Document · PDF

Bijlagen bij toelichting Bijlage 20 PR-analyses omgevingsvergunning.PDF

Gemeenteraad 16 december 2021, gemeente OssBij agendapunt: A Bestemmingsplan Windmolenpark Elzenburg-De Geer 2021 (Deel 1 & 2 samen)7.664 woorden

Open het PDF bij de gemeente ↗Naar de vergadering →

Tekst van het document

Uit het bestand gehaald, zonder opmaak, tabellen en afbeeldingen

BIJLAGE 20

718026 31 oktober 2018

ANALYSE PR CONTOUREN WINDPARK ELZENBURG – DE GEER

Gemeente Oss

V2.0

Duurzame oplossingen in energie, klimaat en milieu Postbus 579 7550 AN Hengelo Telefoon (074) 248 99 40

Documenttitel

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer

Soort document

V2.0

Datum

31 oktober 2018

Projectnummer

718026

Opdrachtgever

Gemeente Oss

Auteur

B. Vogelaar, Pondera Consult

Vrijgave

D. Oude Lansink, Pondera Consult

Pondera Consult

INHOUDSOPGAVE Inleiding

Generieke versus specifieke berekeningen

Windturbine eigenschappen

Faalscenario’s

Berekening mastfalen

Berekening gondelfalen

Berekening bladworp bij nominaal en overtoeren situaties

Rekenresultaten

Nordex N131 op 144 meter

Enercon E-126 EP4 op 145 meter

GE-3.2-130 op 145 meter

Siemens SWT-3.3-130 op 145 meter

Vestas V126-3.3 op 145 meter

Vestas V136-3.45 op 144 meter

Overige windturbines

Resultaten en kaartweergave

Conclusie

Bijlage 1 Data herkomst gegevens windturbines Bijlage 2 Afkortingen en symbolen lijst

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

INLEIDING Gemeente Oss heeft voor de ontwikkeling van twee windturbines van Windpark Elzenburg - De Geer gevraagd naar een nader onderzoek naar de ligging van de plaatsgebonden risicocontouren van windturbines binnen de dimensies van windturbines die geplaatst kunnen worden bij Windpark Elzenburg - De Geer. Deze analyse beschrijft de specifieke berekeningen en uitkomsten van een kwantitatieve risico analyse van verschillende windturbinetypes die toegepast kunnen worden voor Windpark Elzenburg - De Geer. De te onderzoeken windturbines passen binnen de aangegeven maximale dimensies van: •

Maximale rotordiameter = 136 meter;

•

Maximale tiphoogte = 210 meter;

•

Maximale ashoogte = 145 meter.

In het Milieueffectrapport en bestemmingsplan “Windmolenpark Elzenburg – De Geer” is een minimale afstand aangehouden van de windturbines tot aan de bestemmingen ‘Bedrijf’ van het bedrijventerrein Elzenburg-De Geer” van 182 meter. De maximale PR10-06 contour van de windturbines mag dus 182 meter bedragen1. Dit rapport maakt inzichtelijk of de PR10-06 contour bij toepassing van reële windturbines, passend binnen de maximale dimensies, binnen deze afstand van 182 meter blijft.

Generieke versus specifieke berekeningen De berekeningen worden uitgevoerd met behulp van de meest recente versie van bijlage C van het Handboek Risicozonering Winturbines 2014 (HRW v3.1)2 waarin beschreven staat hoe de plaatsgebonden risico’s van windturbines berekend kunnen worden per faalscenario. De uitkomsten van deze specifieke berekeningen zijn minder worst-case ten opzichte van bijlage B van het Handboek en leiden daarmee ook tot exacte afstanden voor de plaatsgebonden risicocontouren als de generieke waarden die beschreven staan in paragraaf 3.3.3 van de hoofdtekst van het HRW. Het HRW geeft zelf aan dat: Kader 1.1 Tekst over generieke gegevens uit het HRW (pagina 22) “Het uitvoeren van een kwantitatieve risicoanalyse volgens de methode die in de bijlage van dit Handboek is beschreven kan arbeidsintensief zijn. Over het algemeen kan met een eenvoudige aanpak en conservatieve uitgangspunten worden aangetoond dat de veiligheidscriteria niet worden overschreden. Daarom zijn in bijlage B “Generieke Gegevens”, generieke conclusies afgeleid voor wat betreft trefkansen van personen en objecten.”

In deze analyse worden de specifieke berekeningen gebruikt om de ligging van de plaatsgebonden risicocontouren te berekenen.

Deze 182 meter is bepaald door de afronding naar boven van de PR10-06 van de worst-case windturbine, zoals deze in het Milieueffectrapport voor Windmolenpark Elzenburg-De Geer is onderzocht. Dit is Nordex N131 met een PR10-6 van 181 meter. 2 Vanaf dit punt in deze rapportage wordt naar het handboek verwezen als HRW.

