RAPORTTI , V CPC FINLAND OY Huso-Pöylän tuulivoimapuisto. Varjostusselvitys

Transkriptio

1 RAPORTTI , V136 CPC FINLAND OY Huso-Pöylän tuulivoimapuisto Varjostusselvitys

2 Kaikki oikeudet pidätetään Tätä asiakirjaa tai osaa siitä ei saa kopioida tai jäljentää missään muodossa ilman Pöyry Finland Oy:n antamaa kirjallista lupaa.

3 Sisäinen tarkistussivu Asiakas Otsikko Projekti Vaihe CPC Finland Oy Varjostusselvitys Huso-Pöylän tuulivoimapuisto Työnumero Piirustus/arkistointi/sarjanro , V136 Tiedoston nimi Huso-Poyla_vilkuntaselvitys_ docx Tiedoston sijainti Järjestelmä Microsoft Word 14.0 Ulkoinen jakelu Sisäinen jakelu Laatijat Vastaava yksikkö CPC Finland Oy / Erik Trast Pöyry Finland Oy / Arkisto Iida Sointu Pöyry Finland Oy / EBG Hydropower & Renewable Energy Raportti Alkuperäinen Dokumentin pvm Laatija/asema/allekirj. Iida Sointu / Vilkunta-asiantuntija Dokumentin pvm Tarkistaja/asema/allekirj. Ilona Välimaa / Vilkunta-asiantuntija

4 Esipuhe Tämä raportti on Pöyryn laatima Huso-Pöylän tuulipuiston varjostusselvitys, jossa on selvitetty Huso-Pöylän tuulipuiston aiheuttaman varjon vilkunnan vaikutukset puiston lähiympäristöön. Selvityksen on tilannut CPC Finland Oy. Yhteystiedot Iida Sointu PL 4 (Jaakonkatu 3) FI Vantaa Finland Kotipaikka Vantaa Y-tunnus Puh Faksi Pöyry Finland Oy

5 Tiivistelmä CPC Finland Oy suunnittelee Saloon ja Paimioon 8 voimalan Huso-Pöylän tuulipuistoa. Tässä selvityksessä on arvioitu Huso-Pöylän tuulipuiston varjon vilkunnan vaikutuksia lähialueille. Huso-Pöylän tuulipuiston aiheuttamaa varjon vilkuntaa analysoitiin laskennallisin menetelmin. Tarkastelussa käytettiin Vestaksen V136 voimalaa, jonka roottorin halkaisija on 136 m ja napakorkeus 132 m (voimalan kokonaiskorkeus 200 metriä). Ensimmäinen mallinnus tehtiin niin sanotulla konservatiivisella laskentamenetelmällä, joka ei huomioi varjon vilkuntaa vähentäviä tekijöitä, kuten pilvisyyttä. Jotta saataisiin realistisempi kuva odotettavissa olevasta vilkunnan määrästä, mallinnus on suoritettu konservatiivisen laskentamenetelmän lisäksi myös huomioiden pitkän aikavälin auringonpaistetilastot ja alueen tuulisuusjakauma. Varjon vilkunnan realistinen esiintyminen laskettiin vuositasolla koko hankealueen kattavana karttana. Lisäksi hankealueelta ja sen ympäristöstä määritettiin 25 reseptoripistettä, joille laskettiin yksityiskohtaisemmat tulokset. Selvityksen tulosten perusteella voidaan todeta, että Huso-Pöylän hankealueen ympäristössä varjon vilkunta on paikoittain runsasta tarkastellulla Vestaksen voimalatyypillä ja napakorkeudella. Realistisen mallinnuksen tulokset ylittävät Ruotsissa käytössä olevat maksimi vilkunnan määrän ohjearvot 9 asutuskohteessa. Mallinnuksissa ei ole huomioitu kasvillisuuden vähentävää vaikutusta vilkunnan havaitsemiseen, jolloin etenkin kesäaikainen vilkunnan määrä yliarvioidaan. Varjon vilkuntaa voidaan tarvittaessa ehkäistä pysäyttämällä vilkuntaa aiheuttavat turbiinit kriittiseen aikaan.

