H 3. Rapport metingen van geluid wind windpark

3.6.1): - aantal metingen is groter dan 10; - tenminste 20% van de metingen vond plaats bij weersomstandigheden die aan het meteoraam industrielawaai voldeden; - de windrichtingen tijdens de metingen zijn gelijkmatig over de windroos verspreid; - stoorgeluid heeft de metingen niet beïnvloed. ” Overigens zijn de geluidsbronnen (vooral de wiektippen) zo hoog dat de windrichting weinig invloed heeft op de geluidsoverdracht naar omringende woningen. De meteocorrectie is bij de meetmast nihil en bij de beschouwde immissiepunten gering (< 0,5 dB, behalve bij het verste punt IM1 Westlangeweg 11: 1,5 dB). Uiteraard is de meteocorrectie in de berekeningen van het beoordelingsniveau wel toegepast.

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

Natuurkundewinkel RuG

34

5 Door meting bepaalde geluidsbelasting 5.1

Uitgangspunten berekening geluidsimmissie

De berekening wordt uitgevoerd conform het geluidsoverdrachtsmodel Methode II.8 uit HMRI99. Voor de berekening worden de gegevens over de geluidsproductie gebruikt die zijn vermeld in tabellen 4 (spectrale verdeling) en 5 (totale bronsterkte). Verder worden voor de windturbines WT1 t/m WT5 en immissiepunten IM1 t/m IM11 de coördinaten gebruikt zoals vermeld in tabel 7 (Amersfoortcoördinaten volgens Rijksdriehoeksysteem). De coördinaten zijn bepaald met behulp van een nauwkeurige digitale kaart (resolutie ≈1m) en gecontroleerd met Google Earth luchtfoto’s. Voor de windturbines is het centrum van de mast als locatie genomen, als immissiepunten bij de woningen een punt midden op de gevel die zich het dichtst bij het windpark bevindt. De meetmast is tevens aangegeven, maar is geen beoordelingspunt. Tenslotte wordt uitgegaan van een vlakke, absorberende bodem en van een ontvangerhoogte van 5 m. Er is geen reflectie op gebouwen bij de immissiepunten.

5.2

Bronsterkte bepaald uit gemeten windsnelheid

De actuele bronsterkte (geluidsproductie) wordt berekend op grond van de gemeten windsnelheden. In principe kunnen deze berekend worden door m.b.v. van formule 2 eerst uit V10 en V28 de waarde van m te bepalen en vervolgens deze waarde te gebruiken om met dezelfde formule en een nu bekende m (en V10 of V28) de waarde van V80 te berekenen. Er is hier echter gebruik gemaakt van een preciezere benadering zoals gegeven door Holtslag [Holtslag 1984] welke op goed onderbouwde theorie berust en welke kan worden toegepast in een stabiele en neutrale atmosfeer.1 De werkwijze om aldus V80 te bepalen is beschreven in bijlage 4. Daarbij worden alle waarden waarbij V10 en/of V28 kleiner dan 1 m/s waren weggelaten omdat de extrapolatie naar een windsnelheid op grotere hoogte dan met een grote onnauwkeurigheid gepaard kan gaan; dit is geen belangrijk verlies van data omdat een windturbine bij dergelijke lage windsnelheden meestal niet zal produceren. Met behulp van formule (3) kan vervolgens uit V80 de bronsterkte LW tijdens de 5-minuten meetperiode worden berekend, waarna het immissieniveau Leq,5min kan worden berekend volgens methode II.8 van HMRI99. De aldus per 5 minuten berekende immissie is vervolgens gemiddeld over opeenvolgende uren zodat er equivalente niveaus over 1 uur ontstaan: Leq,1h.

Omdat de windsnelheid en de stabiliteit binnen één uur kunnen variëren en dus niet altijd hetzelfde zijn binnen dat uur, zijn de 5-minuten meetblokken eerst verdeeld over de stabiliteitsklassen F, E en D. Als in een uur gedurende tenminste de helft van de tijd één stabiliteitsklasse voorkwam, dan is het LAeq,1h berekend door (energetische) middeling van de Leq,5min-waarden van alléén de 5minuten blokken van die klasse (de eventuele andere meetblokken in dat uur worden verder niet meegenomen). De bijbehorende over het uur gemiddelde windsnelheid V10 is eveneens bepaald uit alleen de meetblokken in de desbetreffende stabiliteitsklasse.

1

Gebruik van formule 2 blijkt overigens tot vrijwel dezelfde resultaten te leiden

Natuurkundewinkel RuG

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

35 Tabel 7: posities van windturbines en immissiepunten Turbines x-coördinaat (km) y-coördinaat (km) WT1 31,551 377,759 WT2 31,453 377,461 WT3 32,492 376,996 WT4 32,393 376,7 WT5 32,297 376,416 Immissiepunten meetmast 32,631 376,704

IM1 Westlangeweg 11 IM2 Hogewegdijk 5 IM3 Hogewegdijk 9 IM4 Oranjedijk 27 IM5 Oranjedijk 29 IM6 Sasput 10 IM7 Kruisweg 6 IM8 Slijkplaat 4 IM9 Westlangeweg 14 IM10 Westlangeweg 15 IM11 Statendijk 12

33,311 32,893 32,774 32,227 32,084 30,926 31,787 30,817 32,191 31,278 31,081

377,52 376,406 376,052 375,945 376,076 377,536 376,813 377,905 377,898 378,191 377,150

Figuur 20: overzicht locaties windturbines (wt#) en immissiepunten(IM#)

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

Natuurkundewinkel RuG

36

Tenslotte worden de uurlijkse immissieniveaus per bedrijfstoestand (= windsnelheidsklasse) en stabiliteitsklasse samen genomen tot een langtijdgemiddeld beoordelingsniveau LAri,LT door alle waarden binnen een windsnelheidsklasse van 1 m/s (1 – 2, 2 – 3, 3 – 4 m/s, enz.) en van een bepaalde stabiliteitsklasse (energetisch) te middelen. In feite zijn deze uitvoerige berekeningen gedaan voor alleen de locatie meetmast. Uit de berekening van de geluidsoverdracht blijkt dat er een vast verschil is tussen de immissieniveaus op verschillende immissiepunten. Bij bijvoorbeeld een beoordelingsniveau van 40 dB(A) ter plaatse van de meetmast ligt het beoordelingsniveau ter plaatse van immissiepunt 1 altijd 13,5 dB lager. Dit is onafhankelijk van de bronsterkte omdat een verandering daarin overal hetzelfde effect heeft, en onafhankelijk van de weersomstandigheden omdat daarover al gemiddeld is in de berekening. Men kan dus uit een geluidsniveau ter plaatse van de meetmast dat door berekening of meting bepaald is de overeenkomstige geluidsniveaus op andere punten verkrijgen door een constant verschil te verrekenen.