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

WINDTURBINE EIGENSCHAPPEN De benodigde windturbine eigenschappen worden bepaald aan de hand van documentatie van de verschillende windturbinetypes die aangeleverd wordt door de fabrikanten of kan worden gevonden in algemene databases over windturbine eigenschappen. Er komen op een hoog tempo nieuwe windturbinetypes op de markt waardoor het kan zijn dat sommige specifieke gegevens nog niet bekend zijn van een specifiek windturbinetype. Indien gegevens benodigd voor de analyse ontbreken wordt gebruik gemaakt van gegevens van vergelijkbare windturbinetypes en/of wordt een worst-case inschatting gemaakt van de eigenschap. In onderstaande tabel staan de verschillende eigenschappen genoteerd. De gebruikte databronnen staan vermeld in bijlage 1. Onderstaand schema geeft een overzicht van reële windturbines die passend zijn binnen de aangegeven dimensies. Tabel 2.1 Gebruikte gegevens van windturbines Windturbinetype

Nordex N131

Enercon E126 EP4

GE 3.2130

Siemens SWT-3.3-130

Ashoogte

144

145

Rotordiameter

131

127

Maximale mastbreedte

4,3

Nominaal toerental (rpm)

Vestas V126-3.3

Vestas V136-3.45

145

142

130

126

136

13,22

8,11

4,5

12,1

11,6

12,1

12,2

12,8

11,7

Maximale bladbreedte

3,94

4,75

4,2

4,11

Bladlengte

65,5

63,5

Afstand van Zwaartekracht op blad tot hubcentrum

22,9

21,17

21,67

22,67

Lengte gondel

12,22

18,3

12,73

9,33

17,14

Breedte gondel

4,3

8,8

4,2

4,15

3,9

Hoogte gondel

5,2

9,3

3,6

6,3

6,77

* Gewichten in ton en afstanden in meters

Naast bovenstaande zes windturbines die specifiek zijn onderzocht zijn overige beschikbare windturbines ook beschouwd in de bepaling van hun werpafstand bij nominaal toerental, dit om te kunnen analyseren of de afstand van 182 meter geschikt is als maximale maat voor de generieke bepaling van de PR10-06 contour van windturbines binnen de aangegeven dimensies.

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

FAALSCENARIO’S Om de plaatsgebonden risico’s te berekenen worden de volgende faalscenario’s van windturbines beschouwd conform het HRW: •

 •

De gondel en rotor vallen langs de masttoren naar beneden. faalfrequentie: 1,3 x 10-4 per jaar

Mastfalen; 

•

faalfrequentie: 4 x 10-5 per jaar

Gondelfalen;

De mast breekt af bij de voet en valt in zijn geheel om inclusief rotor en gondel.

Bladworp bij nominaal toerental; 

faalfrequentie: 8,4 x 10-4 per jaar

Een blad breekt in zijn geheel af zonder verlies van energie tijdens een toerental behorend bij nominaal vermogen en wordt geworpen.

•

Bladworp bij overtoeren; 

faalfrequentie: 5 x 10-6 per jaar

Een blad breekt in zijn geheel af zonder verlies van energie tijdens een overtoeren situatie bij een 2x zo hoog toerental als behorend bij nominaal vermogen en wordt geworpen.

In onderstaande paragrafen wordt kort per faalscenario toegelicht welke berekeningen zijn uitgevoerd. De gebruikte symbolen zijn terug te vinden in bijlage 2.

Berekening mastfalen Voor de berekening van mastfalen is gebruik gemaakt van de formules in hoofdstuk 5.1 van bijlage C van het HRW. Hierbij wordt conservatief verondersteld dat de breedte van de mast lineair afneemt van de voet tot aan ashoogte van de maximale mastbreedte tot aan de minimale mastbreedte. 0 meter tot halve mastbreedte Voor de eerste meters vanaf het hart van de windturbine tot aan een halve torenbreedte wordt uitgegaan van een risico van 100% van de faalfrequentie van mastfalen. Voor 𝑟 ≤ 0,5 × 𝑑 𝑃𝑚 = 𝑃𝑚𝑏 × 100% Halve mastbreedte tot aan tiplaagte De kans dat een vierkante meter wordt geraakt is gelijk aan de breedte van de mast op de te raken afstand gedeeld door de mogelijke valrichtingen. 𝐷

Voor (0,5 × 𝑑) < 𝑟 ≤ (𝐻 − ) 2

𝑃𝑡𝑜 = 𝑃𝑚𝑏 ×

𝑑𝑟 2×𝜋×𝑟

Tiplaagte tot aan onderkant gondel Op deze valafstand kan een vierkante meter geraakt worden door de mast en door de aanwezigheid van de drie vallende rotorbladen. 𝐷

𝐺

Voor (𝐻 − ) < 𝑟 ≤ (𝐻 − ) 𝑃𝑡𝑙 = 𝑃𝑚𝑏 ×

𝑑𝑟 𝐷 𝑂𝑝𝑝𝑏𝑙𝑎𝑑 + 𝑃𝑚𝑏 × × 2×𝜋×𝑟 2 × 𝜋 × 𝑟 𝑂𝑝𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑟

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Onderkant gondel tot bovenkant gondel Op deze valafstand kan een vierkante meter geraakt worden door de gondel en door de aanwezigheid van de drie vallende rotorbladen. 𝐺

𝐺

Voor (𝐻 − ) < 𝑟 ≤ (𝐻 + ) 𝑃𝑔 = 𝑃𝑚𝑏 ×

𝐵𝑔𝑜𝑛𝑑𝑒𝑙 𝐷 𝑂𝑝𝑝𝑏𝑙𝑎𝑑 + 𝑃𝑚𝑏 × × 2×𝜋×𝑟 2 × 𝜋 × 𝑟 𝑂𝑝𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑟

Bovenkant gondel tot tiphoogte Op deze valafstand kan een vierkante meter geraakt worden door de aanwezigheid van de drie vallende rotorbladen3. 𝐺

Voor (𝐻 + ) < 𝑟 ≤ (𝑇𝑖𝑝ℎ𝑜𝑜𝑔𝑡𝑒) 2

𝑃𝑡𝑖𝑝 = 𝑃𝑚𝑏 ×

𝐷 𝑂𝑝𝑝𝑏𝑙𝑎𝑑 × 2 × 𝜋 × 𝑟 𝑂𝑝𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑟

Weergave van scenario mastfalen Bovenstaande berekeningen resulteert in de volgende plaatsgebonden risico verdeling voor het scenario mastfalen. Figuur 3.1 Weergave van berekening mastfaal risico

Voor de berekening wordt uitgegaan van het worst-case risico van aanwezigheid van alle drie de bladen ongeacht de stand van de wieken.

