Kokkolan edustan merituulivoimalaitos KÄYTÖN AIKAISET MELUVAIKUTUKSET
1 13005 POHJOLAN VOIMA OY KOKKOLAN EDUSTAN MERITUULIVOIMALAITOS KÄYTÖN AIKAISET MELUVAIKUTUKSET Sisällysluettelo 1 JOHDANTO...2 2 MELUN OHJEARVOT...2 2.1 Ohjearvot ulkona...2 2.2 Ohjearvot sisällä...2 3 SELVITYKSIÄ TUULIVOIMALAITOSTEN MELUSTA... 3 3.1 Mittaukset...3 3.2 Mittauskohteen valinta ja mittausten suoritus...4 3.3 Mittaustulokset...5 3.4 Melun mallintaminen...6 4 MELUTASOJEN LASKENTA KOKKOLAN SUUNNITTELUALUEELLA...8 4.1 Tankarin - Djupörenin alue...8 4.2 Santapankin alue (vaihtoehto 1)...9 4.3 Santapankin alue (vaihtoehto 2)...9 4.4 Munakarin - Poroluodon alue... 9 4.5 Trullevin ranta...9 4.6 Santapankin alueen laajennus pohjoiseen... 9 5 JOHTOPÄÄTÖKSET...9 LIITTEET...10 Maanmittaustoimisto lupa nro 3/MYY/01
2 13005 POHJOLAN VOIMA OY KOKKOLAN EDUSTAN MERITUULIVOIMALAITOS KÄYTÖN AIKAISET MELUVAIKUTUKSET 1 JOHDANTO 2 MELUN OHJEARVOT 2.1 Ohjearvot ulkona 2.2 Ohjearvot sisällä Insinööritoimisto Paavo Ristola Oy On selvittänyt tuulivoimalaitosten tuottamaa melua. Taustatietoa on kerätty kirjallisuudesta sekä kenttäolosuhteissa tehdyin koemittauksin. Kokkolan edustan merialueelle tutkittavan merituulivoimalaitoksen melualueet laskettiin käyttäen melumallia, jolla voidaan mallintaa yksittäisten tuulivoimaloiden aiheuttaman melun yhteisvaikutus. Valtioneuvoston päätös melutason ohjearvoista (993/92) antaa ulkome-lun ohjearvoksi päiväaikana (07-22) 55 db(a) ja yöllä 50 db(a). Uusilla alueilla on melutason yöajan ohjearvo kuitenkin 45 db(a). Päätöstä sovelletaan meluhaittojen ehkäisemiseksi ja ympäristön viihtyvyyden turvaamiseksi maankäytön, liikenteen ja rakentamisen suunnittelussa sekä rakentamisen lupamenette-lyssä. Päätös ei koske ampuma- ja moottoriurheiluratojen melua. Päätöstä ei myöskään sovelleta teolli-suus-, katu- ja liikennealueilla eikä melusuoja-alueiksi tarkoitetuil-la alueilla. Loma-asumiseen käytettävillä alueilla, leirintäalueilla, taaja-mien ulkopuolella olevilla virkistysalueilla ja luonnonsuojelu-alueilla on ohjeena, että melutaso ei saa ylittää päiväohjearvoa 45 db(a) eikä yöohjearvoa 40 db(a). Loma-asumiseen käy-tettävillä alueilla taaja-missa voidaan kuitenkin soveltaa edelli-sessä kappaleessa mainittuja ohjearvoja. Jos melu sisältää impulsseja tai ääneksiä tai on kapeakaistaista, mittaustuloksiin lisätään 5 db ennen niiden vertaamista ohjear-voihin. Sosiaali- ja terveysministeriö julkaisi terveydensuojelulain (734/94) nojalla alkuvuodesta 1997 uudet sisätilojen melutasojen ohjearvot. Taulukossa 1 on esitetty päivä- ja yöajan ohjearvot sisätiloissa.
