Transcript Ljudutbredning – Påverkan av väder och vind

Regionalt öppet seminarium
Ljud från vindkraftverk
15 oktober 2012
Högskolan på Gotland
Ljudutbredning –
Påverkan av
väder och vind
Conny Larsson
Strömnäs,
Norrbotten
Foto
Conny Larsson
Kunskapen om både ljud- och väderförhållanden ger oss
möjlighet att lokalisera vindenergi där vi bäst utnyttjar vinden
och behåller god miljö till lägsta möjliga kostnad.
Dragaliden
Ryningsnäs
Burgsviken, 4 km
Ljudutbred
ning
utomhus?
Över slätt?
I kuperad
terräng?
Över
vatten?
I skog?
6
Refraktion av ljud
Land
(Hav)
Sommardag
(Höst/
Vinter)
Tyst
Vintermorgon
(Vår/Försommar)
Bullrigt
Med- och
motvind
Tyst
Bullrigt
Åskan mullrar på avstånd!
Atmosfärsabsorptionen gör att höga frekvenser dämpas.
Atmosfärsabsorption-frekvens, avstånd
Atmosfärsabsorption
Beräknad atmosfärsabsorption vid de fasta mätstationerna (1 km
resp. 400 m från närmaste vk) under 1 år.
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
12
Typiskt stabilt gränsskikt (natt, vinter)
Höjd (m)
Höjd (m)
Free atmosphere
Former entrainment
zone
Verklig
Residual layer
Geostrofisk
vind
Stable boundary
layer
Vindhastighet (m/s)
Surface layer
Potentiel temperatur (°C)
Hans Bergström – Department of Earth Sciences
13
Godkända mätningar
Baserat på många besök och observationer av varje mätplats:
För Ryningsnäs och Dragaliden:
Ljud från vindkraftverk anses som den dominerande ljudkällan om följande är uppfyllt:
• Beräknad ljudnivå från vindkraftverket i
immissionspunkten ≥ 30 dBA
• Och krav på ljudvariationer under 10 minuter:
• L5 - L95 ≤ 4 dBA
• L1 - L95 ≤ 15 dBA
Dragaliden, Norrbotten
Enercon-E82 (2,3 MW) WTs navhöjd 108 och 138 m
Dragaliden, 10 månader
Låg ljudnivå
Hög ljudnivå
Långtidsljudmätningar 1 km från
vindkraftspark, 10 månader
Motvind/sommar/dag
Medvind/Natt
Ryningsnäs, Småland
Nordex 2500 LS (2,5 MW) navhöjd 80 och 100 m
Ljudhastighet i och ovan skog
Amplitudmodulering uppfattas på
avstånd.
Amplitudmodullering
uppträder vanligen
på kvällar, nätter och
morgnar.
30 % av tiden på
400 m (Ryningsnäs)
10 % 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.
21
Mätning – modell,
10 månader, preliminära resultat
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)
• 1% (≈ 14 min. / dygn eller ≈ 3 1/2 dygn/år)
Högsta, lägsta……..ljudnivån
Isolinjerna bör dras med
snickarpenna!
X
Varför upplevs vindkraftljud som mer
störande?
Van den
Ryningsnäs
740 m from Hedvigsborg and 920 m from Adolfslund
160 m from Hedvigsborg
+6
+3
Uncorrelated sources: + 3 dB
Correlated sources: + 6 dB
Geometrical spreading 740 m: -13.3 dB
920 m: -15.2 dB
43-13.3+2.2= 31.9 dBA
Granngården: 37.8 dBA
Geometrical spreading 410 m: - 8.2 dB
570 m: -11.0 dB
43-8.2+1.8 = 36.6 dBA
Ljudhastighet i och ovan skog
(Ryningsnäs)
AM detektering under ett dygn
• Mätplats Dragaliden
AM detektering under ett dygn
AM detektering under ett dygn
TI =
u´/U
När förekommer AM och hur ofta?
Mätningar under 2 månader
The most important
meteorological effects on sound
propagation
•
refraction,
•
scattering by turbulence
•
and
•
atmospheric absorption.
Temperatur- och vingradienter i
olika skikt (Ryningsnäs)
Ljudhastighetsgradient – olika skikt
Relativ ljudnivå korrigerad för atmosfärisk absorption vs. ljudhastighetsgradienter
för olika skikt för Ryningsnäs (o) och Dragaliden (∆).
Absorption
•
Atmospheric absorption depends on
frequency, relative humidity, temperature and
atmospheric pressure.
•
The atmospheric absorption increases with
distance and becomes more important the longer
sound propagation is under study.
Ljudeffekt, turbinerna
LWA = −3.217 10−6 P2 + 0.013 P + 89.998
Där P är elektrisk effekt hos turbinen i kW,
Dragaliden.
LWA = −1.588 10−6 P2 + 0.007 P + 95.629
Där P är elektrisk effekt hos turbinen i kW,
Ryningsnäs.
6 maj 2012
20 april 2011
Ryningsnäs, 400 m, 10 månader
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.
Pålning?
Ljudnivåmätning under 15 s vid Dragaliden den 20 juli 2011. 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)