5.3

Immissieniveau bepaald uit gemeten windsnelheid

Van de in totaal 1566 uur meettijd in de nachtperiode was de atmosfeer gedurende 634 uur neutraal (D), 456 uur matig stabiel (E) en 140 uur zeer stabiel (F); in de resterende tijd (336 uur) kon dit, meestal door te lage windsnelheid, niet goed bepaald worden. De berekende waarden van het per uur gemiddelde immissieniveau Leq,1h ter plaatse van de meetmast zijn gebaseerd op tenminste een half uur meettijd in dat uur, waarin de stabiliteit binnen één klasse bleef. Aldus zijn 648 waarden van het Leq,1h verkregen in stabiliteitsklasse D, 440 uren in klasse E en 116 uren in klasse F. Deze waarden zijn geplot in figuur 21. Het blijkt dat bronsterkte bij elke windsnelheid V10 ≥ 2 m/s maximaal kan zijn en derhalve leiden tot het maximale immissieniveau bij de meetmast van 47 dB(A). Verder zijn per stabiliteitsklasse en windsnelheidsklasse (V10 1 – 2, 2 – 3, 3 – 4 m/s, enz.) de berekende geluidsniveaus Leq,1h ter plekke van de meetmast gemiddeld tot één waarde. De resulterende waarden zijn eveneens gegeven in figuur 21; voor een betere zichtbaarheid zijn de punten onderling verboden door lijnen. De hoogste waarde van elk der drie lijnen in figuur 21 is het maatgevende geluidsniveau voor de nachtperiode. Aldus kan het maatgevende beoordelingsniveau LAri,LT per windsnelheidsklasse berekend worden voor alle immissiepunten (zie tabel 7 en figuur 20).

Het resultaat van deze berekeningen is gegeven in tabel 8 en figuur 22. Daaruit blijkt dat op twee punten, IM5 (Oranjedijk 29) en IM7 (Kruisweg 6) de grenswaarde volgens de Windnormcurve (WNC) wordt overschreden. In figuur 23 zijn de berekende immissieniveaus ingetekend op een kaart van het gebied, in stappen van 5 dB en met een bronsterkte per turbine van 105 dB(A).

Natuurkundewinkel RuG

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

37

immissieniveau op meetmast in dB(A)

50

45

Leq,1h (F)

40

Leq,1h (E) Leq,1h (D) LAri,LT (F)

35

LAri,LT (E) LAri,LT (D)

30 0

2

4 6 windsnelheid op 10 m in m/s

8

10

Figuur 21: punten: uit windsnelheid op rotor berekende uurgemiddelde immissieniveau (Leq,1h) ter plekke van de meetmast bij Pasquillklassen D, E en F; lijnen: per windsnelheidsklasse over alle waarden gemiddelde immissieniveau (LAri,LT) Tabel 8: berekende immissieniveaus bij verschillende windsnelheden en een zo stabiel mogelijke atmosfeer (immissiepunten geordend naar immissieniveau) windsnelheid op 10 m hoogte in m/s 2 3 4 5 6 7 8 windsnelheid op 80 m hoogte in m/s 6,3 9,4 8,3 10,4 8,2 9,6 10,9 in stabiele atmosfeer grenswaarde (WNC)

40

immissiepunt

41

41

42

42

43

44

maatgevend immissieniveau in dB(A)

IM5 Oranjedijk 29

35

42

40

42

40

42

43

IM7 Kruisweg 6

35

42

40

42

40

42

42

IM2 Hogewegdijk 5

34

41

39

41

39

41

42

IM4 Oranjedijk 27

33

40

39

41

39

41

41

IM11 Statendijk 12

33

40

39

41

40

42

43

IM6 Sasput 10

33

40

38

40

39

40

41

IM10 Westlangeweg 15

33

40

38

40

38

40

40

IM3 Hogewegdijk 9

32

39

38

40

38

39

40

IM9 Westlangeweg 14

32

39

37

39

37

39

40

IM8 Slijkplaat 4

30

37

36

38

36

38

38

IM1 Westlangeweg 11

27

34

32

34

32

34

35

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

Natuurkundewinkel RuG

38 maatgevend geluidsniveau in dB(A)

50 W NC

45

IM5 Oranjedijk 29 IM7 Kruisweg 6 IM2 Hogewegdijk 5 IM4 Oranjedijk 27

40

IM6 Sasput 10 / IM10 W estlangeweg 15 IM3 Hogewegdijk 9 IM9 W estlangeweg 14

35

IM8 Slijkplaat 4 IM1 W estlangeweg 11

30 0

2

4 6 windsnelheid op 10 m in m/s

8

10

Figuur 22: berekende geluidsniveaus als functie van de windsnelheid op 10 m hoogte en bij een (zeer) stabiele atmosfeer op negen immissiepunten, alsmede de grenswaarde volgens de WindNormCurve

Figuur 23: geluidscontouren rond windpark bij een bronsterkte per turbine van 105 dB(A); diit is het maatgevende geluidsniveau bij V10 = 5 m/s zonder impulstoeslag

Natuurkundewinkel RuG

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

39

Het karakter van het geluid is door ons niet vastgesteld. Uit waarnemingen van bewoners blijkt dat het geluid bij weinig of geen wind aan de grond en tegelijkertijd een hoog toerental van de windturbines (dus in een stabiele atmosfeer) gekenmerkt wordt door een duidelijk merkbare variatie aangeduid als ‘slaan’ of ‘klappen’. Het geluid komt overeen met een herhaald impulsachtig geluid, en eerder is aangetoond dat dat verklaard kan worden door grote snelheidsverschillen over de rotor [Van den Berg 2006; zie 4.3.1 hierboven]. Als geluid als impulsachtig wordt gekenmerkt, dan moet een toeslag worden toegepast op het geluidsniveau van +5 dB. Het impulsachtige karakter doet zich het sterkste voor bij weinig wind aan de grond en een hoog toerental van de turbines. In de praktijk doet zich dit voor in een zeer stabiele atmosfeer bij een windsnelheid op ashoogte van 9 tot 10 m/s. In tabel 9 is het maatgevende geluidsniveau bij een windsnelheid van 3 m/s op 10 m hoogte en in een zeer stabiele atmosfeer weergegeven inclusief de impulstoeslag; in dit geval wordt op alle immissiepunten behalve Westlangeweg 11 de WNC overschreden.