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Berekening gondelfalen In hoofdstuk 6.1 van bijlage C van het HRW staat omschreven hoe het scenario gondelfalen dient te worden berekend. Dit sluit aan bij de beschrijving voor mastfalen in paragraaf 3.1 waarbij nu de valafstand als 0 meter wordt gezien. 0 meter tot maximale gondelbreedte of hoogte Voor de eerste meters vanaf het hart van de windturbine tot aan een de gondelbreedte of hoogte wordt uitgegaan van een risico van 100% van de faalfrequentie van gondelfalen. Voor 𝑟 ≤ 𝐵𝑔𝑜𝑛𝑑𝑒𝑙 𝑃𝑔𝑜𝑛 = 𝑃𝑔𝑓 × 100% Gondelhoogte tot aan halve rotordiameter Op deze valafstand kan een vierkante meter geraakt worden door de aanwezigheid van de drie vallende rotorbladen. 𝐷

Voor 𝐵𝑔𝑜𝑛𝑑𝑒𝑙 < 𝑟 ≤ ( ) 2

𝑃𝑔𝑜𝑛,𝑟 = 𝑃𝑔𝑓 ×

𝐷 𝑂𝑝𝑝𝑏𝑙𝑎𝑑 × 2 × 𝜋 × 𝑟 𝑂𝑝𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑟

Weergave van scenario gondelfalen Bovenstaande berekeningen resulteert in de volgende plaatsgebonden risico verdeling voor het scenario gondelfalen. Figuur 3.2 Weergave van berekening gondelfaal risico

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Berekening bladworp bij nominaal en overtoeren situaties Voor bladworp wordt in eerste instantie de trefkansverdeling bepaald van het zwaartepunt van het blad op één vierkante meter met behulp van een kogelbaanmodel zonder luchtkrachten. Op basis van deze informatie wordt vervolgens berekend wat de kans is dat een persoon geraakt kan worden door een deel van het blad indien het zwaartepunt op maximaal 2/3 e afstand van de persoon valt. Hierbij wordt er vanuit gegaan dat het zwaartepunt van het blad op circa 1/3 e van de bladlengte is gelegen. De kansverdelingsfunctie van de positie waar het zwaartepunt van het blad zal inslaan is berekend met de formules 2.1.1 tot 2.1.9 uit hoofdstuk 2.1 van bijlage C van het HRW.

𝑓𝑧𝑤𝑝𝑡 (𝑥, 𝑦, Ω) = 𝑓𝑍𝑊𝑃𝑇 (𝑟; Ω) =

1 𝑓 (𝑟; Ω) 2×𝜋×𝑟 𝑅

Vervolgens wordt met behulp van formule 3.1.1 uit hoofdstuk 3.1 van het HRW de trefkans van een persoon uitgerekend. 𝑝𝑝 (𝑥 ∗ 𝑦 ∗ ) = 1,5 × 𝐴𝑐 × 𝑝𝑍𝑊𝑃𝑇 (𝑥 ∗ 𝑦 ∗ ) Waarbij Ac is bepaald met formule 3.1.8. 𝑑 +𝐿 2 1

𝑑 +𝐿 2 2

𝑑+𝑐 2

𝑑 𝑐 𝐴𝑐 = 𝜋( + )2 + ∫ 2𝜑(𝑟)𝑑𝑟 + ∫ 2𝜑(𝑟)𝑑𝑟 2 2

Weergave van scenario bladworp bij nominaal toerental en overtoeren Bovenstaande berekeningen resulteert in de volgende plaatsgebonden risico verdeling voor het scenario bladworp bij nominaal toerental. Het resultaat van het scenario bladworp bij overtoeren is een vergelijkbare grafiek alleen dan berekend met een toerental van 2x nominaal.

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Figuur 3.3 Weergave van berekening bladworp bij nominaal toerental en overtoeren

De cumulatieve plaatsgebonden risicocontouren zijn per windturbine weergegeven in onderstaande paragrafen.

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

REKENRESULTATEN Nordex N131 op 144 meter De ligging van de plaatsgebonden risicocontouren zijn als volgt: •

De PR10-5 is gelegen op 36 meter;

•

De PR10-6 is gelegen op 181 meter.

Figuur 4.1 Plaatsgebonden risico voor Nordex N131 op 144 meter

PR10-5

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

PR10-6

Pondera Consult

Enercon E-126 EP4 op 145 meter De ligging van de plaatsgebonden risicocontouren zijn als volgt: •

De PR10-5 is gelegen op 57 meter;

•

De PR10-6 is gelegen op 158 meter.

Figuur 4.2 Plaatsgebonden risico voor Enercon E-126 op 145 meter

PR10-5

PR10-6

*Opmerking: De gondel van een Enercon E-126 EP4 is afwijkend groot in vergelijking met overige windturbines en zorgt daarmee voor een vergrote ligging van de PR10-05 contour.

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

GE-3.2-130 op 145 meter De ligging van de plaatsgebonden risicocontouren zijn als volgt: •

De PR10-5 is gelegen op 44 meter;

•

De PR10-6 is gelegen op 171 meter.

