ABO WIND OY, HAAPAJÄRVI TUULIVOIMALAITOSTEN ME- LUMITTAUKSET

Transkriptio

1 Vastaanottaja ABO Wind Oy Asiakirjatyyppi Mittausraportti Päivämäärä Viite ABO WIND OY, HAAPAJÄRVI TUULIVOIMALAITOSTEN ME- LUMITTAUKSET

2 Päivämäärä Laatija Tarkastaja Janne Ristolainen Veli-Matti Yli-Kätkä Haapajärvellä sijaitsevan tuulivoimapuiston melumittaus Sisältää Maanmittauslaitoksen avoimen datan aineistoa. Viite (10)

3 SISÄLTÖ 1. JOHDANTO 3 2. TUULIVOIMALAITOSTEN MELUN OHJEARVOT 3 3. MELUMITTAUKSET Mittauspisteen sijainti Mittauslaitteet ja kalibrointi Mittaustapa Sääolosuhteet Voimalaitoksen toiminta mittausaikana 6 4. TULOKSET Melun tonaalisuus ja kapeakaistaisuus Melun impulssimaisuus TULOSTEN TULKINTA JA JOHTOPÄÄTÖKSET 10 2(10)

4 1. JOHDANTO Ramboll on mitannut ABO Wind Oy:n Haapajärvellä sijaitsevan tuulivoimapuiston aiheuttamaa melua puiston ympäristössä. Mittauksen tavoitteena oli verrata tuulivoimapuiston toimiessa mitattua melutasoa ennen voimalaitosten rakentamista mallinnettuun melutasoon. Mittauspaikkaa lähimmät tuulivoimalat 1 ja 2 ovat Vestasin valmistamaa mallia V126, niiden napakorkeus on 137 m ja ne on rakennettu vuonna Työ on tehty ABO Wind Oy:n toimeksiannosta, josta yhteyshenkilönä on toiminut Amanda Cardwell. Työstä on vastannut Ramboll Finland Oy:ssä Janne Ristolainen. 2. TUULIVOIMALAITOSTEN MELUN OHJEARVOT Valtioneuvoston asetuksessa 1107/2015 on annettu tuulivoimaloiden ulkomelutason ohjearvot. Ohjearvot on annettu absoluuttisina lukuarvoina, joissa ei huomioida taustamelua. Asetusta sovelletaan maankäyttö- ja rakennusalan mukaisessa maankäytön ja rakentamisen suunnittelussa, lupamenettelyissä ja valvonnassa sekä ympäristönsuojelulain mukaisessa lupamenettelyssä ja valvonnassa. Tuulivoimalan toiminnasta aiheutuvan melupäästön takuuarvon perusteella määritelty laskennallinen melutaso ja valvonnan yhteydessä mitattu melutason eivät saa ulkona ylittää melulle altistuvalla alueella melun A-taajuuspainotetun keskiäänitason (ekvivalenttitason L Aeq) ohjearvoja taulukossa 1 esitetyn mukaisesti. Taulukko 1. Valtioneuvoston asetuksen mukaiset tuulivoimaloiden ulkomelutason ohjearvot 1107/2015 Ulkomelutason LAeq päivällä klo 7-22 Ulkomelutason LAeq yöllä klo 22-7 Pysyvä asutus 45 db 40 db Loma-asutus 45 db 40 db Hoitolaitokset 45 db 40 db Oppilaitokset 45 db - Virkistysalueet 45 db - Leirintäalueet 45 db 40 db Kansallispuistot 40 db 40 db Elinympäristöön vaikuttavaa toimintaa suunniteltaessa ja järjestettäessä sekä tällaista toimintaa harjoitettaessa huomioon otettavista sisämelutasoista säädetään terveydensuojelulaissa (763/1994) ja sen nojalla annetuissa säännöksissä. Valvonnan yhteydessä saatuun mittaustulokseen tehdään 5 db lisäys, mikäli tuulivoimalan melu on impulssimaista tai kapeakaistaista altistuvalla alueella. 3. MELUMITTAUKSET Mittaukset tehtiin ympäristöministeriön ohjeessa 4/2014 esitetyllä mittausmenettelyllä A. 3.1 Mittauspisteen sijainti Koska mittauksella ei ollut tavoitteena mitata melutasoa jonkun tietyn asuintalon tai muun melulle altistuvan kohteen läheisyydessä, oli mittauspisteen valinnassa hieman enemmän vapautta ympäristön suhteen. Alustava mittauspisteen sijainti valittiin siten, että se sijaitsisi mallinnuksen (FCG ) mukaisen 40 db meluvyöhykkeen kohdalla tai tuntumassa. Mittauspaikan valinnassa kiinnitettiin huomiota myös mittausympäristön avoimuuteen, tavoitteena mittauspaikka, joka ei sijaitsisi aivan metsän keskellä, vaan avoimemmalla paikalla. Tällainen paikka löytyi voimalaitos nro 1 koillispuolelta. 3(10)