Tabel 9: immissieniveaus inclusief impulstoeslag in zeer stabiele atmosfeer bij hoge windsnelheid op de rotor (immissiepunten geordend naar immissieniveau) windsnelheid op 10 m hoogte in m/s 3 windsnelheid op 80 m hoogte in m/s 9,4 grenswaarde (WNC)

41

IM5 Oranjedijk 29

47

IM7 Kruisweg 6

47

IM2 Hogewegdijk 5

46

IM4 Oranjedijk 27

45

IM11 Statendijk 12

45

IM6 Sasput 10

45

IM10 Westlangeweg 15

45

IM3 Hogewegdijk 9

44

IM9 Westlangeweg 14

44

IM8 Slijkplaat 4

42

IM1 Westlangeweg 11

39

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

Natuurkundewinkel RuG

40

5.4

Vergelijking meting en berekening

5.4.1

RESULTATEN VAN METINGEN BIJ MEETMAST

In paragraaf 3.4 zijn in figuur 15 de gemeten geluidsniveaus gepresenteerd waarbij de meetdata waren geselecteerd op tijd (23:00 tot 7:00 uur) en een voldoende mate van atmosferische stabiliteit (m > 0,25), en aanvullend op een beperkte spreiding (L5 – L95 ≤ 4 dB). De aldus geselecteerde equivalente geluidsniveaus per 5 minuten zijn nogmaals gepresenteerd in figuur 24, waarbij een onderscheid is gemaakt naar de mate van stabiliteit: stabiliteitsklasse F (m ≥ 0,45) en E (0,25 ≤ m < 0,45). Uit de 5-minuten waarden kan het per windsnelheidsklasse over lange tijd gemiddelde geluidsniveau Lmet,LT worden berekend: dat is het (energetisch) gemiddelde van alle gemeten 5-minuten waarden (Lmet,5min) in de betreffende windsnelheidsklasse en in stabiliteitsklasse E of F. Ook deze waarden zijn in figuur 24 geplot (grote punten verbonden door lijnen).

immissieniveau op meetmast in dB(A)

50

45

40

Lmet,5min (E) Lmet,5min (F)

35

Lmet,LT (E) Lmet,LT (F)

30 0

1

2 3 4 windsnelheid op 10 m in m/s

5

6

Figuur 24: punten: gemeten equivalent geluidniveau per 5 minuten (Lmet,5min) ter plekke van de meetmast, verdeeld naar Pasquillklassen E en F; lijnen: over lange tijd per windsnelheidsklasse gemiddeld (Lmet,LT)

Het langtijdgemiddelde beoordelingsniveau zoals bepaald uit de windsnelheidsmetingen bij de meetmast (zie 4.3.3 hierboven) zou overeen moeten komen met per windsnelheidsklasse de hoogste van de twee langtijdgemiddelde waarden uit figuur 24. Uiteraard is niet zeker of elke meetwaarde die aan dat langtijdgemiddelde heeft bijgedragen inderdaad het gevolg is van alléén het windpark: het geluid kan enig stoorgeluid bevatten, maar ook hebben de windturbines niet voortdurend alle gefunctioneerd. Desalniettemin kunnen we deze uit

Natuurkundewinkel RuG

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

41

directe meting verkregen geluidsniveaus vergelijken met de eerder verkregen niveaus: het langtijdgemiddelde beoordelingsniveau verkregen uit de gemeten windsnelheden op de rotor (figuur 21, langtijdgemiddelde waarde van hoogste stabiliteitsklasse) en het op klimatologische gegevens en meer theoretische gronden bepaalde maatgevende geluidsniveau voor de representatieve bedrijfssituatie (bronsterkten conform tabel 5). Het resultaat is gegeven in figuur 25. Het blijkt dat het geheel op theoretische gronden berekende niveau in de representatieve bedrijfssituatie en het op grond van gemeten windsnelheden berekende niveau onderling gemiddeld slechts 0,6 dB afwijken met een spreiding (standaarddeviatie van afzonderlijke verschillen) van 1,9 dB, hetgeen wijst op correcte onderliggende theorieën. Laten we de waarden bij 2 m/s buiten beschouwing, dan is de gemiddelde afwijking tussen de theoretische voorspelling en de waarden volgens de geluidsmetingen nihil met een gemiddelde afwijking van 1,0 dB. Men kan in figuur 25 constateren dat de daling die rond 3 m/s optreedt bij toenemende windsnelheid volgens de klimatologische voorspelling ook optreedt bij het op de actuele windmetingen gebaseerde geluidsniveau.

Ook de verschillen tussen de uit de windmetingen afgeleide en direct door geluidmeting bepaalde langtijdgemiddelde immissieniveaus zijn relatief gering: gemiddeld 0,1 dB met een spreiding van 1,6 dB. Dit wijst er (weer) op dat het mogelijk is de geluidimmissie van een windpark bij stabiele atmosferische omstandigheden door directe meting te bepalen. Omdat de meetmast formeel geen beoordelingspunt is worden de hier gegeven waarden van deze locatie niet getoetst aan de WNC.

Leq,LT in dB(A)

50

45

representatieve bedrijfssituatie uit V80 uit Lmet

40

35 0

2

4 6 windsnelheid op 10 m hoogte

8

Figuur 25: vergelijking van direct gemeten (Lmet) en uit windsnelheid V80 berekende beoordelingsgeluidsniveau met het geluidsniveau dat berust op vaststelling van de representatieve bedrijfssituatie op basis van klimatologische gegevens

10

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

Natuurkundewinkel RuG

42

5.4.2

RESULTATEN METINGEN SPA

Adviesbureau Schoonderbeek en Partners Advies bv heeft in opdracht van de gemeente Sluis een aantal metingen verricht in de nabijheid van het windpark Hoofdplaatpolder. In het eerste rapport [SPA 2005] werden veel metingen beïnvloed door stoorlawaai, waaronder ruisende bomen. Bij enkele metingen is evenwel aangegeven dat de windturbines duidelijk hoorbaar waren terwijl er geen of nauwelijks geruis van bomen/gewassen hoorbaar was; de resultaten daarvan zijn vermeld in tabel 10. Daaraan zijn resultaten toegevoegd uit een volgend rapport van SPA een jaar later [SPA 2006]. Verder is in de tabel vermeld wat het berekende geluidsniveau zou zijn bij een windsnelheid V10 (op 10 m hoogte) van 7 m/s, alsmede het berekende geluidsniveau met bronsterkten die volgens de fabrikant optreden in een neutrale atmosfeer bij de gemeten, actuele windsnelheden V10 (zie tabel 4). Tabel 10: meetresultaten SPA woning/ rekenpunt 2005 Statendijk 12 Oranjedijk 31 Oranjedijk 31 2006 Oranjedijk 29 Hogedijk 5 Sasput 10

windturbines datum hoorbaar?

Ander geruis hoorbaar?

