M+P - raadgevende ingenieurs Müller-BBM groep geluid trillingen lucht bouwfysica
Het reken- en meetvoorschrift voor windturbines 2010 (concept)
E. Nieuwenhuizen Met dank aan: M. v.d. Berg (VROM) G. Geertsema (KNMI) 1
GTL 2009
Overzicht
▪ Inleiding ▪ Emissiemeetmethode ▪ Rekenmethode
2
GTL 2009
Huidige systematiek Inleiding
Meten en rekenen: HMRI-1999 Verwijzing naar emissiemeting in IEC 61400-11 Praktijk: normering volgens WNC
3
GTL 2009
Knelpunt Inleiding
2002-2006: Onderzoek RUG (De Lethe), “v.d. Berg-effect” ‘s nachts minder wind aan de grond, maar meer wind op 100m 200
50
stabiel
160
WNC-40
neutraal
46
instabiel
120 80
38
40
34
0
5 hoogte [m] - windsnelheid [m/s]
GTL 2009
stabiel
42
0
4
neutraal
10
30 0
5
10
L Aeq [dB(A)] - windsnelheid op 10 m [m/s]
Principe van het nieuwe RMVW Inleiding
▪ Bepaling van de jaargemiddelde geluidsbelasting Lden ▪ Jaargemiddelde geluidsvermogen berekenen met de lokale meteostatistiek op ashoogte (KNMI) ▪ Zo veel mogelijk aansluiten bij huidige systematiek ▪ Emissiemeetmethode en rekenmethode ▪ Alle windturbines met horizontale as
5
GTL 2009
Windturbines Inleiding
Geluidsrelevante kenmerken ▪ Bovenwindse rotor ▪ Driebladige rotor ▪ Variabel toerental ▪ Pitch control ▪ Toenemende masthoogte en rotordiameter
6
GTL 2009
Meting geluidsvermogen (1/5) Standaardmeetmethode
Bepaling windsnelheidsafhankelijke geluidsvermogen: ▪ Meting benedenwinds, afstand R=H+D/2 ▪ Microfoon op reflecterende plaat ▪ Meten bij relevante windsnelheden, gerelateerd aan ashoogte ▪ Min. 30 metingen van 1 minuut; min. 3 metingen per windsnelheidsklasse ▪ Corrigeren voor achtergrondgeluid, indien nodig ▪ Windsnelheid op ashoogte bepalen via power curve methode
7
GTL 2009
Meting geluidsvermogen (2/5) Standaardmeetmethode
Afleiden windsnelheid op ashoogte uit power curve
8
GTL 2009
Meting geluidsvermogen (3/5) Standaardmeetmethode
Dataververking: ▪ Data fitten met polynoom ▪ Bereken eq. geluidsniveau bij iedere gehele windsnelheid Vervolgens:
(
LW ,i , j = Leq ,i , j − 6 + 10 lg 4πR12
) Leq [dB(A)] - VH (m/s)
9
GTL 2009
Meting geluidsvermogen (4/5) Standaardmeetmethode 110
105
100
Enercon E-70 (2,3 MW)
95
Siemens SWT-2.3-93 (2,3 MW) Vestas V90-3,0 MW Noise Mode 0 (3,0 MW) Vestas V90-3,0 MW Noise Mode 2 (3,0 MW) 90 0
5
10
15
geluidsvermogen [dB(A)] - windsnelheid op ashoogte [m/s]
10
GTL 2009
20
Meting geluidsvermogen (5/5) Standaardmeetmethode windrichting
Verschillen met IEC-61400: ▪ Windsnelheid op ashoogte niet
D
afleiden uit meting op lage hoogte ▪ Meten bij alle relevante
R1 H
windsnelheden P1(ref. meetpunt) R0=H+D/2 11
GTL 2009
Meting richtwerking Standaardmeetmethode
▪ Aerodynamisch geluid heeft dipoolkarakter ▪ Geluidsuitstraling in het rotorvlak lager dan in asrichting ▪ Optie: effect bepalen door rondom meten (simultaan)
12
GTL 2009
Basisformules Standaardrekenmethode
Lden
Ldag Lavond + 5 Lnacht +10 ⎞ ⎛ 12 4 8 ⎜ ⎟ 10 10 + 10 10 ⎟ = 10 lg⎜ 10 10 + 24 24 ⎜ 24 ⎟ ⎝ ⎠
Leq = LE - ∑D - Cm
Asymmetrische windroos verrekenen
Methode II.8 HMRI-1999 ∑D = Dgeo + Dlucht + Dbodem +… Convolutie van bronvermogen met windstatistiek Optioneel: richtwerking verrekenen 13
GTL 2009
Emissieterm LE Standaardrekenmethode
Berekening jaargemiddelde geluidsvermogen: ⎞ ⎛ Vco U LW ,i , j / 10 ⎟ j ⎜ LE = 10 lg⎜ ( 10 ) ⎟ + ΔL ⎟ ⎜ j =V 100 ⎠ ⎝ ci
∑
effect van richtwerking geluidsvermogen bij windsnelheid j frequentie van voorkomen windsnelheid j 14
GTL 2009
Windsnelheidsverdeling (1/2) Standaardrekenmethode
▪ Meerjarige windstatistiek van KNMI ▪ windsnelheidsklasses van 1-25 m/s ▪ ±200 roosterpunten boven NL ▪ Hoogtes: 80-120 m, in stappen van 10 m ▪ Locale windsnelheidsverdeling op ashoogte interpoleren ▪ Onderscheid dag, avond, nacht ▪ (Gebruik van andere datasets is ter beoordeling van BG) 15
GTL 2009
Windsnelheidsverdeling (2/2) Standaardrekenmethode 12 dag avond
frequentie van voorkomen [%]
10
nacht
8
6
4
2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
0 w indsnelheid op 100 m
16
GTL 2009
Meteocorrectieterm Cmeteo (1/3) Standaardrekenmethode
Windverdeling over de windroos in asymmetrisch: ▪ 50% van de tijd komt de wind uit ZW richting ±60° ▪ 75% van de windenergie komt uit ZW richting ±60° Effecten: ▪ Gemiddelde overdrachtsdemping in NO-richting lager dan in andere richtingen ▪ Windturbines: door koppeling windsnelheid en bronvermogen is dan de geluidsemissie ook hoger 17
GTL 2009
Meteocorrectieterm Cmeteo (2/3) Standaardrekenmethode
geluidsbelasting op grote afstand van de bron 4 3
5 cos( β − 45°) 2
2 1
360
315
270
225
180
135
90
-1
45
0
0
-2 -3 -4
x: oriëntatie bron-ontvanger in graden (0=Noord) y: verschil tussen locale en rondom gemiddelde geluidsbelasting 18
GTL 2009
Meteocorrectieterm Cmeteo (3/3) Standaardrekenmethode
r ≤ 10(hb+ho): r > 10(hb+ho):
Cmeteo = 0
⎡ ⎛ h + h0 ⎞⎤ ⎡ 1 ⎤ Cmeteo = 5 ⎢1 − 10⎜ b ⎟⎥ ⎢1 − cos( β − 45°)⎥ ⎝ r ⎠⎦ ⎣ 2 ⎦ ⎣
Alleen van toepassing bij grote afstanden
19
GTL 2009
Tot slot
Vragen?
20
GTL 2009
