MOF, Alm.del - 2016-17 - Endeligt svar på spørgsmål 256: Spm. om oversendelse af analysen fra Miljøstyrelsen i 2013, der henvises til i svar på MOF alm. del – spm 416 (2015-16), om støj fra vindmøller i forskellig højde, til miljø- og fødevareministeren

Miljø- og Fødevareudvalget 2016-17
MOF Alm.del
Offentligt

Teknisk Notat

Støj fra vindmøller ved andre vindhastigheder end 6 og 8 m/s

Udført for Miljøstyrelsen

TC-100531

Sagsnr.: T207334

Side 1 af 15

3. april 2014

DELTA

Venlighedsvej 4

2970 Hørsholm

Danmark

Tlf. +45 72 19 40 00

Fax +45 72 19 40 01

www.delta.dk

CVR nr. 12275110

MOF, Alm.del - 2016-17 - Endeligt svar på spørgsmål 256: Spm. om oversendelse af analysen fra Miljøstyrelsen i 2013, der henvises til i svar på MOF alm. del – spm 416 (2015-16), om støj fra vindmøller i forskellig højde, til miljø- og fødevareministeren

TC-100531

Side 2 af 15

Titel

Støj fra vindmøller ved andre vindhastigheder end 6 og 8 m/s

Journal nr.

TC-100531

Rekvirent

Miljøstyrelsen

Strandgade 29

1401 København K

Rekvirentens ref.

Jesper Mogensen

Resumé

Sagsnr.

T207334

Vores ref.

LSS-SMN-THP/ilk

Målinger af støj fra vindmøller i Danmark er blevet gennemgået for at identificere datasæt in-

deholdende data ved andre vindhastigheder end 6 og 8 m/s. Fokus har været på nyere pitch-

regulerede vindmøller, som typisk opstilles i Danmark. Det samlede datagrundlag er genanaly-

seret og resultaterne sammenlignet.

Generelt stiger kildestyrken med vindhastigheden op til omkring 7 m/s, hvorefter kurven

knækker, og kildestyrken er konstant eller svagt aftagende ved højere vindhastigheder.

Der er stor spredning i støjen fra støjreducerede vindmøller, hvilket formentlig skyldes, at de

målte vindmøller hver især opererer i flere forskellige støjindstillinger. Generelt ser det ud til,

at kildestyrken stiger op til en vis vindhastighed, hvorefter kurven flader ud. Der er dog stor

variation i, hvor kraftig stigningen er i kildestyrke pr. ændring i vindhastighed, og ved hvilken

vindhastighed knækket sker.

Når støjen fra vindmøller i standardindstilling sammenlignes med støjreducerede vindmøller

trods den store spredning på sidstnævnte, er der en tendens til, at støjen ved lav vind (4-5 m/s)

er sammenlignelig, mens der for vindhastigheder omkring 6-9 m/s er en gennemsnitlig forskel

på 2 dB mellem støjreducerede vindmøller og ikke støjreducerede vindmøller. For højere vind-

hastigheder omring 10 og 11 m/s er der en svag tendens til, at støjen igen er sammenlignelig.

Datagrundlaget i dette vindhastighedsområde er dog spinkelt.

Der er ingen tendenser til minima i støjen ved 6 og 8 m/s.

DELTA, 3. april 2014

Lars S. Søndergaard

Akustik

TC-100531

Side 3 af 15

Indholdsfortegnelse

Formål ........................................................................................................................... 4

Metode ........................................................................................................................... 4

Datagrundlag ................................................................................................................ 6

Resultater ...................................................................................................................... 8

Betydning af baggrundsstøj ...................................................................................... 13

Konklusion .................................................................................................................. 15

Referencer ................................................................................................................... 15

TC-100531

Side 4 af 15

Formål

Sammenlignet med stall-regulerede vindmøller har de moderne pitch-regulerede vindmøl-

ler mulighed for at optimere vindmøllens ydelse til en given situation og lokalitet og der-

med udnytte vinden bedre. De forbedrede indstillingsmuligheder skaber dog frygt i be-

folkningen for, at vindmølleproducenter og vindmølleejere udnytter denne mulighed til at

indstille vindmøllerne, så vindmøllerne støjer mere ved andre vindhastigheder end 6 og

8 m/s, hvor støjkravene er gældende i Danmark. DELTA har udført en stor mængde kon-

trolmålinger af støjen fra forskellige vindmøller i Danmark, og Miljøstyrelsen har bedt

DELTA undersøge støjen fra nyere vindmøller i Danmark ved andre vindhastigheder end

de normalt rapporterede.