V10

gemeten Leq dB(A)

berekend Leq bij 7 m/s dB(A)

berekend Leq bij actueel V10 dB(A)

(m/s)

13-5 13-5 17-5

zeer duidelijk nauwelijks duidelijk geen duidelijk geen

4,8 - 5,5 5,0 4,7

43,9 42,8 44,5

42,6 42,4 42,4

34,7 34,5 34,5

25-7 26-7 26-7

gecorrigeerd voor ruis gecorrigeerd voor ruis gecorrigeerd voor ruis

5 3 3

41,0 36,9 34

44,2 43,8 42,8

36,1 Nihil Nihil

Als men per meetlocatie de verschillende geluidsniveaus in tabel 10 met elkaar vergelijkt, dan valt op dat de gemeten waarden aanmerkelijk hoger liggen dan verwacht wordt op grond van de actuele waarde van het V10. Verder zijn de gemeten geluidsniveaus in 2005, bij Statendijk 12 en Oranjedijk 31, hoger dan waarden die bij aanzienlijk meer wind zouden optreden. Kortom, er treden geluidsniveaus op die hoger zijn dan verwacht. Bij de woningen waar in 2005 is gemeten treedt in alle gevallen (van tabel 9) een overschrijding op van de grenswaarde volgens de Windnormcurve (42 dB(A) bij 5 m/s), maar die overschrijding wordt weggeredeneerd door de door SPA geponeerde meetonnauwkeurigheid van ± 2 dB. SPA legt die onnauwkeurigheid op één manier uit, namelijk dat de juiste waarde 2 dB lager is dan de gemeten waarde. Dat de juiste waarde ook 2 dB hoger had kunnen zijn wordt verzwegen. In dat laatste geval zou de overschrijding juist hoger zijn, namelijk tot 4,5 dB. In [SPA 2005] worden de resultaten van emissiemetingen gegeven, waaruit blijkt dat de bronsterkte bij 7 m/s windsnelheid (op 10 m hoogte) gelijk is aan 106,7 dB(A) met een nauwkeurigheidsmarge van ± 2 dB. Volgens de leverancier zou het echter 104,1 ± 2 dB(A)

Natuurkundewinkel RuG

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

43

niveau geluidsvermogen in dB(A)

zijn. De conclusie van SPA is: “binnen de nauwkeurigheid van het onderzoek komen beide waarden juist met elkaar overeen”. De conclusie moet echter zijn dat de waarden elkaar binnen de meetnauwkeurigheid weliswaar voor een beperkt deel overlappen, maar dat de kans aanzienlijk groter is dat ze niet overeenkomen doordat ze meer dan een standaarddeviatie uiteen liggen. Immers, de kans dat de juiste waarde boven de 106,7 dB(A) ligt is 50% op basis van de SPA-waarde. De kans echter dat SPA een te hoge waarde heeft gevonden en tegelijk de leverancier een te lage waarde is aanmerkelijk minder dan 50%. In 2006 bepaalde SPA opnieuw uit 110 ‘emissiemetingen’ de bronsterkte en komt daarbij op waarden die in 105 figuur 26 zijn weergegeven (hier inclusief de waarde uit 2005). Deze waarden blijken soms goed overeen SPAg emeten 100 SPA te komen met die volgens de 10 5,1d B(A) fabrikant, maar bij vier van de zeven 10 4 d B(A) 10 2 ,5d B(A) 95 waarden komt SPA ca. 2 dB hoger 10 2 d B(A) uit. 10 1d B(A) Vhub , s tab iel

90

Men kan dus concluderen dat SPA 2 4 6 8 10 12 door meting heeft aangetoond dat er windsnelheid in m/s inderdaad hogere niveaus voorkomen Figuur 26: vergelijking van door SPA uit metingen dan is voorspeld: zowel hogere vastgestelde bronsterkte met die volgens drie bronsterkten als hogere immissiebronnen (zie toelichting figuur 18) niveaus. Door de meetonnauwkeurigheid selectief te gebruiken is deze bevinding echter uit het zicht verdwenen.

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

Natuurkundewinkel RuG

44

6

CONCLUSIES

Oorzaak hoger geluidsniveau Bij onderzoek naar de geluidsbelasting van windturbines wordt gewoonlijk (impliciet) uitgegaan van een neutrale atmosfeer waarin een vaste relatie is tussen de algemeen als referentiewaarde gebruikte windsnelheid op 10 m hoogte en de windsnelheid op de rotor van de turbine. Omdat de geluidsbelasting ’s nachts strenger wordt beoordeeld dan overdag, is bij windturbines de nachtperiode maatgevend. In de nacht is echter de atmosfeer niet altijd neutraal, maar vaak stabiel. In een stabiele atmosfeer is de windsnelheid op grote hoogte groter dan verwacht in een neutrale atmosfeer met als gevolg dat een windturbine meer geluid produceert dan verwacht. Volgens de hier relevante Nederlandse regelgeving (Besluit Voorzieningen en Installaties Milieubeheer) moet de geluidsbelasting worden getoetst aan grenswaarden die gekoppeld zijn aan de windsnelheid op 10 m hoogte. Optreden van stabiele atmosfeer In dit rapport is eerst onderzocht hoe vaak de atmosfeer bij windpark Hoofdplaatpolder stabiel is. Dit is gedaan op grond van zowel windmetingen van het KNMI bij de drie nabije meetstations Cadzand, Hoofdplaat en Vlissingen, als van eigen metingen in de Hoofdplaatpolder. Bij de eigen metingen, uitgevoerd in het tijdvak april tot december 2006, gaat het om wind en temperatuur op twee hoogten (28 en 10 m resp. 28 en 4 m) en het geluidniveau.

Het blijkt dat stabiliteit in het gebied een normaal verschijnsel is, en dat deze –zoals verwacht- vaker voorkomt bij wind van land dan bij wind van zee. Uit langjarige waarnemingen van het KNMI blijkt dat de atmosfeer bij Vlissingen 15% van de totale tijd (26% van de uren tussen zonsondergang en zonsopgang) stabiel is. Een vrijwel gelijk percentage is gevonden in de eigen metingen (13,5%). Een stabiele atmosfeer komt zo vaak voor dat deze als maatgevende toestand moet worden beschouwd voor de geluidsbelasting. Uit de metingen blijkt tevens het verwachte verband tussen enerzijds de verhouding van windsnelheid op verschillende hoogten en anderzijds de afkoeling/opwarming van de bodem die inderdaad de oorzaak is van de dagelijkse gang in atmosferische stabiliteit. Relevante windsnelheid en bronsterkte Met behulp van gegevens van de fabrikant over de geluidsproductie (bronsterkte) van de Vestas V80-2MW windturbines en van de windsterkte op ashoogte kan berekend worden wat de geluidimmissie is bij omwonenden. Daartoe is het nodig de windsnelheid op ashoogte te bepalen, hetgeen mogelijk is door bij elke stabiliteitsklasse uit te gaan van de in die klasse geldende verhouding tussen de windsnelheid op ashoogte en de windsnelheid op 10 m hoogte.

