Bordsjö Vindbrukspark Samrådsunderlag Bilaga 4 - Beräkningsmetoder och förklaringar Fotomontage Vindkraftverkens upplevda storlek påverkas inte bara av avståndet och kamerans brännvidd, utan även av hur bilderna beskärs eller sammanfogas för att bilda panoramabilder. Genom dessa åtgärder påverkas synfältet och vindkraftverkens relativa storlek på bilden. Fotomontagen har utförts med datorprogrammet WindPRO. Alla fotografier är tagna med Canon EOS 70D med 28 mm brännvidd (motsvarande 44 mm brännvidd med analog kamera) alternativt Nikon D90 med 28 mm brännvidd (motsvarande 48 mm brännvidd med analog kamera). Samtliga fotopunkter är registrerade med en GPS-mottagare. Fotografierna har importerats i datorprogrammet WindPRO som vid kalibrering av bilderna automatiskt placerar ut vindkraftverken och beräknar deras upplevda höjd. Detta är inget som BayWa r.e. själva påverkar. Dock har vi av naturliga skäl osynliggjort de delar av verken som hamnar bakom horisonten, krön, växtlighet eller byggnader. Ljudpåverkan Historik och förklaring till riktvärde för vindkraftsljud Från början användes det vid prövning av vindbruksparker ofta av riktlinjerna för externt industribuller som riktvärde även för vindkraftljud. Det innebar 50 db(a) ekvivalent ljudnivå på dagen, 45 db(a) på kvällen och 40 db(a) på natten. Riktvärdet för maximal momentan ljudnivå 55 db(a) på natten gällde uttryckligen i en del tillstånd också. Det var först 2003 som 40 db(a) ekvivalent ljudnivå oavsett tidpunkt på dygnet fastställdes som praxis efter domen i mål M 9282-02 2003-11-07. Miljööverdomstolen lät under prövningen inhämta yttranden från bl.a. Naturvårdsverket, Boverket och Sahlgrenska akademin vid Göteborgs universitet, avdelningen för miljömedicin. Dessa tre remissinstanser gav samtliga uttryck för att den osäkerhet som råder vad gäller störningseffekten av vindkraftsbuller bör leda till strängare krav än industribullernormen och att ljudnivån 40 db(a) bör innehållas vid bostäder under hela dygnet. Miljööverdomstolen skrev särskilt i domen att den delar även Naturvårdsverkets uppfattning att för vissa områden där ljudnivån är särskilt viktig bör även ett lägre värde än 40 db(a) eftersträvas, även om det inte gällde i det aktuella fallet. Så här skriver domstolen i domskälen: Naturvårdsverkets allmänna råd om externt industribuller från 1978, är riktlinjer som har fått stor genomslagskraft vid tillståndsprövning av industrier. I detta mål har diskuterats i vilken utsträckning dessa riktlinjer kan vara vägledande vid prövning av vindkraftverk. Sida 1 av 7
Det kan konstateras att riktlinjerna för externt industribuller är framtagna för traditionell industriverksamhet. Några riktlinjer för vindkraftsbuller har inte utarbetats i Sverige. Det har inte heller utförts någon mer omfattande utvärdering av störningar från vindkraftverk. Den begränsade forskning som finns ger dock vissa indikationer på att vindkraftsbuller uppfattas som mer störande än annat buller vid samma ekvivalentnivå. Vindkraftsbuller har en speciell karaktär med vissa genomträngande särljud bl.a. vissa schvissljud. Detta kan vara en av förklaringarna till varför vindkraftsbuller kan upplevas som mer störande än annat buller. Det faktum att vindkraftverk ofta uppförs i en för övrigt jämförelsevis ostörd omgivning kan också vara en förklaring. Det finns således indikationer på att vindkraftsbuller inte utan vidare kan jämföras med industribuller vid beslut om villkor och förelägganden. De studier vid Sahlgrenska akademin som domen refererade till har sedan utökats. Resultaten styrker påståendet att vindkraftljud är mer störande än buller från flyg, vägtrafik, järnvägstrafik och allmänt industribuller. Det innebär att det är rimligt att ljud från vindkraftanläggningar ska ha strängare riktvärde än industri, vägtrafik, etc. Naturvårdsverket skriver i sin vägledning, om ljud från vindkraftverk, följande: Studier i Sverige visade att andelen störda av buller ökade med stigande ljudnivå och att cirka