Målemetodikk, beregningsmodeller, datasimulering og standarder for hørbar støy

Nils Faarlund – utdrag fra en omtale fra «International Conference Wind Turbine Noise 2011 i Roma.»

Ettermiddagsøkten første konferansedag og formiddagsøkten den andre dagen handlet om målemetodikk, beregningsmodeller og standarder for hørbar støy. De fleste av disse 23 arbeidene handlet om vindkraftanlegg i flate landskap i Europa, Nord-Amerika, Australia og Asia (Japan). På dette feltet foreligger det mye viten. Kupert lende og skogstrakter er imidlertid lite undersøkt. Med hensyn til at utbyggerinteresser i Norge nå fremmer prosjekt i innlandet, var tre rapporter fra svenske forskeres pionerarbeid av særlig interesse for norske forhold. Disse rapportene fra Nord-Sverige er også interessante for oss fordi vi har andre årstids- og klimaforhold, herunder lave temperaturer. Innledningsvis følger en oversikt over forhold som har betydning for forplantning av støy fra vindturbiner:

• Værforhold: Vindstyrke, vindretning, temperatur, luftfuktighet og lufttrykket
• Lendeforhold: Fjellgrunn, plantedekke, trebestand, etc.
• Konstruksjon av vindturbinen: Navhøyden, utforming av turbinbladene, etc.
• Drift av vindturbinen: Omdreiningshastighet, vridningsposisjon for bladene, etc.

I det følgende refereres rapporterte observasjoner angående hørbar støy:

• Store navhøyder (turbinhusets høyde over bakken) gir stor forskjell i vindhastighet mellom øverste og nederste posisjon for turbinbladene – det fører til øket støy på grunn av øket turbulens rundt turbinbladene. Svenske forskere rapporterer fra kuperte skogsområder om en økning på 20 dB og mer
• Utformingen av turbinbladene gir opphav til turbulens som har avgjørende betydning for støynivået fra et vindkraftverk – særlig har utformingen av enden av bladene og vingebakkanten stor betydning for hvor mye støy en vindturbin produserer
• Støy kan reduseres ved å tilpasse omdreiningshastighetene for vindturbinene
• Det observeres stadig avvik mellom etablerte beregningsmodeller for støy fra vindturbiner og målte verdier – Sverige, Irland og New Zealand er foregangsland i forbedring av slike modeller, mens Italia og Japan er blant de land som nå gjør mye for å forbedre sine mangelfulle standarder.
• Svensk forskning har avdekket at skog gir forsterkning av støy. Det kommer av at lyd har bølgenatur og kan reflekteres (ekko). Hvis to bølger med samme tonehøyde (amplitude) som svinger i takt (er i fase) møtes i et punkt, vil svingningen i punktet bli det dobbelte (konstruktiv interferens).
• Våren er den årstiden hvor støyplagen er alvorligst – et forhold som er viktig å være klar over for etablering av vindkraftanlegg i skogstrakter med rikt fugleliv som er mye brukt som turområder.
• Støyen fra vindturbiner med stor navhøyde kan tilta med vindhastigheten med så mye som 10 dB, eller en forsterkning av støyen med 10 ganger ved en vindhastigheter på 8 – 12 m/sek (som svarer til frisk bris og liten kuling – den vanlige, øverste grense for energiproduksjon for denne teknologien). Natterstider er det også målt høye støynivå ved lavere vindhastighet enn 8 m/sek.  
• Støyen fra en vindturbin går for hver omdreining gjennom et maksimum, slik vi kjenner det fra helikopterrotorer. Den brusende støyen fra turbinbladene topper seg igjen og igjen i et drønn som kan variere mellom ytterligheter som et svosj og et womm. Alt etter vær- og lendeforhold blir etterklangen mer eller mindre langvarig. Her er det hittil et sviktende, faglig grunnlag for å lage prognoser.
• Når mange turbiner er samlet i et vindkraftanlegg, kan det føre til en betydelig forsterkningseffekt.
• I Japan har det vist seg at det kommer flest klager på vindturbinstøy i frekvensområdet 160 til 200 Hz.
• Støymåling ved vindkraftanlegg i drift viser at det ikke er uvanlig at leverandørene oppgir for lave støyverdier – forøvrig ikke oppsiktsvekkende, når man tar i betraktning de mange faktorer som til enhver tid bestemmer støynivået.
• New Zealand er av de land som har erfart mest energiske protester mot bygging av vindkraftverk. Rettssaker har ført til skjerpede krav om støysvak teknologi. Konsekvensanalyser skal bygge på vindmålinger over minst ett år. Etter at anlegget er kommet i drift, skal støymålinger gjennomføres i minst to år for å dokumentere om kravene til støydemping er innfridd.