Die verhouding is hoog als de atmosfeer matig tot zeer stabiel is en daalt naarmate de windsnelheid toeneemt omdat daardoor de stabiliteit vermindert. In tabel 11 hieronder (overgenomen van tabel 5) is aangegeven wat de windsnelheid op ashoogte en de resulterende bronsterkte is gegeven de windsnelheid op 10 m hoogte en de mate van stabiliteit. Onder ‘stabiele atmosfeer’ is de hoogste mate van stabiliteit vermeld die kan voorkomen en die maatgevend is voor de beoordeling van de geluidsbelasting. Uit de tabel

Natuurkundewinkel RuG

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

45

blijkt wat voor omwonenden van vele windparken duidelijk is: in een stabiele atmosfeer (hooguit ten dele bewolkt, weinig wind aan de grond terwijl er overdag wel een tenminste matige wind was) kunnen windturbines ’s nachts evenveel geluid produceren als bij krachtige wind overdag. Het is van belang dat de grenswaarden daarbij niet hetzelfde zijn. Tabel 11: windsnelheden en bijbehorende bronsterkten van een Vestas V80-2MW windturbine op 10 en 80 m hoogte in een neutrale en stabiele atmosfeer windsnelheid op 10 m hoogte

m/s

2

3

4

5

6

7

8

windsnelheid op 80 m hoogte

m/s

2,7

4,1

5,5

6,8

8,2

9,6

10,9

bronsterkte

dB(A)

-

-

93,6

99,2

102,6

104,3

104,9

windsnelheid op 80 m hoogte

m/s

6,3

9,4

8,3

10,4

8,2

9,6

10,9

bronsterkte

dB(A)

97,2

104,2

102,7

104,7

102,6

104,3

104,9

neutrale atmosfeer

stabiele atmosfeer

Berekeningsmethode Met behulp van de bronsterkten in tabel 11 kan met het in Nederland gehanteerde rekenmodel (overdrachtsmodel volgens methode II.8 van de Handleiding Rekenen en Meten Industrielawaai 1999) het langtijdgemiddeld beoordelingsniveau per windsnelheidsklasse berekend worden. Omdat overdag een hoger niveau is toegestaan dan ’s nachts, is het niveau ’s nachts maatgevend. De beoordeling berust op het tijdvak april – december 2006, in welke periode elke vijf minuten de gemiddelde windsnelheid op 10 en 28 m hoogte is bepaald. Daaruit kan de windsnelheid op ashoogte van de windturbines (78 m) worden berekend waarmee de bronsterkte direct samenhangt (zie tabel 11). Uit de aldus per 5 minuten bepaalde bronsterkte kan de immissie Leq,5min worden berekend met behulp van bovengenoemd overdrachtsmodel. Tegelijk is uit de metingen ook de mate van stabiliteit bekend. Met behulp van deze waarden is het immissieniveau per uur bepaald in elke ’s nachts voorkomende stabiliteitsklasse (Pasquill klassen D, E en F) door middeling over alle 5-minuten waarden die in die stabiliteitsklasse vallen; voorwaarde is dat in het uur minstens de helft van de tijd de stabiliteitsklasse hetzelfde was (waarden bij andere klassen werden dan niet gebruikt).

Uit deze uurgemiddelde geluidsniveaus is tenslotte het langtijdgemiddeld beoordelingsniveau bepaald door per windsnelheidsklasse (1 - 2, 2 – 3, 3 – 4 m/s, enz.; dit betreft de wind op 10 m hoogte) alle in die klassen voorkomende waarden te middelen. Maatgevende geluidsbelasting of langtijdgemiddeld beoordelingsniveau De berekening als hiervoor beschreven is uitgevoerd voor immissiepunten in de omgeving rond het windpark, op een waarneemhoogte van 5 m en zonder invloed van reflectie op gebouwen: men verkrijgt dan de maatgevende geluidsbelasting op de gevel op

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

Natuurkundewinkel RuG

46

slaapkamerhoogte ofwel het langtijdgemiddeld beoordelingsniveau voor de nachtperiode. Het resultaat voor de tien onderzochte woningen is gegeven in tabel 12 (overgenomen van tabellen 8 en 9). De maatgevende immissieniveaus zijn hierin afgerond op gehele getallen en het resulterende beoordelingsniveau is vet gedrukt als er sprake is van overschrijding van de grenswaarden volgens de Windnormcurve. Tabel 12: beoordelingsniveaus bij verschillende windsnelheden en zo stabiel mogelijke atmosfeer (immissiepunten geordend naar immissieniveau) windsnelheid op 10 m 2 3 4 5 6 7 8 hoogte in m/s grenswaarde (WNC)

40

41

41

42

42

43

44

maatgevend immissieniveau 1 in dB(A)

Immissiepunt IM5 Oranjedijk 29

35

42 (+5)

40

42

40

42

43

IM7 Kruisweg 6

35

42 (+5)

40

42

40

42

42

IM2 Hogewegdijk 5

34

41 (+5)

39

41

39

41

42

IM4 Oranjedijk 27

33

40 (+5)

39

41

39

41

41

IM11 Statendijk 12

33

40 (+5)

39

41

40

42

43

IM6 Sasput 10

33

40 (+5)

38

40

39

40

41

IM10 Westlangeweg 15

33

40 (+5)

38

40

38

40

40

IM3 Hogewegdijk 9

32

39 (+5)

38

40

38

39

40

IM9 Westlangeweg 14

32

39 (+5)

37

39

37

39

40

IM8 Slijkplaat 4

30

37 (+5)

36

38

36

38

38

IM1 Westlangeweg 11

27

34 (+5)

32

34

32

34

35

1

: (+5): een toeslag van +5 dB wordt toegepast als het geluid impulsachtig is

Vergelijking met uit klimatologische gegevens berekende geluidsniveaus De representatieve bedrijfssituatie per bedrijfstoestand (= windsnelheidsklasse) wordt bepaald door de hoogst voorkomende atmosferische stabiliteit in die windsnelheidsklasse (op 10 m hoogte). Bij die stabiliteit kan de windsnelheid op 80 m ashoogte worden berekend en daaruit de bronsterkte van de turbines en het immissieniveau op punten in de omgeving. Het resultaat daarvan werd gepresenteerd in tabel 5 (maatgevende bronsterkten; zie ook tabel 11) en in figuur 25 (immissie ter plekke van meetmast). Het aldus klimatologisch bepaalde maatgevende geluidsniveau ligt gemiddeld binnen 1 dB van het uit meetgegevens berekende immissieniveau ter plaatse van de meetmast. Vergelijking met gemeten geluidsniveaus De op de meetmast gemeten geluidsniveaus bevatten alle omgevingsgeluid, dus niet alleen van de windturbines. Echter, bij stabiele weersomstandigheden ‘s nachts, als er weinig

Natuurkundewinkel RuG

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

47

wind is en weinig omgevingsgeluid en de windturbines de dominante geluidsbron vormen, bestaat het gemeten niveau vooral uit het geluid van de windturbines. Deze omstandigheden kunnen uit de metingen geselecteerd worden door te selecteren op nachturen (23:00 - 7:00 uur), een voldoend stabiele atmosfeer (m > 0,25) en een windsnelheid op ashoogte waarbij de windturbines produceren. Vervolgens kunnen tijden dat het windturbinegeluid dominant is worden geselecteerd door de spreiding in het geluidsniveau te beperken (L5 – L95 ≤ 4 dB) zodat alleen betrekkelijk constante geluidsbronnen een rol kunnen spelen. Het resultaat hiervan werd gepresenteerd in de figuren 15 en 24. De meetwaarden kunnen weer per windsnelheidsklasse worden gemiddeld en leveren dan een geluidsniveau dat overeen komt met het langtijdgemiddelde beoordelingsniveau. Ook hier geldt dat dat beoordelingsniveau gemiddeld binnen 1 dB ligt van het uit de gemeten windsnelheden berekende immissieniveau ter plaatse van de meetmast (figuur 25).