tio procent upplevde sig som bullerstörda och cirka sex procent upplevde sig som mycket störda vid ljudnivån 35 40 dba (1). Studierna utgår från A-vägda ljudtrycksnivåer (ljud från vindkraftverk utanför bostaden vid vindhastigheten, vid vindkraftverken åtta meter per sekund på tio meters höjd, vid medvind) beräknade för varje person. Naturvårdsverket anser bland annat mot bakgrund av dessa resultat att 40 dba utomhus vid bostäder inte bör överskridas. Detta är också det värde som vanligen anges i tillståndsbeslut för vindkraftanläggningar. I domen från 2003 refererades till Naturvårdsverkets remissyttrande. De hänvisar till Eja Pedersens och Kerstin Persson Wayes studie av störningar från vindkraftverk och skriver att av den nämnda studien framgår att 20 % upplevde sig som mycket störda vid ljudnivån 37,5-40 dba. Nyare och större vindkraftverk, som roterar långsammare och har en långsammare amplitudmodulation, ingår i de senare studierna och antalet störda vid nivån 35 40 db(a) har minskat från 20 % till 6 % enligt citatet från Naturvårdsverket ovan. Beräkningsmetoder för ljudpåverkan Det finns olika modeller för att beräkna ljudimmission från vindkraftverk. De två vanligast förekommande i Sverige är Naturvårdsverkets modell för beräkning av ljudutbredning, samt beräkningsmodellen Nord2000. Naturvårdsverkets modell som har tagits fram i samarbete med Boverket har länge varit standarden för beräkningar vid planering av vindkraft och är också den modell som tidigt inarbetats i datorprogrammet WindPRO som vanligen används för vindbruksprojekt i Sverige. Modellen har fått ett brett stöd eftersom den trots sin enkelhet kan ge relativt goda beräkningar av den upplevda ljudpåverkan. Modellen utgår huvudsakligen från indata i form av källjud, topografi och vindförhållanden. Även markens råhetsklass/råhetslängd anges i modellen, vilket är ett mått på markens förmåga att dämpa ljudutbredningen (Boverket, 2001). Modellen har reviderats under 2009. Modellen fångar på ett bra sätt ljudutbredningen i stort, men är mindre bra på att fånga lokala variationer på grund av lokalt varierande topografi, atmosfäriska förhållanden, tätare vegetation eller byggnader. Dessa variationer är emellertid i allmänhet små. På grund av att beräkningsmodellen är Sida 2 av 7
relativt grov finns det också en viss grad av osäkerhet i resultaten. Av denna anledning ger beräkningsmodellen i regel något konservativa resultat. Nord2000 är en beräkningsmodell som är gemensamt framtagen av de nordiska länderna för att beräkna ljudutbredning med inverkan av vind, temperatur, markegenskaper och skärmning. Olika vindhastighets- och temperaturgradienter kan väljas, tillsammans med atmosfäriska uppgifter såsom lufttryck och luftfuktighet. Nord2000 är lämplig för beräkning av ljudutbredning över kuperad terräng då den tar hänsyn till varierande topografi samt även för ljudutbredning över vatten då vattenytans akustiska egenskaper kan anges. Validering av beräkningsmodellen för ljudutbredning har gjorts av Delta i Danmark och resultaten visar att ljudutbredningsdämpningen beräknad med Nord2000 vid olika frekvenser har bättre överensstämmelse med uppmätt dämpning än beräknat med Naturvårdsverkets beräkningsmodell för externt industribuller. Oavsett hur man beräknar (det finns olika metoder: tyska, danska, äldre svenska etc.) får man liknande resultat: bostäder som ligger nära 40 db(a) med den ena beräkningen ligger nära 40 db(a) även med andra beräkningar. Ingångsvärden och antaganden i ljudberäkningar Beräkningar av ljudpåverkan har utgått från ett så kallat worst case -scenario som ger en konservativt hållen ekvivalent ljudpåverkan vid närliggande bostäder. Beräkningarna utgår från att det alltid blåser 8 meter per sekund på 10 meters höjd, vilket har visat sig vara den mest avslöjande vindhastigheten. Vindhastigheten vid navhöjd överstiger då i regel 11 m/s varvid vindkraftverken uppnått full effekt, samtidigt som det inte brusar tillräckligt mycket i vegetation, byggnader