Figuur 4.3 Plaatsgebonden risico voor GE 3.2-130 op 145 meter

PR10-5 PR10-6

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Siemens SWT-3.3-130 op 145 meter De ligging van de plaatsgebonden risicocontouren zijn als volgt: •

De PR10-5 is gelegen op 39 meter;

•

De PR10-6 is gelegen op 171 meter.

Figuur 4.4 Plaatsgebonden risico voor Siemens SWT-3.3-130 op 145 meter

PR10-5

PR10-6

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Vestas V126-3.3 op 145 meter De ligging van de plaatsgebonden risicocontouren zijn als volgt: •

De PR10-5 is gelegen op 34 meter;

•

De PR10-6 is gelegen op 175 meter.

Figuur 4.5 Plaatsgebonden risico voor Vestas V126-3.3 op 145 meter

PR10-5

PR10-6

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Vestas V136-3.45 op 144 meter De ligging van de plaatsgebonden risicocontouren zijn als volgt: •

De PR10-5 is gelegen op 42 meter;

•

De PR10-6 is gelegen op 171 meter.

Figuur 4.6 Plaatsgebonden risico voor Vestas V136-3.3 op 142 meter

PR10-5

PR10-6

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Overige windturbines Uit bovenstaande analyses is te zien dat buiten de werpafstand bij nominaal toerental (werpkans in grafieken) het plaatsgebonden risico (PR) niet boven de 10 -06 uit komt door de faalscenario’s mastfalen en bladworp bij overtoeren. Hiervan uitgaande kunnen we voor overige windturbines onderzoeken welke werpafstanden deze behalen om daarmee uit te kunnen sluiten dat de PR10-06 contour van deze windturbines groter wordt dan de werpafstand bij nominaal toerental. De werpafstanden bij nominale toerental van een groter aantal windturbines op de reguliere ashoogten van deze windturbinetypes is onderstaand als lijst bijgevoegd. Dit is geen uitputtende lijst van alle beschikbare windturbinetypen en instelling maar geeft inzicht of een maximale PR10-06 contour op een afstand van 182 meter een haalbare optie is bij bekende windturbinetypes en bijbehorende dimensies. Figuur 4.7 Algemeen overzicht windturbines werpafstanden bij nominaal toerental windturbines Turbinetype

Fabrikant Max Max vermogen Ashoogte

V136-4.2 Vestas 4,2 V136-3.45 Vestas 3,45 N131/3000 Nordex 3 N131/3300 Nordex 3,3 N131/3600 Nordex 3,6 N131/3900 Nordex 3,9 GE 3.2-130 GE 3,2 SWT-3.3-130 Siemens 3,3 SWT-3.3-130 LNSiemens 3,3 SWT-DD-130 Siemens 4,2 SG 2.7-129 Siemens / Gamesa2,75 E-126 EP8 Enercon 7,5 E-126 EP4-4.0 Enercon 4 E-126 EP4-4.2 Enercon 4,2 V126-3.0 Vestas 3,6 V126-3.45 LTq Vestas 3,45 V126-3.45 HTq Vestas 3,45 V126-3.3 Vestas 3,3 3.2M122 Senvion 3,2 GE 2.75-120 GE 2,75 SWT-4.0-120 Siemens 4 SWT-DD-120 Siemens 4,3 SWT-2.5-120 Siemens 2,5 SWT-2.3-120 Siemens 2,3 Vensys-120 Vensys 3 N117/2400 Nordex 2,4 V117-4.2 Vestas 4,2 V117-3.6 Vestas 3,6 V117-3.45 Vestas 3,45 V117-3.3 Vestas 3,3 N117/3600 Nordex 3,6 E-115 EP2 Enercon 3,2 E-115 TES Enercon 3 E-115 Enercon 3 E-112 Enercon 4,5 3.4M114 Senvion 3,4 SWT-3.2-113 Siemens 3,2 SWT-2.3-113 Siemens 2,3 Vensys 112 Vensys 3 V112-3.6 Vestas 3,6 V112-3.45 Vestas 3,45 V112-3.3 Vestas 3,3 V112-3.075 Vestas 3,075

162 82 105 112 142 82 112 132 144 99 114 134 164 134 120 84 106 112 134 84 114 120 155 85 110 134 135 85 115 135 85 135 85 115 87 135 135 86 99 116 159 135 144 147 87 117 137 137 87 117 145 87 117 137 137 117 128 139 89 119 139 85 98,3 110 120 89,5 85 85,1 92 80 140 90 98,3 115 141 91 120 91,5 84 116,5 80 91,5 116,5 80 91,5 116,5 91,5 141 91 106 120 149,1 92,1 122,1 135,5 149 92 135,4 149 92 135,4 124 143 93 123 115 79,5 835 88 92,5 99,5 142,5 92,5 99,5 122,5 140 93,5 94 69 119 69 84 94 140 84 94 119 119 84 94 96 119

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

Alt. Ashoogten Rotordiameter max Nominaal Tiphoogte toerental 136 136 131 131 131 131 130 130 130 130 129 127 127 127 126 126 126 126 122 120 120 120 120 120 120 117 117 117 117 117 117 115,7 115,7 115,7 114 114 113 113 112 112 112 112 112

230 210 209,5 229,5 185,5 199,5 220 200 200 200 151,5 198,5 198,5 222,5 210 200 208 200 200 199 149,5 145 145,1 152 200 199,5 150 175 175 175 199,5 206,95 206,85 206,85 181 200 171,5 199 196 150 175 196 175