6 Sivu 1 (10) Sisältö Yhteenveto 1 YLEISTÄ Varjon vilkkuminen Sovellettavat raja- ja ohjearvot 2 2 ARVIOINTIMENETELMÄT JA ARVIOINNIN EPÄVARMUUDET Arviointimenetelmät Arvioinnin epävarmuudet 4 3 VAIKUTUSTEN ARVIOINTI Huso-Pöylän tuulipuisto 5 4 YHTEENVETO 9 KIRJALLISUUSVIITTEET 10

7 Sivu 2 (10) 1 YLEISTÄ Saloon ja Paimioon suunnitellaan 8 voimalan Huso-Pöylän tuulipuistoa. Ohessa on esitetty tuulivoimapuiston voimaloiden sijaintikoordinaatit. Taulukko 1-1. Mallinnuksessa käytetyt voimaloiden sijainnit (ETRS-TM35FIN koordinaatistossa). Voimala Itäkoordinaatti Pohjoiskoordinaatti (m) (m) WT WT WT WT WT WT WT WT Alueen läheisyydessä sijaitsee asuin- ja lomarakennuksia, joihin tuulivoimalat mahdollisesti aiheuttavat varjon vilkuntaa. Tämän selvityksen tarkoituksena on selvittää Huso-Pöylän tuulipuiston varjonvilkuntavaikutus lähimpiin asuin- ja lomarakennuksiin. 1.1 Varjon vilkkuminen Tuulivoimala voi aiheuttaa lähiympäristöönsä varjon vilkuntaa, kun auringon valo paistaa tuulivoimalan takaa ja osuu käynnissä olevan tuulivoimalan pyöriviin lapoihin. Tällöin lapojen pyöriminen aiheuttaa liikkuvan varjon, joka voi ulottua jopa 1 3 kilometrin päähän. Vilkunnan kantama ja kesto riippuvat siitä, missä kulmassa auringon valo osuu lapoihin, lapojen pituudesta ja paksuudesta, tornin korkeudesta, maaston muodoista, ajankohdasta sekä näkyvyyttä vähentävistä tekijöistä kuten kasvillisuudesta ja pilvisyydestä. Tuulipuistojen lähiympäristöön leviävä varjon vilkunta ajoittuu usein ajankohtaan juuri auringonnousun jälkeen tai auringonlaskua ennen, jolloin voimaloiden varjot ylettyvät pisimmälle. Muulloin varjot jäävät lyhyiksi voimaloiden läheisyyteen. Tuulivoimalan aiheuttama varjon vilkunta saattaa aiheuttaa häiriötä esimerkiksi voimaloiden läheisyydessä asuville asukkaille. 1.2 Sovellettavat raja- ja ohjearvot Suomessa ei ole raja-arvoja koskien tuulivoimaloista aiheutuvaa vilkkumisvaikutusta tai olemassa olevia suosituksia sen mallintamisesta. Ympäristöhallinnon ohjeen (Ympäristöministeriö 2012) mukaan Suomessa vilkunnan vaikutusten arvioinnissa on suositeltavaa käyttää apuna muiden maiden suosituksia. Vilkkumisvaikutusten arvioinnin taustaksi esitellään seuraavaksi Saksassa, Ruotsissa ja Tanskassa käytössä olevia raja-arvoja, ohjeita ja suosituksia. Ohjeistus Saksassa Saksassa on annettu yksityiskohtaiset ohjeet vilkkumisvaikutuksen raja-arvoista ja mallinnuksesta (WEA-Shcattenwurf-Hinweise 2002). Saksan ohjeistuksessa annetaan kolme erilaista raja-arvoa suurimmalle sallitulle tuulipuistosta syntyvälle vilkuntavaikutukselle:

8 Sivu 3 (10) korkeintaan 30 tuntia vuodessa niin sanotussa teoreettisessa maksimitilanteessa korkeintaan 30 minuuttia päivässä niin sanotussa teoreettisessa maksimitilanteessa mikäli voimalan automaattinen säätely on käytössä, niin sanottu realistinen vilkkumisvaikutus tulee rajoittaa korkeintaan kahdeksaan tuntiin vuodessa. Ohjeistus Ruotsissa Ruotsissa ei ole virallisia raja-arvoja vilkkumisvaikutukselle, vaan ainoastaan suositukset (Boverket 2009), jotka perustuvat Tanskassa olevaan ohjeistukseen. Näiden mukaan niin sanotussa teoreettisessa maksimitilanteessa vilkkumisvaikutusta saa syntyä korkeintaan 30 tuntia vuodessa. Niin sanottu realistinen vilkkumisvaikutus saa suositusten mukaan olla korkeintaan 8 tuntia vuodessa ja 30 minuuttia päivässä. Ohjeistus Tanskassa Tanskassa on suositus (Danish Wind Industry Association), että niin sanotussa realistisessa tilanteessa vilkkumisvaikutusta saa syntyä korkeintaan 10 tuntia vuodessa. 2 ARVIOINTIMENETELMÄT JA ARVIOINNIN EPÄVARMUUDET 2.1 Arviointimenetelmät Tuulipuiston aiheuttaman varjon vilkunnan vaikutuksia arvioitiin laskennallisin menetelmin käyttäen tähän tarkoitukseen kehitettyä WindPRO-ohjelmiston SHADOWmallinnusmoduulia. Mallinnus on tehty Vestaksen V136-tuuliturbiineilla, joiden roottorin halkaisija on 136 metriä ja napakorkeus on 132 metriä. Voimalan kokonaiskorkeus on tällöin 200 metriä. Mallinnuksessa käytettyjen turbiinien sijaintikoordinaatit on esitetty aiemmin (Taulukko 1-1). Laskentamalli huomioi hankealueen sijainnin (auringonpaistekulma ja päivittäinen valoisa aika), tuulivoimaloiden sijoitussuunnitelman, voimaloiden aiheuttaman vilkunnan yhteisvaikutuksen, tuulivoimaloiden mittasuhteet (napakorkeus, roottorin halkaisija ja lapaprofiili), maaston korkeuskäyrät sekä valitut laskentaparametrit (Taulukko 2-1). Voimalan roottorin oletetaan pyörivän jatkuvasti ja olevan kohtisuorassa auringonsäteitä vastaan. Näillä oletuksilla ja laskentaparametreilla saadaan arvio aiheutuvasta teoreettisesta maksimivilkunnan määrästä.

9 Sivu 4 (10) Taulukko 2-1. WindPRO-ohjelmiston SHADOW-mallinnuksessa sovelletut laskentaparametrit. Laskennan aikaresoluutio Laskentasäde tuulivoimalan ympärillä Auringon korkeus merenpinnasta huomioitu minimikulma Maaston korkeusvaihteluiden vaikutus näkemiseen Kasvillisuuden vaikutus näkemiseen 1 minuutti Etäisyys, jolla vähintään 20 prosenttia auringosta on tuulivoimalan lavan peittämä. Laskentasäde tarkasteltavilla Vestas V136 -voimaloilla on 1838 metriä. 3 astetta (Mikäli auringonpaistekulma on alle 3 astetta, auringon valon oletetaan siroavan ilmakehässä niin paljon, ettei se aiheuta havaittavia varjoja.) Huomioitu eli vilkuntaa voi aiheutua havaintopisteeseen ainoastaan, mikäli maaston korkeusvaihtelut eivät estä näköyhteyttä tuulivoimalaan. Ei huomioitu Havaintokorkeus 1,5 metriä Laskentamenetelmä ei automaattisesti huomioi varjon vilkuntaan vaikuttavia ylimääräisiä tekijöitä, kuten pilvisyyttä. Jotta saataisiin parempi kuva odotettavissa olevasta vilkunnan todellisesta määrästä, on laskettu myös realistinen arvio vilkunnan määrästä. Realistinen arvio ottaa huomioon paikallisen tuulijakauman sekä auringonpaistehavainnot (verrannollinen alueen leveyspiiriin ja pilvisyyshavaintoihin). Tuulennopeusjakaumasta saadaan laskettua osuus ajasta, jolloin voimala ei pyöri, koska tuulennopeus on joko liian alhainen tai liian korkea suhteessa voimalatyypin käyntiväliin. Paikallinen tuulensuuntajakauma vaikuttaa roottorin suuntaukseen ja edelleen mallinnuksen laskentasäteeseen valittujen laskentaparametrien mukaisesti (Taulukko 2-1). Tuulijakauma on saatu Suomen Tuuliatlaksesta (Ilmatieteen laitos 2009). Mallinnuksessa käytetyt auringonpaistetilastot on saatu Turun lentoaseman sääaseman auringonpaistehavainnoista (kuukausitason keskiarvot) vuosilta (Pirinen ym. 2012). Tulosten havainnollistamista varten määritettiin niin kutsuttuja reseptoripisteitä (lähellä tuulivoimaloita sijaitsevia asutuskohteita), joille laskettiin yksityiskohtaisemmat tulokset. Reseptoripisteiden oletettiin olevan kasvihuonetyyppisiä, jolloin joka suunnasta tuleva vilkunta otetaan huomioon. Reseptoripisteiden leveys on 1 m, korkeus 1 m ja korkeus maanpinnasta 2 m. Reseptoripisteitä valittiin hankealueen ympäriltä 25 kappaletta. Vilkuntamallinnuksen tuloksena saadaan varjon vilkunnan esiintymisen määrä ja ajankohta tarkastellulle tuulipuiston toteutusvaihtoehdolle. Mallinnuksen tulokset esitetään sekä numeerisesti että karttakuvina teoreettiselle maksimivaikutukselle ja realistiselle vaikutukselle. 2.2 Arvioinnin epävarmuudet Varjon vilkunnan teoreettista maksimimäärää mallinnettaessa lapojen oletetaan pyörivän jatkuvasti ja roottorin olevan kohtisuorassa aurinkoon nähden aiheuttaen maksimaalisen varjon. Todellisuudessa tuuliturbiineilla on tuulennopeudesta riippuvainen käyntiväli, jolloin liian alhaisilla tai korkeilla tuulennopeuksilla lavat eivät pyöri. Lisäksi todellisuudessa roottorin suuntaus määräytyy havaitun tuulensuunnan perusteella, eikä varjon muodostuminen ole näin ollen aina taattua (lavan on havaitsijasta nähden peitettävä auringosta yli 20 prosenttia, jotta havaittava varjo