De resultaten op basis van de metingen tonen aan dat: 1) het theoretische, op grond van klimatologische gegevens berekende beoordelingsniveau op juiste veronderstellingen berust; 2) in geselecteerde omstandigheden bij zwakke en matige wind het geluid van het windpark goed gemeten kan worden; 3) metingen ter controle of handhaving uitgevoerd kunnen worden door de actuele windsnelheid op ashoogte te bepalen en daarmee de geluidsimmissie te berekenen. De overeenkomsten tussen alle benaderingen om een over lange tijd gemiddeld geluidsniveau te bepalen zijn uitstekend (binnen 1 dB). Aard van het geluid Het karakter van het geluid is niet onderzocht, maar kan van groot belang zijn bij de beoordeling van het geluid. Uit eerder onderzoek blijkt windturbinegeluid hinderlijker is dan even luid geluid van wegverkeer. Als verklaring daarvoor is gegeven dat het modulerende geluid (‘stampen’ of ‘slaan’ in het ritme van de wieken) windturbinegeluid extra hinderlijk maakt. Dit komt vooral ’s nachts voor als de atmosfeer (zeer) stabiel is. Het is niet duidelijk in welke mate dat bijdraagt aan de hinderlijkheid van het geluid van het windpark Hoofdplaatpolder, omdat dat ander onderzoek vergt.

Als het geluid als impulsachtig kan worden gekenmerkt, dan moet er bij de immissieniveaus, in elk geval bij hoge atmosferische stabiliteit en bij hoog toerental, nog een toeslag van 5 dB worden opgeteld voor de waarden vergeleken worden met de grenswaarden. In dat geval zouden de grenswaarden in elk geval bij V10 ≈ 3 m/s en stabiliteitsklasse F overschreden worden op alle genoemde immissiepunten met uitzondering van punt IM1. Het windturbinegeluid, met in de nabije omgeving een immissieniveau van meestal meer dan 35 dB(A) en vaak meer dan 40 dB(A), zal in de nachtelijke uren in de overigens stille landelijke omgeving dominant zijn. Bij hoge atmosferische stabiliteit bestaat het achtergrondgeluid dan alleen maar uit dat windturbinegeluid. Bij een geopend raam in een naar het windpark gekeerde gevel kan het ook in een stille slaapkamer hoorbaar zijn. In tegenstelling tot de Handreiking Industrielawaai en Vergunningverlening, die voor een

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

Natuurkundewinkel RuG

48

nachtelijke grenswaarde in een landelijke omgeving een richtwaarde van 30 dB(A) aanbeveelt, is de grenswaarde voor windparken tenminste 40 dB(A) tenzij een nadere eis word gesteld. Slotsom Uit de vaststelling van het beoordelingsniveau en uit vergelijking daarvan met over lange tijd gemeten waarden blijkt dat er een overschrijding is van het maximaal toelaatbare geluidniveau bij de woningen Oranjedijk 29 en Kruisweg 6. Als ook een toeslag voor fluctuerend of impulsachtig geluid wordt toegepast, hetgeen optreedt bij een zeer stabiele atmosfeer en hoog toerental, dan wordt het maximaal toelaatbare geluidniveau op vrijwel alle nabije woningen overschreden.

Natuurkundewinkel RuG

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

49

REFERENTIES G.P. van den Berg (2004): “Windturbines: een verschil van dag en nacht”, Geluid 27 (1), pp. 14-18 G.P. van den Berg (2006): The sounds of high winds: the effect of atmospheric stability on wind turbine sound and microphone noise, proefschrift Rijksuniversiteit Groningen. De onderzoekshoofdstukken zijn inmiddels alle gepubliceerd in wetenschappelijke tijdschriften. G.P.van den Berg (2007): Het geluidsritme van windturbines, Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde 73 (5), pp. 140-143 EPA (2000): Meteorological Monitoring Guidance for Regulatory Modeling Applications, U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards, rapport EPA-454/R-99-005 HMK: Project West Wind – Wind farm noise impact assessment, HayesMcKenzie Partnership, rapport 1610-R1 (ongedateerd) M. Hayes (2006): The measurement of low frequency noise at three UK wind farms, Hayes Mckenzie Partnership Ltd and the Department of Transport and Industry, UK A.A.M. Holtslag (1984): Estimates of diabatic wind speed profiles from near-surface weather observations, Boundary-Layer Meteorology 29, pp. 225–250 KNMI (1972): Klimatologische gegevens van Nederlandse station no.8: frequentie-tabellen van de stabiliteit van de atmosfeer, KNMI, De Bilt KNMI (2000): Roughness maps of the Netherlands, te downloaden van http://www.knmi.nl/samenw/hydra G.

Sinden (2007): Characteristics of the UK wind resource: Long-term patterns and relationship to electricity demand, Energy Policy Vol. 35 (1), pp. 112-127 SPA (2005): Gemeente Sluis: Windturbines Hoofdplaatpolder, Schoonderbeek en Partners Advies bv, rapport nr. 05.121.R01, er zijn (gelijke?) versies van 29 juli 2005 en 21 september 2005 SPA (2006a): Gemeente Sluis: Geluidsmetingen windturbines Hoofdplaatpolder Tussenrapportage, Schoonderbeek en Partners Advies bv, rapport nr. 05.416.R01, 7 juli 2006 SPA (2006b): Gemeente Sluis: Geluidsmetingen woningen Hoofdplaatpolder (aanvulling op rapport 05.416.R01), Schoonderbeek en Partners Advies bv, rapport nr. 05.416.N01, 15 augustus 2006 Vestas (2004): Vestas R&D department (rapport nummer 944406.12 dd. 15-01-2004) J. Wieringa en P.J. Rijkoort (1983): Windklimaat van Nederland, Staatsuitgeverij, den Haag

Natuurkundewinkel RuG

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

B1

BIJLAGEN: 1: Meetapparatuur 2: Pasquill klassen 3: Oorspronkelijk onderzoeksvoorstel 4: Berekening windprofiel

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

Bijlagen B2

Natuurkundewinkel RuG

Natuurkundewinkel RuG

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

B3

Bijlage 1: Meetapparatuur1

OPSLAG MEETGEGEVENS Om de gegevens vast te leggen is de Eko21 datalogger van Ekopower gebruikt. Deze datalogger is speciaal ontworpen voor meteorologische metingen en maakt gebruik van een Compact Flash kaart om de gegevens die door de sensoren worden gemeten op te slaan. De datalogger is ingesteld om elke seconde een samplewaarde te nemen, en elke twee seconden een gemiddelde waarde van het aantal gemeten samplewaarden (in dit geval 2) vast te leggen; voor de windvanen worden polaire gemiddelden opgeslagen. Voor de thermometers en geluidsmeter wordt geen gemiddelde maar de actuele (= laatst gemeten) meetwaarde opgeslagen. De kanaalindeling van de datalogger is als volgt: - Windsnelheid 1 (V10) - Windsnelheid 2 (V28) - Windrichting 1 (D10) - Windrichting 2 (D28) - Temperatuur 1 (T2) - Temperatuur 2 (T28) - DC signaal geluidsmeter (U) De datalogger wordt gevoed door een 12V accu van 75 Ah, waarmee de datalogger ±300 dagen gevoed kan worden. Windsnelheid De windsnelheid is gemeten met MAX40+ windsnelheidsmeters. Deze meters zijn getest tot aan windsnelheden van 97 m/s en een temperatuurbereik van -50 ºC tot +65 ºC, en hebben een resolutie van 0,05 m/s. De meters zijn gekalibreerd door de leverancier en garanderen een maximale afwijking van 0.2 m/s. Op de meetmast zijn twee van deze meters geplaatst, waarvan één op 10 en één op 27,75 meter hoogte.