5 Alustava mittauspaikka Kuva 1. Mallinnuskartta ja alustava melumittauspaikka. Kuvassa 2 on esitetty mittauspisteen sijainti. Ilmakuvasta nähdään kasvillisuusvyöhykkeiden rajat, niihin ei ollut tullut oleellisia muutoksia eikä puusto ei ollut oleellisesti kasvanut ilmakuvan ottamisen jälkeen. Mittauspiste sijaitsi noin 550 m etäisyydellä tuulivoimalasta koilliseen. mittauspiste Lähin tuulivoimala nro 1 Kuva 2. Mittauspisteen sijainti, etäisyys voimalan ja mittauspisteen välillä 550 m. 4(10)

6 3.2 Mittauslaitteet ja kalibrointi Ympäristömelumittaus tehtiin ympäristöministeriön ohjeen Tuulivoimalaitosten melun mittaaminen (Ohje 4/2014) mukaan. Mittauksessa käytettiin tarkkuusluokan 1 vaatimukset täyttävää Sinus Soundbook tarkkuusäänitasomittaria. Mittaus tehtiin samanaikaisesti kahdella kanavalla, joista toisessa mikrofoni oli sijoitettu jalustalle 1,5 m korkeudelle maasta ja toisessa kanavassa mikrofoni oli sijoitettu halkaisijaltaan 1,0 m olevan pyöreän mittauslevyn päälle. Jalustalla oleva mikrofoni oli varustettu vakiotuulisuojalla, mittauslevyn päälle sijoitettu mikrofoni oli varustettu sekä primäärisellä että sekundäärisellä tuulisuojalla. Melumittarit kalibroitiin Ono Sokki -vakioäänilähteellä, joka antaa 94 db vakioäänitason 1000 Hz taajuudella. Kuvissa 3 ja 4 on esitetty mikrofonin sijoittaminen mittauslaudalle sekä mittauslaitteisto. Valokuva ei ole tästä mittauksesta, sillä mittauksen aikaan oli liian pimeää. Kuva 3. Mikrofonin asentaminen mittauslaudalle. Kuva 4. Kuva Rambollin mittauslaitteistosta (kuva ei tämän raportin mittauksesta). 3.3 Mittaustapa Mittaus tehtiin valvottuna. Mittauksessa tallennettiin 0,1 s ekvivalenttimelutasoja mittarin muistiin. Mittausjakson kesto oli 1 h 22 min klo 22:40-23:52. Mittauksen aikana Haapajärven tuuli- 5(10)