3 Taulukko 1. Asuntojen ja muiden oleskelutilojen melutason ohjearvot Huoneisto ja huonetila LAeq 07-22 h LAeq 22-07 h Asuinhuoneet, paitsi keittiö 35 db 30 db Asunnon muut tilat ja keittiö 40 db 40 db Hoito- ja sosiaalihuollon laitokset, majoitustilat potilashuoneet 35 db 30 db Päiväkodit, lastentarhat, lapsien ja henkilökunnan oleskeluun tarkoitetut huoneet 40 db 30 db Kokoontumis- ja opetushuoneistot luokkahuoneet, luentosalit, kirkot ja muut huonetilat, joissa edellytetään yleisön saavan puheesta hyvin selvän ilman äänenvahvistuslaitteiden käyttöä. 35 db - Muut kokoontumistilat 40 db - Työhuoneistot (yleisön kannalta yleisön vastaanottotilat ja toimistohuoneet) 35 db - 3 SELVITYKSIÄ TUULIVOIMALAITOSTEN MELUSTA 3.1 Mittaukset Tuulivoimalan melun selvittämiseksi mittaamalla on olemassa kansainvälinen standardi IEC 61400-11 (Wind turbine generator systems; Acoustic noise measurements techniques, 1998), joka antaa tarkat ohjeet mittauksen suorittamiseksi. Koska tuuli ja tuulen aiheuttama ääni on yleisesti merkittävä ongelma melun mittaamisessa, käytetään menetelmässä eräitä keinoja, jotka vähentävät tuulen aiheuttamaa häiriöääntä mittalaitteen mikrofonissa ja mahdollistavat tuulivoimalan äänen mittaamisen. Mittaus suoritetaan lyhyesti selostettuna seuraavasti. Koska tuulen nopeus on alhaisempi lähellä maanpintaa, mittaus tapahtuu maanpinnalle asetetun tasaisen levyn päältä. Mikrofoni peitetään puolitetulla tuulisuojalla siten, että mikrofoni on hiukan taustana olevan levyn yläpuolella. Tarvittaessa käytetään toista isompaa tuulisuojaa suojana. Mittauksen aikana rekisteröidään tuulen nopeus luotettavasti mieluummin paikan päällä olevalla tuulimittarilla, jonka tulisi sijaita maanpinnan ja tuulivoimalan roottorin puolivälissä tai ylempänä.
4 Kuva 1. Yleiskuva tuulivoimalaitoksen melunmittausjärjestelyistä. Mikrofoni on sijoitettu maahan levyn päälle, mikrofonin suojana on tavallisen pallomaisen tuulisuojan puolikas. 3.2 Mittauskohteen valinta ja mittausten suoritus Melumittausten ongelmana oli löytää kohde, jossa taustamelu kuten liikenne tai teollisuus ei vaikuttaisi mittaustuloksiin. Sopivaksi kohteeksi osoittautui Porin Reposaaren kärjessä sijaitseva suurempi tuulivoimala. Ainoana häiriötekijänä oli meren läheisyydestä johtuva aaltojen kohina, jonka haitat minimoitiin mittarin sijoittamisella sopivaan paikkaan. Kohteen korkeus on 50 metriä, roottorin halkaisija 54 m ja tuulivoimalayksikön teho 1 MW. Mittauksia tehtiin 22.11. ja 30.11.2000. Tuuli oli 22.11. varsin voimakasta. Paikan päällä siirrettävällä tuuliasemalla mitattu tuulen nopeus oli 10 m/s. Myös Porin sääasema ilmoitti mittausten aikana 9-10 m/s tuulen nopeutta.