10,4 11,7 10,3 10,9 11,9 12,6 12,1 12,2 11,4 12,5 12,5 12 12,4 11,6 12,1 13,4 11,8 12,8 11,2 13 14 13,7 13,1 13 12,8 11,8 13,6 14 13,8 13,1 12,6 13,1 12,8 12,4 13 12,1 15 13 13,6 14 13,8 13,1 12,8

Werpafstand nominaal 157 171 142 159 156 175 174 167 154 172 146 159 165 163 164 181 159 171 142 165 155 148 140 142 163 144 145 164 161 151 155 164 160 154 149 145 170 155 161 144 154 154 141

Pondera Consult

RESULTATEN EN KAARTWEERGAVE Samengevat zijn de resultaten van de berekeningen als volgt: Tabel 5.1 Overzicht berekende afstanden Contour

Nordex N131

Enercon E-126 EP4

GE3.2-130

Siemens SWT-3.3-130

Vestas V126-3.3

Vestas V136-3.45

Overige turbines*

PR 10-5

ca. 60m

PR 10-6

181

158

171

175

171

181

½e RD

65,5

63,5

Tiphoogte

210

208,5

210

208

210

* De waarde weergegeven voor overige turbines is een inschatting op basis van een werpafstand analyse en bevat geen volledige plaatsgebonden risicoanalyse.

Conclusie Uit de nadere berekening van windturbines beschikbaar binnen de aangegeven maximale dimensies van Windpark Elzenburg – De Geer blijkt dat de specifieke plaatsgebonden risicocontouren met een risico van PR10-5 liggen op een afstand van 34 tot 57 meter van de onderzochte windturbines. De specifieke plaatsgebonden risicocontouren met een risico van PR10-6 liggen op een afstand van 158 tot 181 meter van de onderzochte windturbines. Uit de analyse blijkt ook dat alle beschikbare windturbines binnen de aangegeven dimensies een maximale PR10-6 contour hebben van kleiner dan 182 meter. Uitvoering van mitigerende maatregelen, zoals sectormanagement en faalfrequentie reducerende maatregelen (bijvoorbeeld over-dimensionering van de sterkte van de windturbinemast), kunnen de betrokken risicocontouren verkleinen.

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Ter indicatie

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

BIJLAGE 1 DATA HERKOMST GEGEVENS WINDTURBINES

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Algemeen •

Datagegevens verkregen uit Windpro Windturbine Generator Catalogue, geraadpleegd op 28-08-2018.

Nordex N131 •

Gegevens verkregen uit: “* MER Windmolenpark Elzenburg - te Geer te Oss – EV” Conform rapportage Antea (14-03-2017)

Enercon E-126 EP4 •

Gegevens verkregen uit Enercon data sheet “Datenblatt_E-126EP4” from http://eplattform4mw.de/downloads/Datenblatt_E-126EP4_en.pdf geraadpleegd op 28 08 2018

GE 3.2-130 •

Gegevens vertrouwelijk, niet vrijgegeven door GE

Siemens SWT-3.3-130 •

Gegevens verkregen uit Data sheet “Wind turbine SWT-3.3-130 Technical specifications” from Siemens.com/wind uit 2016

Vestas V126 •

Gegevens verkregen uit documentatie “General Specfiication V126-3.3 MW 50/60 Hz” van Vestas uit 12-11-2014.

Vestas V136 •

Gegevens verkregen van website van vestas bij Technical Specifications via: https://www.vestas.com/en/products/turbines/v136-_3_45_mw#!technical-specifications geraadpleegd op 28-08-2018

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

BIJLAGE 2 AFKORTINGEN EN SYMBOLEN LIJST

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Symbolenlijst Symbool

Beschrijving

𝑟

Afstand tot hart windturbine (ook wel ri)

𝑑

Maximale mastbreedte [meter]

𝑃𝑚

Trefkans /m binnen in mast [# / jaar]

𝑃𝑚𝑏

Kans op mastbreuk per jaar (faalfrequentie)

𝐻

Ashoogte [meter]

𝐷

Rotordiameter [meter]

𝑃𝑡𝑜

Trefkans /m van mast tot tiplaagte

𝑑𝑟

Mastbreedte op hoogte r

𝐺

Maximum gondelhoogte / breedte

𝑃𝑡𝑙

Trefkans /m van tiplaagte tot onderkant gondel

𝑂𝑝𝑝𝑏𝑙𝑎𝑑

Fysieke oppervlakte van drie bladen

𝑂𝑝𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑟

Oppervlakte van de gehele rotor

𝐵𝑔𝑜𝑛𝑑𝑒𝑙

Maximale dimensie van de gondel

𝑃𝑔

Trefkans /m van gondellaagte tot gondelhoogte

𝑃𝑡𝑖𝑝

Trefkans /m van gondelhoogte tot tiphoogte

𝑃𝑔𝑜𝑛

Trefkans /m tot gondelvalafstand

𝑃𝑔𝑓

Kans op gondelfalen per jaar (faalfrequentie)

𝑃𝑔𝑜𝑛,𝑟

Trefkans /m vanaf gondelvalafstand tot ½e rotor

𝑓𝑍𝑊𝑃𝑇

Trefkans van zwaartepunt van blad per m2

𝑥, 𝑦

Meter2 op afstand x (horizontaal) en afstand y (verticaal)

Toerental windturbine

𝑓𝑅

Kans op inslag ZWPT op afstand r

𝑃𝑝

Trefkans van persoon die permanent aanwezig is op locatie

𝐴𝑐

Kritiek oppervlakte van blad (t.o.v. persoon)

𝑥 ∗ 𝑦∗

Specifieke positie binnen effectzone

𝑑𝑝

Breedte van persoon

𝑐

Breedte van de mast

𝜑

Landingshoek van een windturbineblad

𝑃𝑅

Plaatsgebonden Risico

𝑃𝑅 = 10−5

Maximale contour waarbuiten het PR-risico kleiner is als ééns in 100.000 jaar

𝑃𝑅 = 10−6

Maximale contour waarbuiten het PR-risico kleiner is als ééns in 1.000.000 jaar

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

718026 31 oktober 2018

ANALYSE PR CONTOUREN WINDPARK ELZENBURG – DE GEER

Raedthuys Windenergie B.V.