och annat för att dölja vindkraftverkens ljudpåverkan. Ett andra antagande som beräkningarna utgår från är att det alltid blåser från alla håll samtidigt, vilket naturligtvis är en fysikalisk omöjlighet. Eftersom ljudpåverkan blir högre nedströms från vindkraftverken innebär detta att ljudpåverkan i alla riktningar utom en blir lägre i verkligheten i jämförelse med beräkningarna.det finns verktyg för att ta fram beräkningar som bygger på ett mer realistiskt förhållande med alternativa vindriktningar, dessa har inte använts i aktuellt fall. En tredje faktor som gör att ljudpåverkan i beräkningarna är något konservativa är att ingen hänsyn har tagits till den dämpande effekten av lokalt tätare vegetation, byggnader eller liknande. Denna dämpande effekt bortses från eftersom utbredningen av träd, buskar m.m. varierar från år till år, vilket betyder att förutsättningarna ständigt förändras. För att beräkningarna ska ha en lång livslängd och hög grad av säkerhet är det därför säkrast att inte alltför detaljerat kartlägga föränderlig miljö. BayWa r.e. utgår alltid från de källjudsnivåer som garanteras av tillverkaren av aktuella vindkraftverk och dessa behöver naturligtvis ha en säkerhetsmarginal i sina garanterade ljudnivåer. Detta har en stor betydelse och innebär att ljudpåverkan i allmänhet är lägre än vad som beräknats. För många vindkraftverk kan källjudsnivåerna i själva verket vara en eller ett par decibel lägre än vad som anges. BayWa r.e. är mycket noga med att kvalitetssäkra vårt val av vindkraftverk och samarbetar endast med seriösa aktörer på marknaden. Sida 3 av 7
Marginaler i ljudberäkningar I tidigare domar (exempelvis Mark- och miljööverdomstolens avgörande i Mål nr M 8236-12) har det fastställts att vindbruksanläggningar ska prövas mot begränsningsvärdet 40 db(a) och att erforderliga marginaler för beräkningsosäkerheter fås genom möjlighet till modning (ljudreducering). Samtliga vindkraftverk är helt oreglerade i ljudberäkningen. Det finns således goda förutsättningar för verksamhetsutövaren att ljudreducera anläggningen vid behov. Sammantaget innebär den sammanvägda effekten av alla ovanstående faktorer att förväntad ljudimmission rymmer betydande säkerhetsmarginaler. Samtidigt kan man inte undvika att varierande atmosfäriska förhållanden kan leda till varierande ljudimmission. Boverket rekommenderar därför ett värde som inte får varaktigt överskridas inte ett gränsvärde som aldrig får överskridas. Situationen beskrivs i Naturvårdsverkets Ljud från vindkraftverk (Naturvårdsverket, 2001): På hög höjd över mark är vindhastigheten tämligen konstant över stora höjdintervall. Nära marken bromsas vinden upp av markens skrovlighet. Vid ljudutbredning nedströms vindkraftverket, dvs. i medvind, adderas vindhastigheten till ljudvågens normala utbredningshastighet, och ljudvågorna för en ljudutbredningshastighet som ökar med höjden över marken. Detta medför att ljudvågorna tenderar att böjas ner mot marken. Marken får i detta fall bara en liten inverkan på ljudutbredningen. Uppströms vindkraftverken blir förhållandena de omvända, dvs. ljudvågorna tenderar att böjas uppåt. Ljudvågorna träffar markytan med en flack infallsvinkel vilket resulterar i en markdämpning. Ljudnivån blir därför lägre uppströms än nedströms. I vissa fall kan ljudnivån uppströms bli väldigt låg, på grund av att en ljudskugga bildas. Mätningar och beräkningar av ljudnivå vid vindkraftverk utförs normalt endast för medvindsfallet. Vid motvind blir beräkningsosäkerheten betydligt större, speciellt på stora avstånd. Mätresultat varierar betydligt mera mellan olika mättillfällen vid motvind än vid medvind. I de fall då en vindriktning är förhärskande och en bostad ligger uppströms vindkraftverket kan hänsyn tas till detta. Typ av vindkraftverk i ljudberäkningar I Sverige är tillståndsprocesserna för vindbruk ofta långa, vilket innebär att ljud- och skuggberäkningar i regel tas fram flera år före det att en faktisk upphandling av vindkraftverken