1. No category

Latamäen Tuulivoimahanke, Luhanka
Melumallinnus
Erkki Heikkola
Raportin otsikko ja kirjoittajat
Latamäen Tuulivoimahanke, Luhanka - Melumallinnus
Erkki Heikkola
Numerola Oy
Asiakas
Ilmatar Luhanka Oy
Tiivistelmä
Raportissa esitetään Luhangan Latamäen alueelle suunnitellun tuulivoimapuiston
melumallinnuksen tulokset. Alueelle suunnitellaan kuuden tuulivoimalan sijoittamista, ja melumallinnus tehtiin tuuliturbiinin lähtömelutasoilla 102 dB(A) ja 105
dB(A) tuulen nopeudella 8 m/s 10 metrin korkeudella. Melumallinnuksen tuloksia
verrataan Valtioneuvoston antamiin yleisiin ohjearvoihin sekä Ympäristöministeriön suunnitteludokumentissa esitettyihin ohjearvoihin. Näissä ohjearvot ovat Ataajuuspainotettuja keskiäänitasoja (LAeq ).
Paikka ja aika
Jyväskylä 14. kesäkuuta 2012
Projektipäällikkö
Erkki Heikkola
Asiatarkastus
Riku Suutari
2
Sisältö
1 Johdanto
4
2 Taustatietoja
2.1 Tuulivoimaloiden melu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Melun ohjearvot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
5
5
3 Melumallinnuksen lähtötiedot
3.1 Maastoaineistot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Turbiinityypit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
6
6
4 Melumallinnuksen kuvaus
4.1 Laskennan parametrit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Epävarmuuden arviointi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
7
7
5 Tulokset
7
6 Johtopäätökset
10
Viitteet
10
3
Kuva 1: Karttakuva Luhangan Latamäen alueesta (Julkaisulupa 194/MML/12).
1
Johdanto
Ilmatar Luhanka Oy suunnittelee kuuden tuulivoimalan sijoittamista Luhangan
kunnan Latamäen alueelle. Tässä työssä on suoritettu tuulivoimaloiden aiheuttaman melun leviämismallinnus.
Hankealue sijaitsee Luhangan kunnassa Latamäen alueella, jonka sijainti kartalla on esitetty kuvassa 1. Alueelle suunniteltujen kuuden turbiinin sijoituskoordinaatit on esitetty taulukossa 1, jossa on myös sijoituspaikkojen korkeudet merenpinnasta. Turbiinien suunnitellut paikat on merkittynä karttaan mustilla pisteillä, ja
numerointi noudattaa taulukon 1 järjestystä.
4
Turbiini
1
2
3
4
5
6
ETRS-TM35FIN
6844700
6845580
6846185
6844218
6845477
6844574
435545
435390
436230
435381
435882
435023
WGS84
61.7299
61.7378
61.7434
61.7256
61.737
61.7287
25.7801
25.7769
25.7926
25.7772
25.7862
25.7703
korkeus
210 m
194 m
179 m
193 m
183 m
198 m
Taulukko 1: Turbiinien sijainnit ETRS-TM35FIN ja WGS84 koordinaatistoissa.
Mallinnustyössä asiakkaan (Ilmatar Luhanka Oy) edustajana on ollut Mikko Toivanen (tekninen johtaja, Ilmatar Windpower Oyj). Mallinnustyön toteutuksesta Numerola Oy:ssä on vastannut FT Erkki Heikkola.
2
2.1
Taustatietoja
Tuulivoimaloiden melu
Tuulivoimalaitosten melu aiheutuu pääosin lapojen tuottamasta aerodynaamisesta laajakaistaisesta (60-4000 Hz) melusta [2, 5]. Muita melulähteitä ovat sähköntuotantokoneiston yksittäiset osat (esim. vaihteisto ja generaattori), jotka tuottavat pääosin mekaanista melua. Tätä on pystytty tehokkaasti vaimentamaan, kun
taas lapojen aerodynaamiseen meluun on vaikeampaa vaikuttaa. Aerodynaaminen melu on hallitseva varsinkin suurilla turbiineilla.
Tarkempia taustatietoja tuulivoimaloiden aiheuttaman melun syntymekanismeista, luonteesta ja vaikutuksista on koottuna julkaisuihin [2, 5, 4].
2.2
Melun ohjearvot
Valtioneuvosto on antanut melutason yleiset ohjearvot [7], joiden perusteella voidaan arvioida tuulipuiston melumallinnuksen tuloksia. Päätöstä sovelletaan meluhaittojen ehkäisemiseksi ja ympäristön viihtyisyyden turvaamiseksi maankäytön,
liikenteen ja rakentamisen suunnittelussa sekä rakentamisen lupamenettelyissä. Mallinnustulosten arvioinnissa käytetään myös Ympäristöministeriön uudessa suunnitteludokumentissa tuulivoimapuistojen melulle esitettyjä ohjearvoja [6].