5 3.3 Mittaustulokset Mitattu A-äänitaso noin 30 metrin etäisyydellä tuulivoimalasta ja noin 50 metrin etäisyydellä roottorista/generaattorista oli 61-65 db(a) ja 80 metrin etäisyydellä 59 db(a). 30.11.2000 tuulen nopeus oli noin 5 metriä sekunnissa ja mitattu melutaso noin 80 metrin etäisyydellä oli 54,5-57,6 db(a). Taulukko 2. Melumittaus 22.11.2000. Tuulen nopeus 9-10 m/s. Mittari 30 m tuulivoimalan juurelta. Keskimääräinen melutaso 65,7 db(a). 0004.top db 120 100 80 60 40 20 13:10:00 13:20:00 13:30:00 13:40:00 13:50:00 14:00:00 LAeq Cursor: 22.11.2000 14:00:53-14:00:54 LLSMax=90,5 db LLFMin=87,4 db LAeq=65,7 db LLpk(MaxP)=99,5 db Taulukko 3. Melumittaus 22.11.2000. Tuulen nopeus 9-10 m/s. Mittari 30 m tuulivoimalan juurelta. Melun taajuusjakauma 1/3 oktaavikaistoittain. db 22.11.2000 13:07:18-13:07:50 120 0015.S3B 100 80 60 40 16 31,50 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 A L LLeq LLFMax LLFMin Cursor: (A) Leq=66,1 db LFMax=70,7 db LFMin=62,8 db Hz
6 Taulukko 4. Melumittaus 22.11.2000. tuulen nopeus 9-10 m/s. Mittari 80 m tuulivoimalan juurelta. Keskimääräinen melutaso 59,0 db(a). 0005.top db 120 100 80 60 40 20 14:04:00 14:06:00 14:08:00 14:10:00 14:12:00 14:14:00 14:16:00 LAeq Cursor: 22.11.2000 14:16:34-14:16:35 LLSMax=78,6 db LLFMin=73,0 db LAeq=59,0 db LLpk(MaxP)=86,0 db 3.4 Melun mallintaminen Mitatut melutasot olivat varsin alhaisia. Tuulivoimalan melu nousi hallitsevaksi vasta aivan lähietäisyydellä voimalasta. Alue, jossa yksittäinen tuulivoimala yleensä kuuluu on noin 100-200 metriä. Tuuli aiheuttaa ääntä kohdatessaan rakenteita, maastonmuotoja, kasvillisuutta ym. ja meriolosuhteissa aaltojen kohina on rantaviivan läheisyydessä voimakasta. Mittausten ja kirjallisuudesta saatujen lähtötietojen perusteella arvioitiin tutkittavien tuulivoimaloiden lähtömelutasoa. Lähtöoletuksena voidaan pitää että lähtömelutaso ei nouse suoraan samassa suhteessa voimalan tehon kasvaessa, vaan jossakin määrin loivemmin. Melutason kasvu riippuu voimalan rakenteesta, toteutuksesta, ja roottorin lapojen muodosta. Koska tuulivoimaloiden aerodynaamisen melun vähentämiseen on kiinnitetty viime vuosina huomiota, voidaan olettaa, että toteutusvaiheessa 5 MW voimaloiden tuottama lähtömelutaso ei olennaisesti eroa nykyisistä 1-3 MW voimaloista. Reposaaren voimalan lähtömelutasoksi arvioitiin mittaustulosten perusteella 104-106 db(a) tuulen nopeuden ollessa 10 m/s. Tuulen ja meren aaltojen aiheuttama kohina mittaussysteemissä aiheuttaa epävarmuutta tulokseen, vaikka mittaus suoritettiin noudattaen standardia mahdollisimman pitkälle. Tanskassa Aeolus II ja Näsudden II voimaloissa 3 MW voimaloiden lähtömelutasoksi mitattiin 109-110 db(a).
7 Taulukko 5. Tanskassa sijaitsevien 3 MW tuulivoimaloiden lähtömelutasot tuulen nopeuden funktiona. Tuulen nopeuden kasvaessa kasvaa tuulivoimalan aiheuttama melu, mutta tuulen voimistuessa tuulen aiheuttama taustamelu kasvaa nopeammin ja jossakin vaiheessa tuulen humina peittää tuulivoimalan äänen alleen. Taulukko 6. Lähtömelutason kasvaminen tuulen nopeuden kasvaessa.