sker. Precis som för andra projektörer är det därför svårt för BayWa r.e. att veta exakt vilken modell som kommer att bli aktuell i händelse av en faktisk etablering. Det är inte ovanligt att nya, förbättrade modeller har kommit ut på marknaden under själva tillståndsprocessen, samtidigt som ökad kunskap genom till exempel längre vindmätningsserier ibland förändrar förutsättningarna för upphandlingen. BayWa r.e. fäster stort värde vid att ta fram och presentera realistiska och trovärdiga beräkningar i samband med planering av vindkraft. Beräkningarna är förstås ett viktigt underlag såväl för prövningen som för andra berörda, men även för vår egen projektutformning. BayWa r.e. har inget intresse av att anpassa designen av våra parker efter beräkningar som vi själva inte tror på, eftersom vi en dag hoppas kunna resa vindkraftverken och driva parken såsom ansökningshandlingarna anger och som tillståndet medger. Om vi har för snäva marginaler i beräkningarna så kan verksamhetsutövaren tvingas ställa ner effekten på vindkraftverken mer än beräknat, vilket ger en lägre energiproduktion och en sämre investering. Investeringar i vindbruk är mycket kapitalintensiva och det skulle innebära en alltför stor risk med en dåligt genomförd Sida 4 av 7
ljudberäkning. Det är därför viktigt att en vindbrukspark enligt föreslagen utformning kan etableras på platsen och innehålla de begränsningsvärden som gäller för vindbruk. BayWa r.e. vill samtidigt poängtera betydelsen av att val av modell ibland ändras från det att ansökningshandlingarna tas fram tills det att upphandling sker. På BayWa r.e. är vi därför angelägna om att vi inför etablering själva ska presentera nya beräkningar med vald modell som visar att begränsningsvärden för ljudpåverkan kan innehållas. Frågan uppkommer ibland varför man vid beräkning av ljudnivåer vid störningskänsliga platser väljer den ena eller andra källjudsnivån. Dagens vindkraftverk har vanligen källjud på ca 104-107 db(a) enligt tillverkarnas uppgifter. Dessa uppgifter är väl dokumenterade, antingen via uppmätningar eller via tillverkarens egna beräkningar. Uppgifterna från tillverkaren brukar hållas för konservativt tilltagna eftersom leverantören av vindkraftverk gör sig ansvarig för vindkraftverkets driftegenskaper. Redovisning av bostäder i ljudberäkning Resultat från ljudberäkningarna redovisas ofta endast för de mest påverkade bostäderna i varje riktning eftersom kartbilden över ljudkänsliga objekt annars skulle bli svåröverskådlig. För samtliga bostäder som inte redovisas explicit är ljudpåverkan likvärdig eller mindre än vid närmaste bostad som har redovisats, vilket även framgår av presenterade kartbilder över ljud- och skuggutbredning. Alla de fysikaliska fenomen som beskrivs under rubriken Avståndsdämpning gör att ljudet avtar med ökande avstånd vid ljudutbredning utomhus. En bostad X som ligger längre bort än bostad Y (i samma riktning) kommer att få en lägre ljudnivå än bostad X. Det finns ett fall med ökande ljudhastighet med höjden då man kan få fokusering av ljudet på en del stora avstånd. Det beror på att ljudet går i strålar längs något olika vägar som sammanstrålar på något avstånd. Den varierande ljuddämpningen kan leda till stora variationer ljudnivå vilket gör att man kan höra vindkraftverken ibland och ibland inte. Även om det kan ske en fokusering på ett stort avstånd (flera kilometer) är ljudnivån kraftigt dämpad på grund av geometrisk spridning och luftabsorption (se nedan). Uttryck som används i databladet SHADOW Main Result Maximum distance for influence Anger det beräkningsområde som valts. På stort avstånd gör bl. a. atmosfäriska störningar att skuggeffektens betydelse minskar. I aktuellt fall görs standardantagandet att skuggpåverkan förutsätter att 20 % av solytan täcks av rotorbladet, i annat fall reduceras inte solintensiteten tillräckligt mycket för att en skuggeffekt ska bli märkbar. Minimum sun height over horizon for influence Man bortser vanligen från skuggeffekter för solstånd mindre än 3 grader över horisonten på grund av växtlighet, bebyggelse och det atmosfärsskikt som ljuset ska tränga igenom och som uppkommer på slät mark Day step for calculation Sida 5 av 7