Päätöksessa ja suunnitteludokumentissa annetut ohjearvot (melun A-painotettu
keskiäänitaso) päivä- ja yöajalle on koottuna taulukkoon 2.2.
Mikäli tuulivoimalan ääni sisältää tonaalisia, kapeakaistaisia tai impulssimaisia
komponentteja tai se on selvästi amplitudimoduloitunutta, Ympäristöministeriön
ohjeen mukaan mallinnustuloksiin lisätään 5 dB ennen ohjearvoon vertaamista.
5
Samassa ohjeessa kuitenkin todetaan, että moderneissa tuulivoimaloissa häiritseviä äänikomponentteja ei pitäisi syntyä, joten 5 dB:n lisäystarve ei ole todennäköistä [6]. Tämän raportin mallinnustuloksiin ei kyseistä lisäystä ole tällä perusteella tehty.
Päivä 7-22
55
45
45
asuinrakennukset [7]
loma-asunnot [7]
asuinrakennukset [6]
Yö 22-7
50
40
40
Taulukko 2: Mallinnustulosten arvioinnissa sovellettavat ohjearvot.
3
3.1
Melumallinnuksen lähtötiedot
Maastoaineistot
Alueen maanpinnan korkeuserot on saatu Maanmittauslaitoksen korkeusmallista
25 (käyttölupa [3]). Korkeusdatan resoluutio on 25 m ja tarkkuus 2 m. Suunniteltuja turbiineja lähimmät asuinrakennukset sijaitsevat alueen pohjoispuolella 500900 metriä turbiinista 5 koilliseen ja 700-800 metriä luoteeseen. Lisäksi tuulipuiston läheisyydessä on joitakin rakennuksia noin kilometrin etäisyydellä turbiinista
2 länteen. Lähellä olevat rakennukset ovat muuten vakituisia asuinrakennuksia,
mutta yksi länsipuolella olevista rakennuksista on loma-asunto.
3.2
Turbiinityypit
Melumallinnus tehtiin kahdella eri turbiinityypillä, joiden lähtömelutasot olivat 102
dB(A) ja 105 dB(A) (tuulen nopeus 8 m/s 10 m korkeudella). Mallinnuksessa molempien turbiinityyppien napakorkeus oli 100 m.
Taulukossa 3.2 on esitetty melumallissa turbiineille asetetut melutasot oktaavikaistoittain, jotka vastaavat turbiinien melutasoja 102 tai 105 dB(A). Alueen tuulisuus on suurimman osan ajasta matalampaa kuin 8 m/s 10 metrin korkeudella,
jolloin turbiinien melutaso on myös matalampi. Tulokset antavat siis arvion turbiinityyppien korkeimmasta melutasosta ympäristössä.
taajuus [Hz]
102 dB(A)
105 dB(A)
31.5
78.4
80
63
88.1
82.4
125
92.3
93
250
94.7
96
500
95.7
99.8
1000
96.6
100.1
2000
93.2
96.5
4000
86.2
89.6
8000
70.3
85.7
Taulukko 3: Mallinnuksessa käytetyt turbiinien melutasot taajuuskaistoittain
[dB(A)].
6
4
4.1
Melumallinnuksen kuvaus
Laskennan parametrit
Melumallinnus on suoritettu ISO 9613-2 laskentastandardin mukaisesti WindFarmerohjelmalla [1, 8]. Laskennassa on otettu huomioon maaston korkeuserot ja äänen geometrinen vaimeneminen ilmakehässä. Maaston aiheuttama vaimennus
on huomioitu kertoimella 0.5 asteikolla 0-1, jossa arvo 0 vastaa akustisesti vaimentamatonta pintaa (veden pinta, tasainen maa) ja arvo 1 tiheää metsää. Melun leviäminen on laskettu 10x10 m hilapisteistöön 2 metrin korkeudelle maanpinnasta.
Vaimennuskertoimet äänen geometriselle vaimennukselle on laskettu seuraavassa säätilanteessa: Lämpötila 10 C, ilmanpaine 101.325 kPa ja ilman suhteellinen kosteus 70 %, mikä on tavanomainen valinta. Turbiinien melun jaksollisuutta
ja amplitudimodulaatiota ei ole tässä otettu huomioon.
4.2
Epävarmuuden arviointi
Äänen eteneminen ja vaimeneminen riippuvat sääolosuhteista ja maaston ominaisuuksista äänen etenemisreitillä. Ominaisuudet vaihtelevat vuodenaikojen suhteen. Epävarmuutta sisältyy myös turbiinien aiheuttamaan melutasoon. Tässä raportissa on pyritty käyttämään tarkasteltujen turbiinityyppien korkeimpia melutasoja, jotta melun leviämiselle saadaan worst-case estimaatti. ISO 9613-2 menetelmän tulosten tarkkuudeksi arvioidaan tyypillisesti ±3 dB [8].