10 Sivu 5 (10) syntyy). Teoreettinen maksimimäärä edustaa siis selkeästi konservatiivista arviota tuulivoimaloiden aiheuttamasta vilkunnan määrästä. Tuuliatlaksen mallinnustarkkuus aiheuttaa epävarmuutta realistiseen arvioon tuulennopeus- ja -suuntajakauman käytön kautta. Myös auringonpaistehavaintojen käyttö lisää hieman epävarmuutta, sillä hankealueen etäisyys Turun lentoasemalta on noin 34 kilometriä. Mallinnuksissa ei ole huomioitu kasvillisuuden vähentävää vaikutusta vilkunnan havaitsemiseen, jolloin etenkin kesäaikainen vilkunnan määrä yliarvioidaan. 3 VAIKUTUSTEN ARVIOINTI 3.1 Huso-Pöylän tuulipuisto Mallinnuksen tuloksena saatu vilkunnan vuosittainen teoreettinen maksimimäärä ja realistinen määrä tarkastellulle Huso-Pöylän tuulipuistolle on esitetty seuraavissa kuvissa (Kuva 3-1 ja Kuva 3-2). Kuvista nähdään, että varjon vilkunnan määrä on suurta tuulivoimaloiden välittömässä läheisyydessä olevilla alueilla, mutta se vähenee voimakkaasti etäisyyden kasvaessa. Vyöhykkeellä, jossa varjon vilkunnan määrä on yli 30 tuntia vuodessa teoreettisessa maksimitilanteessa, sijaitsee 13 asutuskohdetta.

11 Sivu 6 (10) Kuva 3-1. Varjon vilkunnan teoreettinen maksimimäärä tunteina vuodessa, kun auringonpaistetilastoja ei ole huomioitu. Mallinnus on tehty Vestas V136 -tuuliturbiineilla, joiden napakorkeus on 132 metriä ja roottorin halkaisija 136 metriä. Vyöhykkeellä, jossa realistisen mallinnuksen mukainen varjon vilkunnan määrä on yli 8 tuntia vuodessa, sijaitsee 9 asutuskohdetta.

12 Sivu 7 (10) Kuva 3-2. Varjon vilkunnan realistinen määrä tunteina vuodessa, kun auringonpaistetilastot on huomioitu. Mallinnus on tehty Vestas V136 -tuuliturbiineilla, joiden napakorkeus on 132 metriä ja roottorin halkaisija 136 metriä. Reseptoripistekohtaiset tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa (Taulukko 3-1). Taulukossa on esitetty varjon vilkunnan esiintymisen teoreettinen maksimikesto (vuodessa ja vuorokaudessa), sekä vilkunnan realistinen kokonaiskesto (vuodessa). Realistisessa kokonaiskestossa on huomioitu auringonpaistetilastot.

