Kotkan tuulipuiston varjostusvaikutukset Välke- eli varjostusvaikutus Tuulivoimalan välke- eli varjostusvaikutus syntyy, kun aurinko paistaa voimalan takaa. Auringonvalo ja voimalan pyörivät lavat aiheuttavat tällöin vilkkuvan varjon, joka voidaan kokea häiritsevänä. Varjostusvaikutukseen vaikuttaa voimalan sijainti, roottorin halkaisija, napakorkeus, aikavyöhyke ja auringonsäteen tulokulma. Varjostusvaikutukset ovat riippuvaisia sääolosuhteista, esimerkiksi pilvisellä säällä varjostusta ei synny. Myöskään voimalan ollessa pysähdyksissä ei ole välkevaikutusta. Suomessa ei ole määritelty virallista ohjearvoa tuulivoimalasta aiheutuvan vilkkuvan varjon esiintymiselle. Esimerkiksi Ruotsissa suositeltu ohjearvo on 8 tuntia vuodessa ja Tanskassa vastaavasti 10 tuntia vuodessa (WindPRO 2.7 User Guide, EMD International A/S). Tässä selvityksessä termi varjostusvaikutus kertoo ajan, jona välkkymistä tietyssä kohteessa esiintyy vuoden aikana. Lähtötiedot Kotkan tuulivoimapuiston varjostusvaikutusten mallintamisen on tehnyt ympäristöasiantuntija Hendrikson & Ko. Varjostusvaikutukset mallinnettiin WindPro 2.7 ohjelmiston SHADOW työkalulla. Laskentamallilla arvioitiin niin sanottua todellista varjostusta (Real case), jolloin huomioidaan paikallinen säätilanne. Säätilannetta arvioitaessa huomioidaan pilvisyys, tuulisuus ja tuulivoimalaitoksen roottorin todellinen liikkuminen. Tuulensuunnan vaikutus on huomioitu tilaston (http://www.windfinder.com/windstats/windstatistic_kotka.htm) mukaan. Auringonpaisteen todennäköisyys kuukausittain kohdealueella saatiin Ilmatieteenlaitokselta (http://www.fmi.fi). Varjostusvaikutukset mallinnettiin kolmelle eri hankevaihtoehdolle VE1, VE2 sekä VE3. Lähtötietoina mallinnuksessa käytettiin tuulivoimalaa, jossa roottorin halkaisija on 100 metriä. Napakorkeutena käytettiin korkeuksia 100 m sekä 120 m. Mallinnuksessa on huomioitu maaston korkeusmalli, mutta paikallisten esteiden kuten puiden tai rakennusten vaikutusta ei huomioitu. Todellisuudessa esteet heikentävät välkevaikutusta.
Kotkansaaren ja Hallan tuulivoimaloiden varjostusvaikutusten mallintaminen Varjostusvaikutus mallinnettiin tarkemmin neljälle eri kohdealueelle, joista valittiin kohdekiinteistöt mallinnusta varten. Kohdekiinteistöt on merkitty kuvaan 1 kirjaimin A, B, C ja D. Näistä kohteet A ja B ovat kerrostaloja, jotka sijaitsevat Kotkansaarella. Kohteet C ja D ovat omakotitaloja, joista ensimmäinen sijaitsee Tiutisissa ja jälkimmäinen Suulisniemessä. Kohdekiinteistöt valittiin sattumanvaraisesti, mutta siten että valittujen kohdekiinteistöjen katsottiin sijaitsevan eri suunnissa tuulivoimaloihin nähden. Tämä edesauttaa yksittäisten voimaloiden aiheuttamien vaikutuksien arviointia. Kohdekiinteistöjen valintaan vaikutti myös karttatarkastelun perusteella katsottu mahdollisimman avoin näkyvyys voimaloiden suuntaa. Kohdekiinteistöjen ikkunoiden sijainneista ei ollut tietoa, joten mallinnuksessa oletettiin kohteen katto ja seinät läpinäkyviksi. Omakotitalot mallinnettiin 2 metrin korkeudelle maanpinnasta. Kerrostalo B:stä mallinnettiin noin viides kerros, joka on 17 m maanpinnasta ja kerrostalo A:sta neljäs kerros, joka on 14 m maanpinnasta. Kohteiden sijainti ja mallinnuskorkeus on esitetty taulukossa 1. Taulukko 1 Tarkennetussa välkevaikutusten arvioinnissa käytettyjen kohdealueiden tiedot Kohdealue Sijainti Kiinteistön tyyppi Mallinnuksen korkeus A Kotkansaari Kerrostalo 14 m B Kotkansaari Kerrostalo 17 m C Tiutinen Omakotitalo 2 m D Suulisniemi Omakotitalo 2 m