V2.0

Duurzame oplossingen in energie, klimaat en milieu Postbus 579 7550 AN Hengelo Telefoon (074) 248 99 40

Documenttitel

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer

Soort document

V2.0

Datum

31 oktober 2018

Projectnummer

718026

Opdrachtgever

Raedthuys Windenergie B.V.

Auteur

B. Vogelaar, Pondera Consult

Vrijgave

D. Oude Lansink, Pondera Consult

Pondera Consult

INHOUDSOPGAVE Inleiding

Generieke versus specifieke berekeningen

Windturbine eigenschappen

Faalscenario’s

Berekening mastfalen

Berekening gondelfalen

Berekening bladworp bij nominaal en overtoeren situaties

Rekenresultaten

Nordex N131 op 144 meter

Enercon E-126 EP4 op 145 meter

GE-3.2-130 op 145 meter

Siemens SWT-3.3-130 op 145 meter

Vestas V126-3.3 op 145 meter

Vestas V136-3.45 op 144 meter

Overige windturbines

Resultaten en kaartweergave

Conclusie

Bijlage 1 Data herkomst gegevens windturbines Bijlage 2 Afkortingen en symbolen lijst

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

INLEIDING Raedthuys Windenergie B.V. heeft voor de ontwikkeling van twee windturbines van Windpark Elzenburg - De Geer gevraagd naar een nader onderzoek naar de ligging van de plaatsgebonden risicocontouren van windturbines binnen de dimensies van windturbines die geplaatst kunnen worden bij Windpark Elzenburg - De Geer. Deze analyse beschrijft de specifieke berekeningen en uitkomsten van een kwantitatieve risico analyse van verschillende windturbinetypes die toegepast kunnen worden voor Windpark Elzenburg - De Geer. De te onderzoeken windturbines passen binnen de aangegeven maximale dimensies van: •

Maximale rotordiameter = 136 meter;

•

Maximale tiphoogte = 210 meter;

•

Maximale ashoogte = 145 meter.

In deze analyse worden de specifieke berekeningen gebruikt om de ligging van de plaatsgebonden risicocontouren te berekenen.

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Nordex N131

Enercon E126 EP4

GE 3.2130

Siemens SWT-3.3-130

Ashoogte

144

145

Rotordiameter

131

127

Maximale mastbreedte

4,3

Nominaal toerental (rpm)

Vestas V126-3.3

Vestas V136-3.45

145

142

130

126

136

13,22

8,11

4,5

12,1

11,6

12,1

12,2

12,8

11,7

Maximale bladbreedte

3,94

4,75

4,2

4,11

Bladlengte

65,5

63,5

Afstand van Zwaartekracht op blad tot hubcentrum

22,9

21,17

21,67

22,67

Lengte gondel

12,22

18,3

12,73

9,33

17,14

Breedte gondel

4,3

8,8

4,2

4,15

3,9

Hoogte gondel

5,2

9,3

3,6

6,3

6,77

* Gewichten in ton en afstanden in meters

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

FAALSCENARIO’S Om de plaatsgebonden risico’s te berekenen worden de volgende faalscenario’s van windturbines beschouwd conform het HRW: •

 •

De gondel en rotor vallen langs de masttoren naar beneden. faalfrequentie: 1,3 x 10-4 per jaar

Mastfalen; 

•

faalfrequentie: 4 x 10-5 per jaar

Gondelfalen;

De mast breekt af bij de voet en valt in zijn geheel om inclusief rotor en gondel.

Bladworp bij nominaal toerental; 

faalfrequentie: 8,4 x 10-4 per jaar

Een blad breekt in zijn geheel af zonder verlies van energie tijdens een toerental behorend bij nominaal vermogen en wordt geworpen.

•

Bladworp bij overtoeren; 

faalfrequentie: 5 x 10-6 per jaar

Een blad breekt in zijn geheel af zonder verlies van energie tijdens een overtoeren situatie bij een 2x zo hoog toerental als behorend bij nominaal vermogen en wordt geworpen.

In onderstaande paragrafen wordt kort per faalscenario toegelicht welke berekeningen zijn uitgevoerd. De gebruikte symbolen zijn terug te vinden in bijlage 2.