7 voimapuiston kaikki voimalaitokset olivat pysäytettyinä 22:40-23:15 välisen ajan ja toiminnassa klo 23:17 lähtien. Sekä tuulivoimalaitoksen toiminnan aikainen mittausjakso että taustaäänitason mittausjakso tuulivoimalaitokset pysäytettynä olivat yhtä pitkät, 35 minuuttia. Melun kapeakaistaisuutta arvioitiin mittausohjeen 4/2014 mukaisesti standardissa IEC esitetyllä tavalla. Melun impulssimaisuutta arvioitiin sekä kuulohavainnoin että standardin NT 112 esittämällä tavalla. 3.4 Sääolosuhteet Mittausten aikainen tuulitieto saatiin lähimmältä tuulivoimalaitokselta nro 1 sekä mittauspaikan yhteyteen pystytetystä säähavaintoasemasta (Davis Vantage Pro). Molemmissa tallennettiin 1 min keskiarvoja. Voimalaitoksen tuulitietojen mukaan tuuli kävi mittausaikana suunnasta , joten mittauspiste oli mittausohjeen vaatimusten mukaisesti ±45 sektorissa lähimmästä tuulivoimalaitoksesta katsottuna. Voimalaitoksen napakorkeudella mitattu tuulennopeus vaihteli mittausaikana välillä 8,5-11,2 m/s. Vastaavasti mittauspisteen yhteydessä olleen säähavaintoaseman tuulimittauksen (h=9 m) tulokset olivat välillä 0-3,1 m/s. Kaavio 1.Tuulen nopeus mittausaikana (1 min keskiarvot) Mittausaikana oli heikko lumisade ja maassa oli noin cm lumipeite. 3.5 Voimalaitoksen toiminta mittausaikana Laitosvalmistaja Vestasin antamien tietojen mukaan V126 tuulivoimalaitos saavuttaa suurimman äänitehotasonsa (L WA 107,5 db) kun tuulennopeus napakorkeudella ylittää 12 m/s. ABO Wind Oy:n toimittamien voimalaitoksen käyttö- ja tuotantotietojen mukaan lähin voimalaitos 1 oli mittausaikana toiminnassa seuraavasti: Taulukko 2. Voimalaitoksen käyttötiedot mittausaikana Tuulennopeus napakorkeudella Roottorin pyörintänopeus mittausaikana Voimalaitoksen sähköteho 8,5 11,2 m/s 12,7 13,0 kierr/min 2,7 3,3 MW Tuulennopeus ei mittausaikana yltänyt arvoon 12 m/s, joten tuulivoimalaitos ei mittauksen aikana toiminut aivan suurimmalla ilmoitetulla äänitehotasolla. Kuitenkin laitosvalmistajan ilmoituksen mukaan tuulennopeudella 10,6 m/s äänitehotaso on jo 107,3 db ja tuulennopeudella 9 m/s vastaavasti 107 db, joten mittauksen tuulivoimalan meluntuotto oli varsin lähellä maksimia. 6(10)

8 4. TULOKSET Tulokset on esitetty taulukossa 2. Melumittauspöytäkirjat on esitetty liitteessä 1. Mittaustuloksista on poistettu mittauksiin kuulumattomat selvimmät (pääosin mittaajan liikkumisesta aiheutuneet) häiriöäänet. Taulukko 2. Mittaustulokset mittauksissa. Voimalan toiminta Aika Mitattu keskiäänitaso LAeq, db Taustaäänikorjattu keskiäänitaso LAeq, corr, db Mittausepävarmuus käynnissä 23:16-23:52 40,2 40,0 levy ± 3 db käynnissä 22:44-23:15 41,1 40,8 jalusta ± 3 db seis (taustaääni) 23:16-23:52 26,6 - levy ± 3 db seis (taustaääni) 22:44-23:15 29,3 - jalusta ± 3 db Mittaustulosten epävarmuustaso on määritetty soveltaen standardissa IEC esitettyä epävarmuuden määrittämistä. Kaaviossa 5 on esitetty mittauslaudalla ja jalustalla mitattujen melutasojen hetkellisvaihtelu mittausaikana. Kaaviosta ja taulukon 2 mittaustuloksista huomataan, että tuulesta aiheutuva taustaäänitaso mittauspisteessä oli huomattavan alhainen, jopa db pienempi kuin melutaso tuulivoimalan toiminnan aikana. Kaavio 5. Melun hetkellisvaihtelu (1 s). Kaavioissa 6 ja 7 on esitetty mitatut 1 min keskiäänitasot tuulennopeuden mukaan jalustalla ja mittauslaudan päältä mitattuna. Jalustalla oleva mikrofoni on alttiimpi äänille, jotka syntyvät tuulen pyörteillessä mikrofonin ympärillä verrattuna mittauslevylle asennettuun mikrofoniin, jossa lisäksi käytettiin sekundääristä tuulisuojaa. Mittauslevyllä mitatut äänitasot olivat tuulivoimalan toiminnan aikana keskimäärin noin 0,9 db pienempiä kuin jalustalla mitatut äänitasot, voimalaitoksen ollessa pysäytettynä vastaava ero oli 2,7 db. 7(10)