Kuva 1 Tarkasteltujen kohdealueiden (A, B, C ja D) sijainnit. (Pohjakartta Maanmittauslaitos)
Seuraavaksi eri hankevaihtoehtojen mallinnusten tulokset on esitetty karttakuvina ja kuvaajina. Lisäksi on pohdittu yksittäisten voimaloiden aiheuttamia vaikutuksia eri vaihtoehdoissa. Kuvissa esiintyvä lyhenne WTG tulee sanoista Wind Turbine Generator ja tarkoittaa tuulivoimalaa. Tuulivoimaloiden paikat kussakin hankevaihtoehdossa on esitetty kartoissa voimalamerkin avulla. Merkin vieressä on esitetty tuulivoimalan numero. Numeroitujen voimaloiden varjostusvaikutukset kuukausittain on kuvattu niitä vastaavin värein karttojen jälkeen esitetyissä varjostusvaikutuskuvaajissa. Välkevaikutusalueet on merkitty karttakuviin eriväristen viivojen avulla. Punaisen viivan sisäpuolella varjostusvaikutus on vähintään 30 tuntia vuodessa. Vihreän ja punaisen viivan välisellä alueella varjostusvaikutus on 10 30 tuntia, sinisen ja vihreän sisällä 5-10 tuntia vuodessa. Tuulivoimapuiston kokonaisvaikutus eri hankevaihtoehdoissa on esitetty kahdella eri napakorkeudella kuvissa 2, 4, 6, 8, 10 ja 12. Varjostuslaskennat tehtiin 2 metriä maan pinnan yläpuolella. Mallinnettujen kohdealueiden kuukausittaiset varjostusvaikutukset kuvaajina on esitetty kuvissa 3, 5, 7, 9, 11 ja 13. Kuvaajissa pystyakselilla on päivän tunnit ja vaaka-akselilla vuoden kuukaudet. Ajanhetket, jolloin kukin tuulivoimala aiheuttaa välkettä, on merkitty voimaloita vastaavilla väreillä. Kuvaajissa näkyvät kaksi käyrää rajaavat auringon paisteajan. Alempi käyrä kuvaa auringon nousuaikaa ja ylempi laskuaikaa. Kesä- ja talviajan muutokset näkyvät käyrissä hyppäyksinä maalis- ja lokakuun lopussa.
Hankevaihtoehto VE1 Hankevaihtoehdon VE1 kokonaisvaikutus on esitetty kuvissa 2-5. Kohdealueelle A suurimman varjostusvaikutuksen aiheuttavat Kotkansaarelle sijoitetut voimalat numero 3 ja 4. Numeron 3 vaikutusaika on 17 20 tuntia ja numeron 4 vaikutusaika on 15 tuntia. Voimalalla numero 2 (Kotkansaari) on 4 tunnin välkevaikutus ja voimalalla 8 (Halla) lievä varjostusvaikutus. Jotta välkyntää esiintyisi vähemmän kuin 30 tuntia, tulisi poistaa tai siirtää voimala 3 tai 4. Alle 8 tunnin varjostusvaikutus saataisiin, jos molemmat voimalat, numero 3 ja 4, poistettaisiin tai sijoitettaisiin uudelleen. Kohdealueelle B merkittävimmät varjostuksen aiheuttajat ovat voimalat numero 1, 2 ja 7. Kotkansaareen sijoitetun voimalan numero 1 varjostusaika on 4-5 tuntia, Hallan länsipuolelle sijoitetun turbiinin numero 7 varjostusaika on 4 tuntia ja voimalan numero 2 varjostusaika on 3 tuntia. Jotta varjostusaika olisi alle 8 tuntia vuodessa, tulisi voimala 1 tai 7 poistaa tai uudelleen sijoittaa. Kohdealueelle C turbiinit 1 ja 2 aiheuttavat suurimmat varjostusvaikutukset. Turbiinin 1 varjostusaika on 6-8 tuntia ja turbiinin 2 varjostusaika on 6 tuntia. Jotta päästäisiin alle 8 tunnin vuosittaiseen varjostusvaikutukseen, toinen voimaloista tulisi poistaa tai sijoittaa uudelleen. Kohdealueelle D Hallaan sijoitetuilla voimaloilla 5 ja 6 sekä teoreettisesti myös voimalalla 7 on varjostusvaikutus. Voimalan 5 varjostusvaikutus on 3 tuntia ja voimalan 6 varjostusvaikutus on 2 tuntia. Merkittävää varjostusvaikutusta kohdealueelle D ei synny. Vuosittainen tuntimäärä välkkymiselle alueella on alle 8 tuntia.