13 Sivu 8 (10) Taulukko 3-1. Mallinnuksen tulokset reseptoripisteittäin tarkastellulle Huso-Pöylän tuulipuistolle. Reseptoripisteiden koordinaatit on esitetty ETRS-TM35FIN koordinaattijärjestelmässä. Raja-arvot ylittävät arvot on lihavoitu. Varjon vilkkumisvaikutus Itäkoordinaatti Pohjoiskoordinaatti Teoreettinen maksimitilanne Realistinen tilanne (m) (m) (h/a) (h/d) (h/a) A :17 0:29 5:21 B :05 0:29 7:33 C :42 0:24 9:52 D :50 0:34 14:44 E :15 0:28 12:18 F :28 0:24 9:50 G :44 0:23 10:02 H :38 0:45 11:44 I :00 0:00 0:00 J :41 0:30 7:54 K :02 0:27 3:54 L :00 0:37 7:46 M :05 0:39 8:22 N :55 0:50 11:31 O :19 0:48 11:24 P :46 0:43 7:15 Q :11 0:22 4:40 R :01 0:24 3:34 S :11 0:25 3:43 T :09 0:22 4:54 U :53 0:22 4:36 V :39 0:23 5:10 X :51 0:22 2:45 Y :22 0:22 2:34 Z :04 0:21 7:59 Varjon vilkkumismallinnuksen tulosten perusteella voidaan todeta, että hankealueen läheisyydessä varjon vilkunta on paikoittain runsasta tutkitulla voimalatyypillä ja napakorkeudella. Oheisessa kuvassa on varjon vilkuntakalenterit reseptoripisteille D ja O (sijaitsevat puiston itä- ja länsipuolella vastaavasti), joissa vuosittainen vilkunnan määrä ylittää Ruotsin ja Tanskan ohjearvot (Kuva 3-3). Kuvasta nähdään, että kesäinen vilkunta voimalasta WT2 aiheuttaa suurimman osan reseptoripisteessä D havaittavasta vilkunnasta, kun taas reseptoripisteen O vilkunta koostuu seitsemän kuukauden ajalta neljästä eri voimalasta aiheutuvasta vilkunnasta. Realistisissa vilkuntamäärissä ei ole huomioitu muun muassa kasvillisuuden tuomaa katvetta, joka vähentää vilkunnan havaitsemista erityisesti kesällä.

14 Sivu 9 (10) Kuva 3-3. Varjon vilkuntakalenteri reseptoripisteille D ja O teoreettisessa maksimitilanteessa Vestas V136 -tuuliturbiineilla, joiden napakorkeus on 132 metriä ja roottorin halkaisija 136 metriä. Vilkuntamallinnuksen tuloksia on verrattu työssä sovellettaviin muiden maiden vilkunnan raja-arvoihin myös oheisessa taulukossa (Taulukko 3-2). Taulukko 3-2. Mallinnustulosten vertailu sovellettaviin muiden maiden raja-arvoihin (esitelty kappaleessa 1.2). Solun taustavärit suhteessa raja-arvoihin: vihreä ei ylitystä, punainen ylitys, harmaa ei vertailua. Solu on merkitty punaiseksi mikäli yhdessäkin asuin- tai lomarakennuksessa raja-arvo ylittyy. Saksa 1 Ruotsi 2 Tanska Maksimivilkunta 30 tuntia / vuosi 30 minuuttia / päivä 10 tuntia / vuosi 8 tuntia / vuosi teoreettinen teoreettinen 1 /realistinen 2 realistinen realistinen Hankkeesta voi syntyä paikoittain runsasta varjon vilkuntavaikutusta lähialueen asutuskohteisiin, mutta haittoja voidaan tarvittaessa lieventää pysäyttämällä vilkuntaa aiheuttavat turbiinit kriittiseen aikaan. 4 YHTEENVETO CPC Finland Oy suunnittelee Saloon ja Paimioon 8 voimalan Huso-Pöylän tuulipuistoa. Tässä selvityksessä on arvioitu Huso-Pöylän tuulipuiston varjon vilkunnan vaikutuksia lähialueille. Pöyryn tekemässä arvioinnissa on sovellettu tuulivoimaloille 132 metrin napakorkeutta ja 136 metrin roottorin halkaisijaa (voimaloiden kokonaiskorkeus 200 metriä). Pöyryn vilkuntamallinnuksen mukainen varjon vilkunta voidaan todeta paikoittain runsaaksi Huso-Pöylän hankealueen ympäristössä. Realistisessa tilanteessa Ruotsin vuosittainen 8 tunnin vilkuntaraja ylittyy 9 asutuskohteessa. Teoreettisessa maksimitilanteessa Saksan ja Ruotsin 30 tunnin vuosittainen vilkuntaraja ylittyy 13 asutuskohteessa.

15 KIRJALLISUUSVIITTEET , V136 Sivu 10 (10) Boverket Vindkraftshandboken, Planering och prövning av vindkraftverk på land och I kustnära vattenområden. Danish Wind Industry Association. Planning and regulation: shadow flicker. [ ( ). Ilmatieteen laitos Suomen Tuuliatlas. Pirinen ym Tilastoja Suomen ilmastosta , Raportteja No. 2012:1, Ilmatieteen laitos. Ympäristöministeriö Tuulivoimarakentamisen suunnittelu. Ympäristöministeriön ohjeita 4/2012. WEA-Shcattenwurf-Hinweise Hinweise zur Ermittlung und Beurteilung der optischen Immissionen von Windnergianlagen.