9 Kaavio 6. Melutaso tuulennopeuden mukaan, 1 min keskiarvot, mikrofoni jalustalla. Kaavio 7. Melutaso tuulennopeuden mukaan, 1 min keskiarvot, mikrofoni mittauslevyn päällä. Kaaviossa 8 on esitetty esimekki tuulivoimalaitoksen toiminnan aikaisen melun taajuusjakaumasta 1/3-oktaavikaistoittain. 8(10)

10 Kaavio 8. Esimerkki melun taajuusjakaumasta tuulivoimalan toiminnan aikana, 1 min painottamattomat keskiarvot. 4.1 Melun tonaalisuus ja kapeakaistaisuus Ympäristöministeriön mittausohjeen mukaan kohti analysoitiin viisi minuutin kestävää jaksoa napakorkeuden tuulen nopeusalueella 10 m/s. Jakso jaettiin kahteentoista 10 sekunnin jaksoon, joista määritettiin 12 energiakeskiarvoistettua kapeakaistaista spektriä Hanning-ikkunointia käyttäen. Lisäksi käytetylle taajuusresoluutiolle on annettu tietty vaihteluväli. Kullekin spektrille määritetään ääneksen tai ääneksien äänenpainetaso, ääneksen ympärillä olevan kriittisen kaistanleveyden peiteäänen äänenpainetaso sekä ääneksen tonaalisuus näiden äänenpainetasojen erotuksena. Lisäksi standardissa IEC määritellään kunkin näytteistä havaitun ääneksen kuultavuus (tonal audibility). Standardissa on vielä annettu tietyt ehdot ja vain nämä ehdot täyttävät äänekset tulee raportoida. Tehdyn mittauksen taajuusresoluutio oli 1,562 Hz. Ympäristöministeriön ohjeen mukaan taajuusresoluution tulee olla alle 2 khz taajuusalueella 2 Hz, joten tässä käytetty resoluutio antaa hieman tarkemman tuloksen. Mittaustuloksia analysoitaessa havaittiin yhdessä näytteessä mahdollista tonaalisuutta aivan sovellettavan taajuusalueen (20 Hz Hz) alarajalla. Määritetty ääneksen kuultavuus (tonal audibility ΔL a,k) oli 4,36 db. Muissa näytteissä ei havaittu kapeakaistaisuutta. Havaittujen kapeakaistaisuuksien, joissa ΔL a,k -3,0 db, määrä oli alle 20 % analysoiduista näytteistä, joten se raportoidaan IEC standardin mukaisesti ei oleellisena ääneksenä (no relevant tones). Kaavio 9. Voimakkain mittaustuloksista analysoitu kapeakaistaisuus taajuudella 20 Hz. 9(10)