Windrichting De windrichting is gemeten met DIR21+ windvanen. Deze meters hebben een bereik van 0º tot 360º waarbij 0º (en tevens 360º) gelijk is aan het noorden. De windvanen zijn gekalibreerd door de leverancier en garanderen een maximale afwijking van + of – 3º. Op de meetmast zijn twee windvanen geplaatst waarvan één op 10 en één op 27,75 meter hoogte. Temperatuur De temperatuur is gemeten met TS21 chip thermistoren. Deze zijn geplaatst op 2,1 en 27,6 meter hoogte.

1

Deze bijlage is deel van het verslag dat Christiaan Kroese van de Hanzehogeschool Groningen in 2006 maakte van zijn stage bij de NW

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

Natuurkundewinkel RuG

Bijlagen B4

Geluid Het geluidniveau is gemeten met een klasse 1 Precision integrating sound level meter type 2230 van Brüel & Kjær. De meter is ingesteld op het meten van het momentane geluidsdrukniveau met een resolutie van 0,1 dB en een bereik van 30 tot 90 dB. De gemeten waarden worden opgeslagen door de datalogger; de communicatie tussen de geluidsmeter en de datalogger gaat via een twee aderige afgeschermde kabel. De geluidsmeter stuurt een DC voltsignaal van 50 mV/dB naar de datalogger die dit signaal opslaat met een interval van 2s. De microfoon is van het type 4155 van Brüel & Kjær en is uitgevoerd met een regenkapje. De microfoon is op een hoogte van 5 meter geplaatst (in laatste deel meetperiode: 2 m) en is met een tweeaderige afgeschermde kabel met de geluidsmeter verbonden. De geluidsmeter wordt gevoed door twee parallel geschakelde 6V accu’s, waarmee de geluidsmeter ±10 dagen gevoed kan worden. De geluidsmeter is als volgt ingesteld: detector RMS, time weighting Fast, sound incidence Random, frequency weighting A.

Dataformat De flashkaart met opgeslagen gegevens wordt wekelijks vervangen en uitgelezen. De data wordt opgeslagen met ASCII tekens die van elkaar gescheiden zijn met een ;, hieronder volgt een voorbeeld van de meetdata: Data gemeten op 20-4-2006 "20-4-2006";"16:04:59";5,98;0,00;6,65;0,00;188,2;186,7;15,98;15,61;1,492; "20-4-2006";"16:05:01";5,98;0,00;6,46;0,00;187,0;187,5;15,98;15,61;1,744; "20-4-2006";"16:05:03";6,11;0,00;6,36;0,00;184,8;188,5;15,98;15,59;1,567; "20-4-2006";"16:05:05";5,88;0,00;6,51;0,00;183,0;192,8;15,98;15,59;1,542; "20-4-2006";"16:05:07";5,63;0,00;6,50;0,00;188,6;187,6;15,98;15,61;1,752; "20-4-2006";"16:05:09";5,61;0,00;6,51;0,00;189,6;188,6;16,01;15,59;1,400; "20-4-2006";"16:05:11";5,78;0,00;6,48;0,00;193,0;189,7;16,01;15,59;2,171; "20-4-2006";"16:05:13";5,59;0,00;6,36;0,00;188,6;190,8;16,01;15,59;1,547; "20-4-2006";"16:05:15";5,53;0,00;6,19;0,00;185,8;189,2;16,01;15,59;1,515; De data bestaan uit: - Datum. - Tijd in uu:mm:ss. - Windsnelheid V10- gemiddeld over twee seconden. - Standaarddeviatie V10. - Windsnelheid V27- gemiddeld over twee seconden. - Standaarddeviatie V27. - Windrichting D10- Polair gemiddeld over twee seconden. - Windrichting D27- Polair gemiddeld over twee seconden. - Temperatuur T2- Samplewaarde. - Temperatuur T27- Samplewaarde. - Voltsignaal dB meter U- Samplewaarde.

Natuurkundewinkel RuG

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

B5

Voor het signaal van de geluidmeter is een omrekenfactor nodig van 20 dB/V. Omdat de geluidmeter is ingesteld op een minimaal bereik van 30 dB, moet er 30 dB bij het signaal worden opgeteld. De omrekenfactor van de meetspanning U naar het geluidsniveau in dB(A) is: U Lp (dB ) = + 30 0,05 De data kunnen na format-conversie worden bekeken en geanalyseerd met de doro de Natuurkundewinkel ontwikkelde software-applicaties ANAWEG en DBWEG. Daarbij worden de meetgegevens in blokken van 5 minuten meettijd verzameld en wordt van elk meetblok een gewenste waarde bepaald en grafisch weergegeven: bij de windsnelheid en windrichting zijn dat meestal de mediane waarden, bij het geluidsniveau het equivalente geluidsniveau Leq of het achtergrondgeluidsniveau L95. Er kunnen desgewenst echter ook andere statistische waarden worden weergegeven, zoals de maximum of minimum waarde, of andere percentielwaarden.

IJKING GELUIDMETER De geluidsmeter, inclusief microfoon en datalogger, is in de loop van het project vier keer geijkt met een akoestische bron type 4231 van Brüel & Kjær. Dat was bij het plaatsen van de mast op 20 april 2006, bij twee bezoeken op 3 juni en 17 november 2006, en bij het stoppen van de metingen op 17 mei 2007. In all egevallen was de afwijking nihil of 0,1 dB.

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

Bijlagen B6

Natuurkundewinkel RuG

Natuurkundewinkel RuG

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

B7

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

Natuurkundewinkel RuG

Bijlagen B8

Bijlage 3: Oorspronkelijk onderzoeksvoorstel Dit voorstel is vóór het onderzoek opgesteld en naar belanghebbenden (exploitant WEOM, Gemeente Sluis, Stichting Actiegroep Windturbines Hoofdplaatplolder) toegestuurd met het verzoek om eventueel commentaar en medewerking. Alleen WEOM heeft commentaar geleverd (hieronder cursief weergegeven) en wees medewerking af. De gemeente meldde overleg wenselijk te vinden, maar gaf zonder overleg aan SPA een eigen opdracht voor onderzoek. Het onderzoek is daarop met medewerking van de Stichting uitgevoerd.