Metode

I Danmark er støj fra vindmøller siden år 2006 reguleret ved bekendtgørelserne

BEK nr. 1518 [1] og BEK nr. 1284 [2]. Fælles for de to bekendtgørelser er, at de fokuserer

på vindhastighederne 6 og 8 m/s i 10 m højde. En del kommuner i Danmark kræver, at der

udføres kontrolmåling af støjen, når der opsættes nye vindmøller. Under kontrolmålingen

fokuseres der på at måle støjemissionen ved 6 og 8 m/s, men vejrudsigten passer sjældent

eksakt, og samtidig er vinden til tider meget svingende og turbulent. DELTA har derfor

også indsamlet data ved andre vindhastigheder end 6 og 8 m/s. Naturligvis er vindha-

stighederne tættest på 6 og 8 m/s bedst repræsenteret, hvorfor der vil være et begrænset

datagrundlag under 4 m /s og over 10 m/s.

Figur 1

Foto af en måling af støjen fra en vindmølle, hvor vindmøllen, pladen og mikrofonen (un-

der den ekstra vindskærm) kan ses.

TC-100531

Side 5 af 15

De omtalte kontrolmålinger udføres iht. bekendtgørelserne ved en måling af lydtrykket på

en cirkulær plade (+6 dB-måling) placeret direkte på jorden i en afstand svarende til total-

højden på vindmøllen, se Figur 1. På baggrund af det målte lydtryk kan kildestyrken be-

regnes. Denne anvendes så til udregning af støjbelastningen i naboafstand, se Figur 2.

Figur 2

Principskitse, hvor vindmøllen, mikrofon og nabo er vist.

Bestemmelsen af kildestyrke foregår, ved at støjniveauet måles over en periode på enten

10 eller 60 sekunder. 60 sekunder anvendes ved BEK nr. 1518, mens begge periodetider

kan anvendes ved BEK nr. 1284. Samtidig med målingen af støjniveau registreres forskel-

lige parametre fra vindmøllen, blandt andet produceret effekt og vindhastighed målt med

vindmøllens anemometer. Disse data suppleres med vindhastigheden målt med en med-

bragt meteorologimast på minimum 10 m højde. På baggrund af disse data bestemmes

vindhastigheden i 10 m højde. Der måles totalstøj, som hovedsageligt er støjen fra vind-

møllen og baggrundsstøj, når møllen er standset. Begge målinger udføres med eventuelle

nabovindmøller standset, så støjen fra disse ikke forstyrrer målingen. I Figur 3 er vist en

måling efter BEK nr. 1284, hvor støjen ved forskellige vindhastigheder er vist både med

vindmøllen i drift og standset. For den aktuelle måling ses det, at støjen fra vindmøllen

stiger med stigende vindhastighed til ca. 7 m/s, hvorefter støjen ved højere vindhastigheder

end 7 m/s aftager en smule. Det ses desuden, at baggrundsstøjen (i dette tilfælde vegetati-

onsstøj) er jævnt stigende med stigende vindhastighed for hele måleintervallet.

TC-100531

Side 6 af 15

Figur 3

Måling af vindmøllestøj og baggrundsstøj som opfylder både BEK nr. 1284 [2] (omfatter

vindhastigheder på 6 og 8 m/s) og IEC 61400-11 [3] (omfatter vindhastigheder fra 6 til

10 m/s).

I henhold til BEK 1518 og BEK 1284 beregnes en gennemsnitsværdi af støjen i de forskel-

lige vindhastighedsintervaller, v

ref

, hvor data beliggende i området 5,5 m/s ≤ v

ref

< 6,5 m/s

hører til vindhastighedsintervallet 6 m/s. På samme måde dækker vindhastighedsintervallet

8 m/s området 7,5 m/s ≤ v

ref

< 8,5 m/s.

Datagrundlag

Datagrundlaget for denne analyse er indsamlet ved måling på 51 forskellige vindmøller

gennemført af DELTA i perioden primo 2010 til ultimo 2013. Visse af vindmøllerne er

målt i forskellige driftsindstillinger. Nogle af møllerne er målt over flere måledage for at

fange vindhastigheder både omkring 6 m/s og 8 m/s. I alt er her medtaget 74 målinger. Fi-

gur 4 viser fordelingen af disse målinger på vindhastigheder. Det ses af figuren, at de to

fordelinger ligner hinanden meget, hvorfor sammenligningen af de to mølletyper ved for-

skellige vindhastigheder kan ske på et ensartet grundlag. De 74 målinger repræsenterer et

udsnit af de målinger, DELTA har udført siden 2010, og er udvalgt efter, hvor stort et

vindhastighedsområde de indeholder data i, og hvorvidt der er givet tilladelse til at genan-

vende data.