11 4.2 Melun impulssimaisuus Melun impulssimaisuus määritettiin standardissa Nordtest NT 112 määritellyllä tavalla sekä tuulivoimalaitoksen käynnin aikana että voimalaitoksen ollessa pysähdyksissä. 0,1 s mittausdatasta määriteltiin äänitason nousunopeus (onset rate) ja äänitasoero (level difference) ja mikäli standardissa määritetty nousunopeuden kynnysarvo ylittyi, myös impulssin huomattavuus (Predicted Prominennce, P). Huomattavuuden perusteella laskettiin äänitasoon tehtävä korjaustermi K i. Koska mittauksen kesto oli noin 30 minuuttia sekä laitoksen käydessä että sen ollessa seis, määritettiin kummallekin tilanteelle huomattavuus ja korjaustermi suurimman impulssin perusteella. Voimalaitos käynnissä Voimalaitos seis mikrofoni jalustalla mikrofoni jalustalla mikrofoni jalustalla mikrofoni jalustalla P 5,9 6,4 5,7 6,1 K i 1,6 2,5 1,3 2,1 Ympäristöministeriön ohjeen 4/2014 mukaisesti melu on impulssimaista, jos arvioitu korjaus K i on suurempi kuin 3 db. Näin ollen tässä mittauksessa melun ei todeta olevan impulssimaista. 5. TULOSTEN TULKINTA JA JOHTOPÄÄTÖKSET Tehdyn mittauksen perusteella mittaustulos ja ennen voimalaitoksen rakentamista mallinnettu melutaso vastaavat varsin hyvin toisiaan. Melumallinnuksen tuloskartasta ei pysty lukemaan aivan täsmällistä melutasoa mittauspaikassa, mutta kartan perusteella mallinnettu melutaso on noin db siinä paikassa, jossa mittaus suoritettiin. Mittauslaudalta mitattu toiminnan aikainen taustaäänikorjattu melutaso oli L Aeq, corr 40 db ja 1,5 m korkealla jalustalla olevalla mikrofonilla mitattu melutaso oli vastaavasti 41 db. Voimalaitosten ollessa pysäytettyinä mitatut taustaäänitasot olivat db, joten voimalaitosten äänen voidaan todeta hallinneen mittauspaikan äänimaisemaa. Melun ei todettu olevan kapeakaistaista tai impulssimaista. Laitosvalmistaja Vestasin antamien tietojen mukaan V126 tuulivoimalaitos saavuttaa suurimman äänitehotasonsa (L WA 107,5 db) kun tuulennopeus napakorkeudella ylittää 12 m/s. Tuulivoimalaitoksen toimiessa tehdyn mittauksen aikana tuulen nopeus voimalaitoksen napakorkeudella oli 9,0-10,9 m/s. Tuulivoimalaitoksen toimiessa mitatuissa melutasoissa ei havaittu merkittävästi nousua tuulennopeuden mukana, joten voidaan olettaa tuulivoimalaitoksen toimineen lähes samalla ääniteholla koko mittauksen ajan. Tuulennopeus ei mittausaikana yltänyt arvoon 12 m/s, joten tuulivoimalaitos ei mittauksen aikana toiminut aivan suurimmalla ilmoitetulla äänitehotasolla. Kuitenkin laitosvalmistajan ilmoituksen mukaan tuulennopeudella 10,6 m/s äänitehotaso on jo 107,3 db ja tuulennopeudella 9 m/s vastaavasti 107 db, joten mittauksen tuulivoimalan meluntuotto oli varsin lähellä maksimia. Ympäristöministeriön ohjeen 4/2014 (Tuulivoimalaitoksen melun mittaaminen altistuvassa kohteessa) mukaan mittauslevyn päältä mitattu melutaso tulisi korjata vapaakenttäarvoksi vähentämällä mitatusta äänitasosta 6 db. Tässä mittauksessa mittauslevyn päältä mitatut äänitasot olivat tuulivoimalaitoksen toiminnan aikana noin 1 db pienempiä kuin jalustalla mitatut äänitasot. Mittaustilanteessa äänen heijastuminen mittauslevystä mikrofoniin ei liene ollut täydellistä, minkä levyn vaikutus 6 db edellyttäisi. Mittauslevyä käytetään yleensä tuulivoimalaitosten melupäästön mittauksissa, joissa mittausetäisyys on tyypillisesti lyhyempi ja ääni saapuu mittauspaikkaan ylempää, jolloin heijastuneen äänen osuus saattaa olla suurempi. Mittausaikana maassa oli noin cm lumipeite, joka on sekin saattanut vaikuttaa maan pinnassa olleen mittauslevyn päältä mitattuihin tuloksiin. 21. tammikuu 2019 RAMBOLL FINLAND OY Janne Ristolainen projektipäällikkö Veli-Matti Yli-Kätkä projektipäällikkö 10(10)