5
Tulokset
Melun leviäminen esitetään karttakuvina 2 ja 3, joihin on merkitty melutasojen
35, 40, 45 ja 50 dB tasa-arvokäyrät. Nämä ovat tulosten arvioinnissa käytettäviä
ohjeellisia melutasoja. Kuvat vastaavat turbiinien melutasoja tuulen nopeudella
8 m/s (10 metrin korkeudella). Kuva 2 esittää melun leviämistä lähtömelutasolla
102 dB(A) ja kuva 3 lähtömelutasolla 105 dB(A).
Tuulipuistoa lähimpänä olevien 9 rakennuksen kohdilla on laskettu pisteittäiset
meluarvot, jotka on koottu taulukkoon 5. Rakennusten paikat on merkitty melukarttoihin, ja niiden paikkakoordinaatit on koottu taulukkoon 4.
Leviämiskuvien perusteella 40 dB(A) vyöhyke ulottuu pahimmassa tapauksessa noin 500 m etäisyydelle turbiineista (lähin rakennus). Yksikään rakennus ei
ulotu 40 dB(A) vyöhykkeelle, ja 102 dB(A) turbiinilla ainoastaan rakennukset 5 ja
9 ulottuvat 35 dB(A) vyöhykkeelle. 105 dB(A) turbiinilla lähes kaikki rakennukset
7
ovat 35-40 dB(A) vyöhykkeellä.
Kuva 2: Keskiäänitasot tuulipuiston ympäristössä turbiinin lähtömelutasolla 105
dB(A).
8
Kuva 3: Keskiäänitasot tuulipuiston ympäristössä turbiinin lähtömelutasolla 102
dB(A).
Rakennus
1
2
3
4
5
6
7
8
9
ETRS-TM35FIN
6845315
6845668
6845815
6846129
6846665
6846887
6847006
6846732
6846434
434140
434200
434382
434581
435716
435906
436589
436700
436684
Taulukko 4: Tuulipuistoa lähimpien rakennusten paikkakoordinaatit.
9
rakennus
102 dB(A)
105 dB(A)
1
32.7
34.9
2
32.2
34.3
3
33.0
35.2
4
33.1
35.3
5
35.5
37.9
6
34.1
36.5
7
32.3
34.6
8
34.3
36.7
9
37.2
39.7
Taulukko 5: Lähimpien rakennusten kohdalla saavutetut melutasot [dB(A)].
6
Johtopäätökset
Mallinnustulosten perusteella lähellä olevien asuinrakennusten melutasot alittavat VNp 993/92 ohjearvot sekä päivällä että yöllä. Ympäristöministeriön suunnitteluohje asettaa tiukemmat ohjearvot melutasoille, mutta tässäkin tapauksessa melutasot alittavat päiväajan ohjearvon. Joidenkin turbiinien kohdalla ollaan
lähellä yöajan ohjearvoa 40 dB(A), kun turbiini toimii nimellistehollaan. Tällöin
turbiinia 3 lähimpänä olevien rakennusten kohdalla melutasot ovat mallinnuksen
epävarmuuden puitteissa lähellä ohjearvoa.
Meluvaikutusten vähentämiseksi turbiinia 3 voi olla suositeltavaa ajaa melun
kannalta alemmalla moodilla, ainakin yöaikaan, tai valita alemman melutason voimalaitosmalli. Toinen keino alentaa lähimpien rakennusten melutasoja on siirtää
turbiinia 3 hieman etelämmäksi.
Viitteet
[1] ISO 9613-2:1996, Acoustics – Attenuation of sound during propagation outdoors – Part 2: General method of calculation.
[2] C. Di Napoli, Tuulivoimaloiden melun syntytavat ja leviäminen, Suomen Ympäristö 4, 2007.
[3] Maanmittauslaitoksen avoimen tietoaineiston lisenssi - versio 1.0,
http://www.maanmittauslaitos.fi/avoindata_lisenssi_versio1_20120501
[4] D. Siponen, Noise Annoyance of Wind Turbines, VTT Research Report VTTR-00951-11, 2011.
[5] S. Uosukainen, Tuulivoimaloiden melun synty, eteneminen ja häiritsevyys,
VTT Tiedotteita 2529, 2010.
[6] Tuulivoimarakentamisen
9/2011, Helsinki 2011.
suunnittelu,
Ympäristöministeriön
raportteja
[7] VNp 993/92. Valtioneuvoston päätös melutason ohjearvoista. Annettu
29.10.1992.
10
[8] WindFarmer v. 4.2, Theory Manual, GL Garrad Hassan.
11