TC-100531

Side 7 af 15

De anvendte data er fra målinger foretaget på mølletyperne Vestas V80, Vestas V90,

Vestas V112, Siemens SWT 2,3 MW, Siemens SWT 3,0 MW og Siemens SWT 3,6 MW,

hvilket repræsenterer de vindmølletyper, der hyppigst er blevet opsat i Danmark over de

seneste år. Ovennævnte vindmøller findes desuden ofte med forskellig rotordiameter, for-

skellig nominel effekt, forskellige støjindstillinger og nogle både med og uden gear. For

hver måling er data lokaliseret ud over 6 og 8 m/s, hvorefter disse er analyseret, og en kil-

destyrke er beregnet iht. retningslinjerne i enten BEK 1518 eller BEK 1284 ved disse

vindhastigheder. Enkelte af de viste data opfylder ikke alle retningslinjer i BEK 1518 eller

BEK 1284, men data er alligevel inkluderet, da afvigelsen vurderes ikke at have betydning

for resultatet.

Standard

Støjreduceret

Antal data [måledage]

Vindhastighed i 10 m højde [m/s]

Figur 4

Overblik over antal målinger for hver vindhastighed.

TC-100531

Side 8 af 15

Resultater

Resultaterne fra gennemgangen af data er vist på de følgende sider. Figur 5 viser det sam-

lede overblik over de fundne data. Det ses, at resultaterne - som forventet - primært dæk-

ker området fra 5 til 9 m/s, men enkelte resultater ned til 3 m/s og op til 12 m/s er også in-

deholdt. Det ses også, at der er en stor spredning på ca. 8 dB i kildestyrkerne i området

omkring 6-8 m/s.

110

108

106

104

102

100

Kildestyrke, L

[dB]

Vindhastighed i 10 m højde [m/s]

Figur 5

Samlet overblik over alle de fundne data. Her vises kildestyrken som funktion af vindha-

stigheden.

TC-100531

Side 9 af 15

For at skabe et bedre overblik er kurverne fra Figur 5 gentegnet i Figur 6, men opdelt i to

grupper, sort og rød. Den sorte farve repræsenterer vindmøller, der ikke er støjreduceret.

Den røde farve repræsenterer støjreducerede vindmøller. Den generelle tendens i denne

figur viser som ventet, at de ikke støjreducerede vindmøller generelt støjer mest. Kurverne

splittes herefter op i to figurer: Figur 7 indeholder vindmøllerne i standardindstilling, mens

Figur 8 indeholder de støjreducerede vindmøller.

110

108

106

104

102

100

Standard

Støjreduceret

Vindhastighed i 10 m højde [m/s]

Figur 6

Kildestyrke for både vindmøller i standardindstilling (sort) og i en støjreduceret indstilling

(rød).

Kildestyrke, L

[dB]

TC-100531

Side 10 af 15

110

108

106

104

102

100

Kildestyrke, L

[dB]

Vindhastighed i 10 m højde [m/s]

Figur 7

Støjudviklingen for alle vindmøller der kører i standardindstilling.

For vindmøller i standardindstilling ser støjudviklingen for vindhastighed ud til at følge

omtrent det samme mønster: støjen stiger med vindhastigheden op til ca. 7 m/s, hvorefter

støjniveauet ved stigende vindhastighed enten er det samme eller lavere.

TC-100531

Side 11 af 15

110

108

106

104

102

100

Kildestyrke, L

[dB]

Vindhastighed i 10 m højde [m/s]

Figur 8

Støjudviklingen for alle vindmøller der kører i en støjreduceret mode.

Støjudviklingen for støjreducerede vindmøller er vist i Figur 8 og ser ikke ud til at følge et

bestemt mønster, hvilket heller ikke var forventeligt, da hver mølle kan indstilles til for-

skellige niveauer af støjreducering. Generelt ser der ud til at være to tendenser:

•

Støjen stiger med stigende vindhastighed op til ca. 7 m/s, hvorefter støjen enten er

konstant eller faldende for højere vindhastigheder.

Støjen stiger med stigende vindhastighed op til grænsen for, hvor der er data.

I et forsøg på at sammenligne de støjreducerede vindmøller med standardvindmøllerne er

den aritmetiske middelværdi for hver vindhastighed beregnet og vises på Figur 9. Det kan

diskuteres, om middelværdien beregnet på denne måde er en fair repræsentation, da den

begrænsede datamængde over 9 m/s ikke nødvendigvis er repræsentativ.

TC-100531

Side 12 af 15

110

108

106

104

102

100

Standard

Støjreduceret

Standard - 95% confidence level

Støjreduceret - 95% confidence level

Vindhastighed i 10 m højde [m/s]

Figur 9

Den generelle forskel mellem vindmøller i standardindstilling og vindmøller der er støjre-

duceret i en eller anden form. Kurverne viser middelværdierne, og de farvede arealer viser

95 % konfidensintervallet.

