25 6:5 BA 3: :25 6:5 BB BC 64: :5 7:52 BD 62:32 1 1:3 7:21 BE 55:55 98 :58 6:34 Total amount of flickering on the shadow receptors caused by each WTG Nej Namn Worst case 1 N9/25 LS 25 9.!O! nav: 135, m (148) 39:45 2 N9/25 LS 25 9.!O! nav: 135, m (149) 5:36 3 N9/25 LS 25 9.!O! nav: 135, m (15) 46:9 4 N9/25 LS 25 9.!O! nav: 135, m (151) 12:1 5 N9/25 LS 25 9.!O! nav: 135, m (152) 6:59 6 N9/25 LS 25 9.!O! nav: 135, m (153) 67:45 7 N9/25 LS 25 9.!O! nav: 135, m (154) 156:9 8 N9/25 LS 25 9.!O! nav: 135, m (155) 64:56 WindPRO is developed by EMD International A/S, Niels Jernesvej 1, DK-922 Aalborg Ø, Tlf , Fax , windpro@emd.dk

8 WindPRO version n 29 Project: Printed/Page Rävbacka :42 / 4 Licensed user: WSP Samhällsbyggnad, Box 1333 SE Göteborg Calculated: :9/ SHADOW - Terrängkarta Calculation: WS GEAB RB Omg 3 Nytt VKV 4 Fil: _DinKarta.tif m Map:, Print scale 1:5, Map center Rikets Net (SE) Ost: Nord: Skuggmottare Isolinjer som visar skuggor i Skuggtimmar per år. Realvärdesberäkning 8 12 WindPRO is developed by EMD International A/S, Niels Jernesvej 1, DK-922 Aalborg Ø, Tlf , Fax , windpro@emd.dk