Voor (0,5 × 𝑑) < 𝑟 ≤ (𝐻 − ) 2

𝑃𝑡𝑜 = 𝑃𝑚𝑏 ×

𝑑𝑟 2×𝜋×𝑟

Tiplaagte tot aan onderkant gondel Op deze valafstand kan een vierkante meter geraakt worden door de mast en door de aanwezigheid van de drie vallende rotorbladen. 𝐷

𝐺

Voor (𝐻 − ) < 𝑟 ≤ (𝐻 − ) 𝑃𝑡𝑙 = 𝑃𝑚𝑏 ×

𝑑𝑟 𝐷 𝑂𝑝𝑝𝑏𝑙𝑎𝑑 + 𝑃𝑚𝑏 × × 2×𝜋×𝑟 2 × 𝜋 × 𝑟 𝑂𝑝𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑟

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Onderkant gondel tot bovenkant gondel Op deze valafstand kan een vierkante meter geraakt worden door de gondel en door de aanwezigheid van de drie vallende rotorbladen. 𝐺

𝐺

Voor (𝐻 − ) < 𝑟 ≤ (𝐻 + ) 𝑃𝑔 = 𝑃𝑚𝑏 ×

𝐵𝑔𝑜𝑛𝑑𝑒𝑙 𝐷 𝑂𝑝𝑝𝑏𝑙𝑎𝑑 + 𝑃𝑚𝑏 × × 2×𝜋×𝑟 2 × 𝜋 × 𝑟 𝑂𝑝𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑟

Bovenkant gondel tot tiphoogte Op deze valafstand kan een vierkante meter geraakt worden door de aanwezigheid van de drie vallende rotorbladen3. 𝐺

Voor (𝐻 + ) < 𝑟 ≤ (𝑇𝑖𝑝ℎ𝑜𝑜𝑔𝑡𝑒) 2

𝑃𝑡𝑖𝑝 = 𝑃𝑚𝑏 ×

𝐷 𝑂𝑝𝑝𝑏𝑙𝑎𝑑 × 2 × 𝜋 × 𝑟 𝑂𝑝𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑟

Weergave van scenario mastfalen Bovenstaande berekeningen resulteert in de volgende plaatsgebonden risico verdeling voor het scenario mastfalen. Figuur 3.1 Weergave van berekening mastfaal risico

Voor de berekening wordt uitgegaan van het worst-case risico van aanwezigheid van alle drie de bladen ongeacht de stand van de wieken.

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Voor 𝐵𝑔𝑜𝑛𝑑𝑒𝑙 < 𝑟 ≤ ( ) 2

𝑃𝑔𝑜𝑛,𝑟 = 𝑃𝑔𝑓 ×

𝐷 𝑂𝑝𝑝𝑏𝑙𝑎𝑑 × 2 × 𝜋 × 𝑟 𝑂𝑝𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑟

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

𝑓𝑧𝑤𝑝𝑡 (𝑥, 𝑦, Ω) = 𝑓𝑍𝑊𝑃𝑇 (𝑟; Ω) =

1 𝑓 (𝑟; Ω) 2×𝜋×𝑟 𝑅

𝑑 +𝐿 2 2

𝑑+𝑐 2

𝑑 𝑐 𝐴𝑐 = 𝜋( + )2 + ∫ 2𝜑(𝑟)𝑑𝑟 + ∫ 2𝜑(𝑟)𝑑𝑟 2 2

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Figuur 3.3 Weergave van berekening bladworp bij nominaal toerental en overtoeren

De cumulatieve plaatsgebonden risicocontouren zijn per windturbine weergegeven in onderstaande paragrafen.

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

REKENRESULTATEN Nordex N131 op 144 meter De ligging van de plaatsgebonden risicocontouren zijn als volgt: •

De PR10-5 is gelegen op 36 meter;

•

De PR10-6 is gelegen op 181 meter.

Figuur 4.1 Plaatsgebonden risico voor Nordex N131 op 144 meter

PR10-5

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

PR10-6

Pondera Consult

Enercon E-126 EP4 op 145 meter De ligging van de plaatsgebonden risicocontouren zijn als volgt: •

De PR10-5 is gelegen op 57 meter;

•

De PR10-6 is gelegen op 158 meter.

Figuur 4.2 Plaatsgebonden risico voor Enercon E-126 op 145 meter

PR10-5

PR10-6

*Opmerking: De gondel van een Enercon E-126 EP4 is afwijkend groot in vergelijking met overige windturbines en zorgt daarmee voor een vergrote ligging van de PR10-05 contour.

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

GE-3.2-130 op 145 meter De ligging van de plaatsgebonden risicocontouren zijn als volgt: •

De PR10-5 is gelegen op 44 meter;

•

De PR10-6 is gelegen op 171 meter.

Figuur 4.3 Plaatsgebonden risico voor GE 3.2-130 op 145 meter

PR10-5 PR10-6

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Siemens SWT-3.3-130 op 145 meter De ligging van de plaatsgebonden risicocontouren zijn als volgt: •

De PR10-5 is gelegen op 39 meter;

•

De PR10-6 is gelegen op 171 meter.

Figuur 4.4 Plaatsgebonden risico voor Siemens SWT-3.3-130 op 145 meter

PR10-5

PR10-6

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Vestas V126-3.3 op 145 meter De ligging van de plaatsgebonden risicocontouren zijn als volgt: •

De PR10-5 is gelegen op 34 meter;

•

De PR10-6 is gelegen op 175 meter.

Figuur 4.5 Plaatsgebonden risico voor Vestas V126-3.3 op 145 meter

PR10-5

PR10-6

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Vestas V136-3.45 op 144 meter De ligging van de plaatsgebonden risicocontouren zijn als volgt: •

De PR10-5 is gelegen op 42 meter;

•

De PR10-6 is gelegen op 171 meter.