Anger tidsavsnitt för beräkningen Time step for calculation Anger tidsavsnitt för beräkningen Sunshine probability S För fallet real case görs en sannolikhetsberäkning för att det ska vara klar himmel och direkt solljus under varje månad, vilket är en förutsättning för skuggpåverkan. Denna sannolikhet bygger på meteorologisk statistik från en mätstation i Växjö. Operational time För fallet real case görs en sannolikhetsberäkning för att vindkraftverken ska vara i drift, vilket beror på vindhastigheten. Denna beräkning bygger på en simulering av vindförhållandena inom projektområdet. ZVI ZVI (Zones of visual influence) är en beräkning av var i terrängen vindkraftverken syns. Denna beräkning bygger på topografisk data och beaktar varken vegetation, byggnader eller andra hinder som kan maskera skuggeffekterna. ZVI-beräkningen förutsätter att betraktarens ögon är belägna 1,5 meter över marken och har en rumslig upplösning på 5 meter. Shadow Receptor-Input Anger indata för skuggreceptorerna vid bostäderna. En bokstav som återfinns på kartan, någon beteckning, samt koordinater enligt ovan. Tidigare har man i allmänhet använt en skuggmottagande yta motsvarande ett vertikalt fönster om 1 kvadratmeter på 1 meters höjd. Om ingen uteplats är känd används 5x5 meter. I de fall trädgårdarna har inspekterats okulärt används rimliga mått som förefaller vara rimliga för bedömningen om vilken yta som kan betraktas som intensivt använd. I föreliggande fall används Boverkets rekommendation om störningskänslig plats. Beräkningsresultatet är självfallet avhängigt ytans storlek men inte i så stor omfattning att skillnaden mellan 1x1 meter och 5x5 meter eller större påverkar bilden. De bostäder som har höga siffror vid stor yta har höga siffror även vid små ytor - det är belägenheten i förhållande till vindkraftverken som är avgörande. Worst case De beräknade tiderna av worst case -karaktär utgår från följande förutsättningar: > Solen skiner från soluppgång till solnedgång > Vinden riktar alltid rotorn maximalt exponerad mot samtliga bostäder > Vindkraftverkets rotor är ständigt i rörelse > Det finns inga maskerande växter, byggnader eller liknande Expected values De beräknade tiderna av real case -karaktär utgår från följande förutsättningar: Sida 6 av 7
> Solen skiner enligt sannoliketer som ges av statistik från Växjö > Vinden riktar rotorn enligt vindsimuleringen > Vindkraftverkets rotor är i rörelse enligt vindsimuleringen > Det finns inga maskerande växter, byggnader eller liknande I övrigt anges platsens koordinater för varje vindkraftverk och varje bostad med värden X och Y höjdkoordinaten Z används vid nivåskillnader av betydelse för skuggspridningen. Maximal uteffekt från generatorn, rotordiameter och navhöjd anges även. Degrees from south Anger hur skuggmottagaren är riktad den ska normalt vändas mot vindkraftverket om inte aktuella förhållanden motiverar annat. Här har alla riktats mot vindkraftverken, d.v.s. "Green house mode" under rubriken "Direction mode". Slope of window En uppgift som normalt förutsätter skuggmottagare som motsvarar fönster därmed kan hänsyn tas till takfönster som kan luta. Om skuggpåverkan sker uteslutande vintertid används en horisontell fönsteryta eftersom intensivt brukad uteplats därmed inte är aktuell. Tar man hänsyn till uteplats får man ange aktuell horisontell yta motsvarande intensivt brukad uteplats. Förklaring av databladet SHADOW Map Denna kartbild visar den beräknade skuggutredningen från vindkraftverken enligt fallet real case. Beräknade skuggtimmar ges av färgsättningarna som förklaras i teckenförklaringen till höger. Längst skuggor kastas i sydvästlig och sydostlig riktning eftersom solen står som lägst vid soluppgång och solnedgång (alltså då solen står i nordost respektive nordväst). Sida 7 av 7