Intercon Energy Oy Kaanaan tuulivoimapuiston varjostusvaikutusten arviointi 10.10.2013 Empower Oy Atomitie 2C 00370 Helsinki Puh. 029 020 011 Fax. 029 020 2290 www.empower.fi Kotipaikka: Helsinki Y-tunnus: 2402137-5
1 Johdanto Tässä raportissa arvioidaan Tampereen alueelle kaavaillun Kaanaan tuulivoimapuiston varjostusvaikutuksia. Varjostusvaikutusmallinnus tehtiin WindPRO 2.9.250 - ohjelmiston SHADOW-työkalulla. Tässä selvityksessä termi varjostusvaikutus kertoo ajan, jona välkkymistä esiintyy tietyssä tarkastelupisteessä vuoden aikana. Varjostusvaikutusten muodostuminen Tuulivoimalan varjostusvaikutus syntyy, kun aurinko paistaa pilvettömältä taivaalta tuulivoimalan takaa. Tällöin tuulivoimalan pyörivät lavat muodostavat liikkuvia varjoja, jotka havaitaan tarkastelupisteessä auringon valon nopeana vaihteluna eli välkkeenä. Koska välke riippuu sääolosuhteista, voidaan välkkymistä havaita vain aurinkoisina päivinä tiettyinä kellonaikoina vuodessa. [1] Suurin välkkymiseen vaikuttava tekijä onkin auringon paisteaika ja pilvisyys. Lisäksi tuulen nopeus vaikuttaa varjostusvaikutukseen, sillä tuulen nopeuden ollessa liian heikkoa tai kovaa on tuulivoimala pysähdyksissä eli välkkymistä ei synny. Varjostusvaikutuksia voidaan siis pienentää tehorajoituksen avulla, jolloin tuulivoimalat pysäytetään välkkeen kannalta kriittisiksi ajoiksi. On kuitenkin syytä huomioida, että tehorajoituksen aikana sähköntuotantoa ei synny. Auringon paisteajan lisäksi varjostukseen vaikuttaa auringonvalon suunta sekä korkeus. Auringon suunnasta riippuu, mihin suuntaan lavoista syntyvä varjo osuu. Auringon paistekorkeus määrittää sen, kuinka kauas lavan varjo ulottuu. Toisaalta auringon paistaessa todella matalalta, vain muutaman asteen kulmassa maahan nähden, voidaan varjostusvaikutukset jättää huomiotta, sillä varjo hajoaa ennen kuin se ehtii osua maahan. WindPro-ohjelmistossa auringon säteelle pienin huomioitu paistekulma on 3 astetta. [1, 2]
2 Ohjearvot Suomessa ei ole määritelty virallista ohjearvoa tuulivoimalasta aiheutuvan vilkkuvan varjon esiintymiselle. Esimerkiksi Ruotsissa suositeltu ohjearvo varjostusvaikutukselle on 8 tuntia vuodessa ja Tanskassa vastaavasti 10 tuntia vuodessa, kun varjostusvaikutuksia mallinnetaan todellisen tilanteen mukaan. [1] Tässä raportissa varjostusvaikutusten merkittävyyttä on arvioitu Ruotsin suositellun ohjearvon eli 8 tuntia vuodessa perusteella. Mallinnusmetodi ja lähtötiedot Laskentamallina käytettiin niin sanottua todellisen tilanteen -mallia (Real case -malli), joka antaa mahdollisimman todellisen arvion varjostusvaikutuksesta tarkastelualueella ja tarkastelupisteissä. Todellisen tilanteen mallissa huomioidaan paikallinen säätilanne eli auringon paistetuntien todennäköisyys ja -suunta sekä tuulen nopeus ja suunta. Lisäksi maastonmuotojen aiheuttamat esteet havaintopisteiden ja tuulivoimaloiden välillä on otettu huomioon. Mallinnuksessa käytettiin Nordex N117/2400 voimalaa, jonka napakorkeudeksi asetettiin 120. Auringon paistetunnit keskimäärin jokaisena vuoden kuukautena saatiin Jokioisten sääasemalta ja on esitetty Taulukossa 1. Mallinnuksessa oletettiin, että aurinko paistaa kirkkaalta taivaalta koko paisteajan eli mahdollisia pilviä ja niiden aiheuttamaa varjostusvaikutuksen alenemaa ei otettu huomioon. Myöskään ei otettu huomioon paikallisten esteiden kuten puiden tai muiden rakennusten vaikutusta. Todellisuudessa esteet heikentävät varjostusvaikutusta. Taulukko 1 Auringon keskimääräiset paistetunnit kuukausittain Kuukausi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Auringon keskimääräiset paistetunnnit 196 248 364 442 545 583 576 494 390 312 217 169 Tuulen suunta ja nopeus saatiin Suomen Tuuliatlaksesta. Tuulen suunnan avulla saadaan tieto, mihin suuntaan tuulivoimala on kääntyneenä ja siten tuulivoimalasta aiheutuvan varjon suunta.