Som en tommelfingerregel kan man antage, at overlappende konfidensintervaller tyder på,

at middelværdierne ikke er signifikant forskellige. Figur 9 viser derfor, at kildestyrken ved

let vind (4 og 5 m/s) og kraftig vind (10 og 11 m/s) ikke er væsentligt forskellig, uanset om

vindmøllerne er støjreducerede eller ej, hvor der er en generel forskel på ca. 2 dB for vind-

hastighederne 6-9 m/s. Ved vindhastighederne 10 og 11 m/s er kurverne ikke signifikant

forskellige og datagrundlaget meget spinkelt.

Det bemærkes også, at begge kurver har et glat forløb uden tendenser til minima i støjen

ved 6 og 8 m/s.

Kildestyrke, L

[dB]

TC-100531

Side 13 af 15

Betydning af baggrundsstøj

Slutteligt er den målte baggrundsstøj (korrigeret til frit felt) for alle målingerne illustreret i

Figur 10, hvor også den aritmetiske gennemsnitsværdi samt 95 % konfidensinterval er vist.

Den generelle tendens viser, at baggrundsstøjen stiger, jo højere vindhastigheden er. Dog

er middelværdien for 10 og 11 m/s ikke nødvendigvis repræsentativ, da disse bygger på et

spinklere datagrundlag end ved fx 9 m/s.

Baggrundsstøj [dB]

Vindhastighed i 10 m højde [m/s]

Figur 10

Udviklingen af baggrundsstøjen som funktion af vindhastigheden for samtlige 74 målinger

samt middelværdi og 95 % konfidensinterval (hhv. fed sort og gråt areal).

TC-100531

Side 14 af 15

Hvis den målte baggrundsstøj sammenlignes med den målte støj fra vindmøllen (totalstø-

jen) ved at se på differensen, se Figur 11, er der en tendens til, at den største forskel mel-

lem totalstøjen og støjen i omgivelserne findes i området 6-9 m/s med en gennemsnitlig

forskel på ca. 12 dB. Denne forskel falder med øget afstand til vindmøllen. Hvis støjudvik-

lingen for den målte baggrundsstøj tæt ved vindmøllen er repræsentativ for støjudviklingen

i naboafstand til vindmøllen, betyder det, at vindmøllen i gennemsnit vil være mest hørbar

i området 6-9 m/s.

Forskel mellem vindmølle standset og i drift [dB]

Vindhastighed i 10 m højde [m/s]

Figur 11

Forskellen mellem totalstøj og baggrundsstøjen ved forskellige vindhastigheder.

TC-100531

Side 15 af 15

Konklusion

Et stort antal målinger af støj fra vindmøller er gennemgået, og relevante datasæt, som fo-

kuserer på nyere vindmøller, hvor andre vindhastigheder end 6 og 8 m/s er repræsenteret,

er udvalgt. Måledata er genanalyseret, og en kildestyrke er beregnet ved de vindhastighe-

der, hvor der findes data. Der er et stort datasæt for vindhastighedsintervallet 5-9 m/s,

hvorimod der kun er få data for lavere vindhastigheder end 5 m/s og højere vindhastighe-

der end 9 m/s.

Generelt viser data, at støjen fra vindmøllerne stiger med vindhastigheden op til ca. 7 m/s

hvorefter støjen ved højere vindhastigheder typisk enten er konstant eller let faldende.

Der er stor spredning i støjen fra støjreducerede vindmøller, hvilket formentlig skyldes, at

de målte vindmøller hver især opererer i flere forskellige støjindstillinger. Generelt ser det

ud til, at kildestyrken stiger op til en vis vindhastighed, hvorefter kurven flader ud. Der er

dog stor variation i, hvor kraftig stigningen er i kildestyrke pr. ændring i vindhastighed, og

ved hvilken vindhastighed knækket sker.

Når støjen fra vindmøller i standardindstilling alligevel sammenlignes med støjreducerede

vindmøller, er der en tendens til, at støjen ved lav vind (4-5 m/s) er sammenlignelig, mens

at der for vindhastigheder i intervallet omkring 6-9 m/s er en gennemsnitlig forskel på

2 dB mellem støjreducerede vindmøller og ikke støjreducerede vindmøller. For højere

vindhastigheder omring 10 og 11 m/s er der en svag tendens til, at støjen igen er sammen-

lignelig. Datagrundlaget over 9 m/s er dog spinkelt.

Det kan også konkluderes, at der ikke for nogen af målingerne er specielle minima i kil-

destyrkerne omkring de to vindhastigheder 6 og 8 m/s.

Referencer

[1]

[2]

[3]

Miljøministeriets bekendtgørelse nr. 1518 af 14. december 2006:

Bekendtgørelse om støj fra vindmøller.

Miljøministeriets bekendtgørelse nr. 1284 af 15. december 2011:

Bekendtgørelse om støj fra vindmøller.

IEC 61400-11:2002 edition 2.1:

Wind turbine generator systems – Part 11: Acoustic noise measurement techniques.