Kuva 2 Hankevaihtoehto VE1 varjostusvaikutukset, kun tuulivoimalan roottorin halkaisija on 100 m ja napakorkeus 100 m. (Mallinnus Hendrikson & Ko, pohjakartta Maanmittauslaitos)
Kuva 3 Hankevaihtoehdon VE1 varjostusvaikutukset kuukausittain, kun tuulivoimalan roottorin halkaisija on 100 m ja napakorkeus 100 m. (Mallinnus Hendrikson & Ko)
Kuva 4 Hankevaihtoehto VE1 varjostusvaikutukset, kun tuulivoimalan roottorin halkaisija on 100 m ja napakorkeus 120 m. (Mallinnus Hendrikson & Ko, pohjakartta Maanmittauslaitos)
Kuva 5 Hankevaihtoehdon VE1 varjostusvaikutukset kuukausittain, kun tuulivoimalan roottorin halkaisija on 100 m ja napakorkeus 120 m. (Mallinnus Hendrikson & Ko)
Hankevaihtoehto VE2 Hankevaihtoehdon VE2 kokonaisvaikutusta on tarkasteltu kuvissa 6-9. Merkittävimmät vaikutukset kohdealueelle A aiheutuu Kotkansaaren voimalasta numero 3, jonka varjostusaika on 26-30 tuntia. Voimalan numero 2 varjostusvaikutus on 2-4 tuntia. Edellä mainitulla ja teoreettisesti myös voimalalla numero 7 on lievä varjostusvaikutus. Alle 30 tunnin varjostusvaikutukseen päästään, jos voimala numero 3 siirretään ja poistamalla se kokonaan päästäisiin alle 8 tunnin varjostusvaikutukseen. Kohdealueelle B merkittävin on Kotkansaaren pohjoisin voimala eli numero 1, jonka varjostusvaikutus on 8-10 tuntia. Voimaloilla 2, 3 ja 6 on hyvin lievä vaikutus. Alle 8 tunnin varjostusvaikutukseen päästään, jos voimala numero 1 poistetaan tai siirretään. Kohdealueelle C voimaloilla 1 ja 2 on merkittävin vaikutus. Voimalan 1 varjostusvaikutus on 4 tuntia ja voimalan 2 varjostusvaikutus 6 tuntia. Jotta päästäisiin alle 8 tunnin vuosittaiseen varjostusvaikutukseen, tulisi voimala 1 tai 2 joko poistaa tai siirtää jonkin verran. Kohdealueelle D voimalat 4 ja 5 aiheuttavat lievää varjostusvaikutusta, mutta kaikkiaan vaikutus ei ylitä 8 tuntia. Turbiinin 4 varjostusvaikutus on 2 tuntia ja turbiinin 5 varjostusvaikutus on 2 tuntia.
Kuva 6 Hankevaihtoehdon VE2 varjostusvaikutukset, kun tuulivoimalan roottorin halkaisija on 100 m ja napakorkeus 100 m. (Mallinnus Hendrikson & Ko, pohjakartta Maanmittauslaitos)
Kuva 7 Hankevaihtoehto VE2 varjostusvaikutukset kuukausittain, kun tuulivoimalan roottorin halkaisija on 100 m ja napakorkeus 100 m. (Mallinnus Hendrikson & Ko)
Kuva 8 Hankevaihtoehto VE2 varjostusvaikutukset, kun tuulivoimalan roottorin halkaisija on 100 m ja napakorkeus 120 m. (Mallinnus Hendrikson & Ko, pohjakartta Maanmittauslaitos)
Kuva 9 Hankevaihtoehto VE2 varjostusvaikutukset kuukausittain, kun tuulivoimalan roottorin halkaisija on 100 m ja napakorkeus 120 m. (Mallinnus Hendrikson & Ko)
Hankevaihtoehto VE3 Hankevaihtoehdon VE3 varjostusvaikutukset on esitetty kuvissa 10-13. Alueelle A varjostusvaikutuksiltaan merkittävimmät ovat Kotkansaaren eteläisimmät voimalat numero 3 ja numero 4. Voimalan numero 3 aiheuttama varjostusaika on 17-20 tuntia ja numeron 4 varjostusaika on 15-16 tuntia. Lievä vaikutus on voimaloilla numero 2 ja 8. Voimalan numero 2 varjostusvaikutus on 2-4 tuntia ja numeron 8 varjostusvaikutus on 1 tunti. Alle 30 tunnin varjostusvaikutukseen päästään, jos voimala numero 3 tai 4 joko poistetaan tai