3 Yksittäiset tarkastelukohteet mallinnukseen valittiin sijaintien perusteella. Vakituisesti asutut asunnot ja kesäasunnot, jotka osuivat lähimmäksi varjostusvaikutuksille altistuvaa aluetta, valittiin tarkastelukohteiksi. Kohteille laskettiin arviot todellisista varjostusvaikutuksista. Mallinnus valituille kohteille tehtiin niin sanotun kasvihuonemallin (Green house -malli) avulla, joka on pahin mahdollinen tilanne kiinteistöjä mallinnettaessa. Laskentamalli olettaa, että kiinteistöt on tehty pelkästä lasista eli kohteessa altistutaan varjostusvaikutuksille huolimatta ikkunoiden oikeista sijainneista. Tästä johtuen saadut tulokset ovat liioiteltuja. Havaintokorkeutena käytettiin asuintaloille ja vapaa-ajanasunnoille 1,6 metriä. Tulokset Kaanaan tuulivoimapuiston varjostusvaikutukset on esitetty Liitteessä 1. Kuvissa sinisen viivan rajaamalla alueella varjostusvaikutuksia on yli 20 tuntia vuodessa. Sininen ja punainen viiva rajaavat alueen, jonka välissä varjostusvaikutus on 20-10 tuntia vuodessa. Punainen ja vihreä viiva rajaavat alueen, jonka välissä varjostusvaikutus on 10-8 tuntia vuodessa ja vihreän viivan ulkopuolella varjostusvaikutukset jäävät alle kahdeksaan tuntiin vuodessa. Tarkempaan tarkasteluun valitut kiinteistöt on merkitty alla näkyvään kuvaan. Kuva 1. Kaanaan tuulivoimapuiston varjostusvaikutusten tarkasteluun valitut kiinteistöt.
4 Tuulivoimaloiden aiheuttamat varjostusvaikutusajat tarkastelukohteissa kuukausitasolla minuutteina ja vuositasolla tunteina on esitelty Taulukossa 2. Huomioitavaa on, että pyöristyksistä johtuen kuukausivaikutusten summa ei ole minuutilleen sama kuin vuosittainen varjostusvaikutusaika. Taulukko 2. Varjostusvaikutukset Kaanaan tuulivoimahankealueella kuukausittain minuutteina sekä yhteensä vuodessa tunteina eri tarkastelukohteille. Kuukausi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Yht. Kesäasunto 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0:00 Kesäasunto 2 100 19 33 0 0 0 0 0 0 28 72 71 5:23 Kesäasunto 3 85 5 0 0 0 0 0 0 0 0 58 28 2:56 Kesäasunto 4 0 0 0 0 203 5 132 55 0 0 0 0 6:35 Kesäasunto 5 0 300 288 89 166 0 50 151 205 388 32 0 29:29 Asuintalo 1 82 50 57 0 0 0 0 0 20 57 47 100 6:52 Asuintalo 2 0 0 9 101 0 0 0 30 69 0 0 0 3:28 Asuintalo 3 0 0 0 0 150 0 82 51 0 0 0 0 4:42 Asuintalo 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0:00 Asuintalo 5 134 8 0 0 0 0 0 0 0 0 92 62 4:55 Lukuun ottamatta Kesäasuntoa 5, valituissa tarkastelukohteissa ei ylitetä raja-arvoa 8 tuntia. Suurimmat varjostusvaikutukset aiheutuvat kesäasunnolle 5 ja 4, sekä asuintalolle 1. Kesäasunnoille 2 ja 3 sekä asuintalolle 1 ja 5 varjostusvaikutuksia aiheutuu talviaikaan. Kesäasunnolle 4 ja asuintalolle 3 varjostusvaikutuksia aiheutuu kesäaikaan. Asuintalolle 2 varjostusvaikutukset ovat syksyisin ja keväisin. Kesäasunnolle 5 aiheutuu varjostusvaikutuksia kaikkina muina kuukausina paitsi tammi-, kesä- ja joulukuussa. Yhteenveto Kaanaan tuulivoimapuiston voimaloista jokainen aiheuttaisi jonkin verran varjostusvaikutuksia alueen tarkastelukohteille. Hankealueen keskellä sijaitsevalle Kesäasunto 5:lle aiheutuvat varjostusvaikutukset ovat merkittävät, kun taas tuulivoimapuistosta aiheutuvat varjostusvaikutukset muille kiinteistöille ovat erittäin vähäiset. Nordex N117 voimalalla 120 m napakorkeudella mallinnettaessa varjostusvaikutusten arvioimisessa käytettyä raja-arvoa 8 tuntia vuodessa ei ylitetä muissa tarkastelluissa kohteissa.
5 Lähteet: [1] Ympäristöministeriö, Ympäristöhallinnon ohjeita 4 2012, Tuulivoimarakentamisen suunnittelu, Helsinki, 2012. [2] EMD International A/S, WindPRO 2.7 User Guide, EMD International A/S, 2010.
WindPRO version 2.9.207 Apr 2013 Project: Hours per year, real case 8 10 20 Kaanaan tuulivoimapuisto Description: -Vihreä viiva: Varjostusvaikutus 8 h/vuosi -Punainen viiva: Varjostusvaikutus 10 h/vuosi -Sininen viiva: Varjostusvaikutus 20 h/vuosi SHADOW Map Calculation: Kaanaan tuulivoimapuiston välkemallinnus Printed/Page 10.10.2013 15:39 / 1 Licensed user: Empower Oy Atomitie 2 C FI-00370 Helsinki +358 29 020 011 Maija Isoaho / maija.isoaho@empower.fi Calculated: New WTG 0 250 500 750 1000m Map: Peruskarttarasterit, Print scale 1:25 000, Map center UTM WGS84 Zone: 35 East: 345 750 North: 6 850 950 Shadow receptor Flicker map level: Height Contours: Height contours2.wpo (1) WindPRO is developed by EMD International A/S, Niels Jernesvej 10, DK-9220 Aalborg Ø, Tel. +45 96 35 44 44, Fax +45 96 35 44 46, e-mail: windpro@emd.dk 10.10.2013 15:38/2.9.207