8 Kuva 7 Taustamelutason sekä taustamelun ja tuulivoimalan äänen yhdistetyn melutason kasvaminen tuulen nopeuden kasvaessa. 4 MELUTASOJEN LASKENTA KOKKOLAN SUUNNITTELUALUEELLA Laskennassa käytettiin B&K Predictor 2.11 ohjelmaa. Ohjelma on erityyppisten melulähteiden melualueiden laskentaan kehitetty ohjelma, joka pystyy aidosti mallintamaan melun leviämistä kolmiulotteisessa maastossa. Malli ottaa laskennassa huomioon maaston, kasvillisuuden, maaperän heijastavuuden (vesi), mahdolliset esteet ja rakennukset sekä muut laskentaan vaikuttavat seikat. Malliin voidaan antaa lähtötietoina myös ilman lämpötila, kosteus ja ilmanpaine. Laskennassa käytettiin lähtömelutasona 108 db(a). Tietyn tuulivoimalan aiheuttaman melun määrä riippuu tuulen nopeudesta. Tuulivoimalalla on tuulen nopeudesta riippuva käyttöalue ts. liian hiljaisella tuulella voimala ei toimi ja tietyn rajan jälkeen voimalaa ei voida teknisistä ja turvallisuussyistä enää käyttää. Tuulivoimalan ympäristöönsä aiheuttama melu ei ole aivan yksioikoinen asia. Voimalaitoksen ääni on roottorin lapojen aikaansaamaan aerodynaamista melua ja lisäksi koneiston (generaattori, vaihteisto ym.) aikaansaamaa melua. Yksittäisen tuulivoimalan aiheuttama melu saattaa ylittää virkistysalueille asetetun ohjearvon 200-300 m:n etäisyydellä voimalasta. Jos voimaloita on ryhmänä useita, tulee melutasot arvioida tapauskohtaisesti. Mallilaskennan tulokset on esitetty liitekuvissa. 4.1 Tankarin - Djupörenin alue Tankarin-Djupörenin alueelle on alustavasti suunniteltu 20 kpl 5MW tuulivoimalaitosyksikköä Laskennan perusteella näyttäisi siltä, että Djupörenissä
9 45 db(a):n ohjearvo virkistysalueille saattaa ylittyä tietyissä sääolosuhteissa. Tilanne on korjattavissa muuttamalla muutaman voimalan sijoituspaikkaa hieman kauemmaksi. Vallitsevat melutasot voidaan myös varmentaa rakennusvaiheessa toteuttamalla ensin kauempana sijaitsevat tuulivoimalat ja rakentamalla lähemmät vasta tarkistusmittauksien ja laskennan jälkeen jos haittoja ei ilmene. 4.2 Santapankin alue (vaihtoehto 1) Tuulivoimalaitoksista ei aiheudu ohjearvon ylitystä virkistysalueilla 4.3 Santapankin alue (vaihtoehto 2) Tuulivoimalaitoksista ei aiheudu ohjearvon ylitystä virkistysalueilla 4.4 Munakarin - Poroluodon alue 4.5 Trullevin ranta 45 db(a) melualue kulkee Poroluodon pohjoisrannan tuntumassa ja pieni osa Poroluodosta jää laskennalliselle melualueelle. 45 db(a) melualue kulkee Trullevin rannan tuntumassa ja pieni osa maaalueesta jää laskennalliselle melualueelle 4.6 Santapankin alueen laajennus pohjoiseen 5 JOHTOPÄÄTÖKSET Tuulivoimalaitoksista ei aiheudu ohjearvon ylitystä virkistysalueilla Yksittäinen tuulivoimala aiheuttaa havaittavaa melua vain voimalan välittömässä läheisyydessä. Jo 100-200 metrin etäisyydellä voimalan ääni peittyy tuulen aiheuttamaan meluun. Merituulivoimalaitos, jossa sijaitsee enimmillään useita kymmeniä voimalaitosyksiköitä, aiheuttaa merkittävästi taustamelusta erottuvaa ääntä vain alueen sisällä ja alueen läheisyydessä. Kokkolan läheisyydessä sijaitsevien tutkimusalueiden meluhaittoja tarkastellessa voidaan todeta, että pääosin melun ohjearvot eivät ylity virkistysalueilla. Poikkeuksina voidaan mainita Trullevin ranta ja Tankarin-Djupörenin alue, joilla melun ohjearvot mahdollisesti ylittyvät lähimmillä virkistysalueilla. Hollolassa 14. päivänä elokuuta 2001 INSINÖÖRITOIMISTO PAAVO RISTOLA OY Erkki Poikolainen, FM tutkimuspäällikkö Janne Ristolainen tutkimusinsinööri
10 POHJOLAN VOIMA OY
11
12 POHJOLAN VOIMA OY
13
14 POHJOLAN VOIMA OY
15
Pohjolan Voima Oy PL 40, Töölönkatu 4, 00101 Helsinki Puhelin (09) 693 061, Telefax (09) 6930 6407 Sähköposti etunimi.sukunimi@pvo.fi www.pohjolanvoima.fi Ympäristöjohtaja Birger Ylisaukko-oja Viestintäpäällikkö Osmo Kaipainen Projektipäällikkö Pekka Ottavainen Insinööritoimisto Paavo Ristola Oy Terveystie 2, 15870 Hollola Puhelin (03) 52 351, Telefax (03) 523 5252 Sähköposti etunimi.sukunimi@ristola.com Osastopäällikkö Matti Kautto FM Erkki Poikolainen