Figuur 4.6 Plaatsgebonden risico voor Vestas V136-3.3 op 142 meter

PR10-5

PR10-6

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Fabrikant Max Max vermogen Ashoogte

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

10,4 11,7 10,3 10,9 11,9 12,6 12,1 12,2 11,4 12,5 12,5 12 12,4 11,6 12,1 13,4 11,8 12,8 11,2 13 14 13,7 13,1 13 12,8 11,8 13,6 14 13,8 13,1 12,6 13,1 12,8 12,4 13 12,1 15 13 13,6 14 13,8 13,1 12,8

Werpafstand nominaal 157 171 142 159 156 175 174 167 154 172 146 159 165 163 164 181 159 171 142 165 155 148 140 142 163 144 145 164 161 151 155 164 160 154 149 145 170 155 161 144 154 154 141

Pondera Consult

RESULTATEN EN KAARTWEERGAVE Samengevat zijn de resultaten van de berekeningen als volgt: Tabel 5.1 Overzicht berekende afstanden Contour

Nordex N131

Enercon E-126 EP4

GE3.2-130

Siemens SWT-3.3-130

Vestas V126-3.3

Vestas V136-3.45

Overige turbines*

PR 10-5

ca. 60m

PR 10-6

181

158

171

175

171

181

½e RD

65,5

63,5

Tiphoogte

210

208,5

210

208

210

* De waarde weergegeven voor overige turbines is een inschatting op basis van een werpafstand analyse en bevat geen volledige plaatsgebonden risicoanalyse.

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Ter indicatie

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

BIJLAGE 1 DATA HERKOMST GEGEVENS WINDTURBINES

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Algemeen •

Datagegevens verkregen uit Windpro Windturbine Generator Catalogue, geraadpleegd op 28-08-2018.

Nordex N131 •

Gegevens verkregen uit: “* MER Windmolenpark Elzenburg - te Geer te Oss – EV” Conform rapportage Antea (14-03-2017)

Enercon E-126 EP4 •

Gegevens verkregen uit Enercon data sheet “Datenblatt_E-126EP4” from http://eplattform4mw.de/downloads/Datenblatt_E-126EP4_en.pdf geraadpleegd op 28 08 2018

GE 3.2-130 •

Gegevens vertrouwelijk, niet vrijgegeven door GE

Siemens SWT-3.3-130 •

Gegevens verkregen uit Data sheet “Wind turbine SWT-3.3-130 Technical specifications” from Siemens.com/wind uit 2016

Vestas V126 •

Gegevens verkregen uit documentatie “General Specfiication V126-3.3 MW 50/60 Hz” van Vestas uit 12-11-2014.

Vestas V136 •

Gegevens verkregen van website van vestas bij Technical Specifications via: https://www.vestas.com/en/products/turbines/v136-_3_45_mw#!technical-specifications geraadpleegd op 28-08-2018

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

BIJLAGE 2 AFKORTINGEN EN SYMBOLEN LIJST

Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer | 718026 31 oktober 2018 | V2.0

Pondera Consult

Symbolenlijst Symbool

Beschrijving

𝑟

Afstand tot hart windturbine (ook wel ri)

𝑑

Maximale mastbreedte [meter]

𝑃𝑚

Trefkans /m binnen in mast [# / jaar]

𝑃𝑚𝑏

Kans op mastbreuk per jaar (faalfrequentie)

𝐻

Ashoogte [meter]

𝐷

Rotordiameter [meter]

𝑃𝑡𝑜

Trefkans /m van mast tot tiplaagte

𝑑𝑟

Mastbreedte op hoogte r

𝐺

Maximum gondelhoogte / breedte

𝑃𝑡𝑙

Trefkans /m van tiplaagte tot onderkant gondel

𝑂𝑝𝑝𝑏𝑙𝑎𝑑

Fysieke oppervlakte van drie bladen

𝑂𝑝𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑟

Oppervlakte van de gehele rotor

𝐵𝑔𝑜𝑛𝑑𝑒𝑙

Maximale dimensie van de gondel

𝑃𝑔

Trefkans /m van gondellaagte tot gondelhoogte

𝑃𝑡𝑖𝑝

Trefkans /m van gondelhoogte tot tiphoogte

𝑃𝑔𝑜𝑛

Trefkans /m tot gondelvalafstand

𝑃𝑔𝑓

Kans op gondelfalen per jaar (faalfrequentie)

𝑃𝑔𝑜𝑛,𝑟

Trefkans /m vanaf gondelvalafstand tot ½e rotor

𝑓𝑍𝑊𝑃𝑇

Trefkans van zwaartepunt van blad per m2

𝑥, 𝑦

Meter2 op afstand x (horizontaal) en afstand y (verticaal)

Toerental windturbine

𝑓𝑅

Kans op inslag ZWPT op afstand r

𝑃𝑝

Trefkans van persoon die permanent aanwezig is op locatie

𝐴𝑐

Kritiek oppervlakte van blad (t.o.v. persoon)

𝑥 ∗ 𝑦∗

Specifieke positie binnen effectzone

𝑑𝑝

Breedte van persoon

𝑐

Breedte van de mast

𝜑

Landingshoek van een windturbineblad

𝑃𝑅

Plaatsgebonden Risico

𝑃𝑅 = 10−5

Maximale contour waarbuiten het PR-risico kleiner is als ééns in 100.000 jaar

𝑃𝑅 = 10−6

Maximale contour waarbuiten het PR-risico kleiner is als ééns in 1.000.000 jaar

718026 | Analyse PR contouren Windpark Elzenburg – De Geer 31 oktober 2018 | V2.0

De tekst is automatisch uit het bestand gehaald en kan afwijken van het origineel (kolommen, tabellen en koppen lopen door elkaar). Het officiële stuk bij de gemeente is leidend. Bron: https://api1.ibabs.eu/publicdownload.aspx?site=Oss&id=74ec8064-c94b-4f65-86e9-e0a6984486f1