siirretään. Alle 8 tunnin vuosivaikutukseen päästään, jos molemmat voimalat 3 ja 4 poistetaan tai siirretään. Kohdealueelle B varjostusvaikutuksiltaan merkittävimmät ovat voimalat 1, 7 ja 2. Voimalan 1 varjostusvaikutus on 4-5 tuntia, voimalan 7 varjostusvaikutus on 4 tuntia ja voimalan 2 varjostusvaikutus on 3 tuntia. Jos halutaan päästä alle 8 tunnin varjostusvaikutukseen, tulee voimala 1 tai 7 poistaa tai siirtää. Kohdealueelle C turbiinit 1 ja 2 aiheuttavat suurimmat vaikutukset. Voimalan 1 aiheuttama varjostusvaikutus on 6-8 tuntia ja voimalan 2 varjostusvaikutus on 6 tuntia. Jos halutaan saavuttaa alle 8 tunnin varjostusvaikutus, tulisi toinen edellä mainituista tuulivoimaloista, joko poistaa tai siirtää. Kohdealueelle D suurimmat vaikutukset ovat voimaloilta 5, 6 ja 9, joiden varjostusvaikutukset ovat 2-3 tuntia. Voimalan 5 aiheuttama varjostusvaikutus on 3 tuntia, voimalan 6 varjostusvaikutus on 2 tuntia ja voimalan 9 varjostusvaikutus on 1-2 tuntia. Kohdealueelle D osuva välkyntä ei ylitä 8 tuntia vuodessa.
Kuva 10 Hankevaihtoehto VE3 varjostusvaikutukset, kun tuulivoimalan roottorin halkaisija on 100 m ja napakorkeus 100 m. (Mallinnus Hendrikson & Ko, pohjakartta Maanmittauslaitos)
Kuva 11 Hankevaihtoehdon VE3 varjostusvaikutukset kuukausittain, kun tuulivoimalan roottorin halkaisija on 100 m ja napakorkeus 100 m. (Mallinnus Hendrikson & Ko)
Kuva 12 Hankevaihtoehto VE3 varjostusvaikutukset, kun tuulivoimalan roottorin halkaisija on 100 m ja napakorkeus 120 m. (Mallinnus Hendrikson & Ko, pohjakartta Maanmittauslaitos)
Kuva 13 Hankevaihtoehto VE3 varjostusvaikutukset kuukausittain, kun tuulivoimalan roottorin halkaisija on 100 m ja napakorkeus 120 m. (Mallinnus Hendrikson & Ko)
Yhteenveto Kohdealueiden kumulatiivinen eli vuoden aikana kertyneiden varjostusvaikutusten summa tunteina on esitetty taulukossa 2. Kirjaimet A, B, C ja D kuvaavat tarkastelukohteita. A on kerrostalo Kotkansaarella, B kerrostalo Kotkansaarella, C omakotitalo Tiutisissa ja omakotitalo Suulisniemessä. Suurimmat vaikutukset ovat kohteen A alueella, jossa jokaisessa sijoitteluvaihtoehdossa varjostusta esiintyy yli 30 tuntia. Lievimmät vaikutukset ovat kohteen D alueella, jossa alitetaan Ruotsissa käytetty ohjearvo 8 tuntia. Alueilla B ja C vaikutukset vaihtelevat välillä 13 20 tuntia. Suomessa ei ole käytössä virallista ohjearvoa välkynnälle. Taulukko 2 Kohdealueiden kumulatiivinen varjostusvaikutus vuodessa tunteina eri hankevaihtoehdoille. Sijoittelu VE1 VE2 VE3 Napakorkeus 100 m 120 m 100 m 120 m 100 m 120 m A 35:53 36:57 30:17 32:48 35:53 36:57 B 14:03 16:42 16:33 19:45 14:03 16:42 C 17:52 17:11 11:30 12:49 17:52 17:11 D 6:03 6:20 5:14 5:33 6:19 6:51 Kunkin hankevaihtoehdon vaikutuksia pohdittiin voimalakohtaisesti kohdealueille. Tuloksissa on esitetty eri voimaloiden vaikutus sekä pohdittu mahdollista siirtämistä tai voimalan poistamista. Tämän lisäksi voimalatoimittajasta riippuen on mahdollista pysäyttää voimalat viikkoina, jolloin varjostusvaikutus on suurin, ja näin pienentää haitallista välkyntää. Kaiken kaikkiaan hankevaihtoehdoista lievimmät välkyntä vaikutukset ovat vaihtoehdolla VE2 napakorkeudella 100 m.