Voorstel onderzoek geluidsbelasting windpark Hoofdplaatpolder (concept) Dit is een concept voorstel voor een onderzoek naar de hoogte van het geluidsniveau tengevolge van het windpark ter plaatse van woningen. Dit voorstel is bedoeld als aanzet voor een definitief voorstel waarin partijen (gemeente, exploitanten en omwonenden) zich kunnen vinden. Doel van het onderzoek is het vaststellen van de geluidsbelasting op immissiepunten in de omgeving van het windpark Hoofdplaatpolder. Deze kan vervolgens getoetst worden aan de geldende voorschriften. WEOM: Aangezien het windpark een AMvB inrichting betreft, zal getoetst dienen te worden aan de WNC40 uit het besluit

Voorstel voor een onderzoek, in acht stappen 1. Historische windgegevens Op basis van meetgegevens over langere tijd van (liefst meerdere) windturbines waaruit de windsnelheid en windrichting zijn af te leiden en van gegevens van KNMI-station Hoofdplaat (een buitendijkse meetpaal op 3 km ten oosten van het windpark) kan bepaald worden welke windsnelheden Vas op ashoogte optreden in elke klasse (0-1, 1-2, 2-3 m/s, enz.) van wind-snelheden V10 op 10 m hoogte. Dit liefst over een periode van een jaar. Daarbij wordt bepaald wat de verhouding is van windsnelheid op ashoogte en die op 10 m hoogte gedurende de verschillende etmaalperioden (dag, avond, nacht) en bij verschillende windrichtingen (in elk geval aanlandig en aflandig ‘s nachts). Deze analyse levert statistische verdelingen van Vas per V10-klasse per etmaalperiode bij verschillende omstandigheden. Toelichting: het is noodzakelijk over een langere periode (tenminste half jaar) gegevens te hebben omdat het noodzakelijk is een statistisch betrouwbare indruk te krijgen van de intrinsieke variabiliteit van het weer over tijdschalen van seconden tot seizoenen. Van de variabiliteit op 10 m hoogte is voldoende bekend, maar van die op grote hoogte (ashoogte) is dat minder zeker. Om onzekerheden te vermijden zijn gegevens over lange duur (tenminste twee seizoenen) gewenst.

Natuurkundewinkel RuG

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

B9

WEOM: Hier worden veel statische windsnelheid gegevens aan elkaar geknoopt en wordt achter het bureau een alternatieve bronsterkte van de windturbine bepaald. Wij houden ons liever aan de bepaalde bronsterkte conform de Europese IEC-norm.

2. Windmetingen Aanvullend wordt een eigen mast van 10 m hoogte in het gebied geplaatst waarmee een voor het gebied representatieve windsnelheid V10 en windrichting (D10) kan worden gemeten. Dit kan gedurende een beperktere periode en heeft tot doel eventuele verschillen te bepalen tussen de omstandigheden in het gebied en bij KNMI-station Hoofdplaat. Zijn er geen historische gegevens van het windpark, dan moeten alsnog gegevens op ashoogte verzameld worden en kan de 10-m mast blijven staan over de gehele periode van dataverzameling. Toelichting: 1) Het is te verwachten dat de uurgemiddelden van KNMI-station Hoofdplaat representatief zijn voor het windpark, en dat het vóórkomen van stabiliteit daarmee ook bepaald kan worden; de mate van stabiliteit zal waarschijnlijk licht onderschat worden. Alleen voor dat laatste is een vergelijking met een meting in het gebied wenselijk. Overigens heb ik over dit punt contact met de ‘windgroep’ van het KNMI (Job Verkaik). 2) Er zijn mogelijk geen historische gegevens beschikbaar van het windpark. Gegevens blijken niet te zijn bewaard, maar onduidelijk is of dit alle of enkele gegevens geldt. Hier worden veel statische windsnelheid gegevens aan elkaar geknoopt en wordt achter het bureau een alternatieve bronsterkte van de windturbine bepaald. Wij houden ons liever aan de bepaalde bronsterkte conform de europese IEC-norm.

3. Bronsterkte Uit de windsnelheid op ashoogte en bronsterkte-gegevens van de leverancier of WEOM kan de (geluids-) bronsterkte van elke turbine worden bepaald bij elke waarde van Vas. 4. Immissieniveau Uit de bronsterkte kan de immissie op meerdere punten in het gebied worden bepaald m.b.v. het rekenmodel van de Handleiding Meten en Rekenen Industrielawaai 1999. De berekening op zichzelf geeft geen aanleiding tot grote afwijkingen. Als we ervan uitgaan dat: 1) de bronsterkte van de windsnelheid Vas afhankelijk is, 2) de spectrale verdeling ervan niet verandert, 3) de turbines onderling zo weinig verschillen dat ze qua bronsterkte op elk moment gelijk kunnen worden gesteld, en 4) de geluidsafstraling in alle richtingen gelijk is; dan is er voor elk immissiepunt een constant verschil tussen de bronsterkte en de immissie en is de immissie direct uit de door Vas bepaalde bronsterkte te berekenen. M.b.v. 1, 3 en 4 kunnen per immissiepunt statistische verdelingen worden opgesteld van het immissieniveau Limm per V10-klasse. Daarbij kan het nuttig zijn de resultaten uit 1 bij verschillende omstandigheden te betrekken. Toelichting: 1) nauwkeurigheid rekenmodel: bij windpark Rhede bleek dat op 6 meetpunten op afstanden tussen 600 en 2000 m de gemiddelde afwijking tussen meet- en rekenresultaat slechts +0,8 dB bedroeg, met een maximale afwijking van +1,6 dB.

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

Natuurkundewinkel RuG

Bijlagen B10

2) De genoemde veronderstellingen worden in akoestische rapporten over geluidsbelasting tengevolge van windparken altijd gemaakt, zij het dat dat meestal niet expliciet vermeld wordt. De 1ste veronderstelling is correct, de 2e en 3e zijn bij benadering correct, de 4e is mogelijk minder correct maar er zijn vermoedelijk te weinig gegevens om dit beter te kunnen bepalen.

WEOM: Indruk bestaat dat hier eigen meet- en rekenmethodes gewerkt gaat worden en niet met de inde Handleiding meten en rekenen industrielawaai voorgeschreven methodes. Aangezien het hier om een handhavingzaak gaat is het essentieel dat bovengenoemde Handleiding exact gevold wordt bij alle meet- en rekenexercities. 5. Representatieve bedrijfssituatie a. Volgens het Besluit Voorzieningen & Installaties milieubeheer (Besluit V&Im) ‘kan elke windsnelheid aangemerkt worden als zijnde een afzonderlijk te beoordelen bedrijfssituatie met een aparte normwaarde en een apart te beoordelen geluidniveau’ (toelichting Besluit, par. 5.1.3; het betreft hier de 10-m windsnelheid, de normwaarden vormen samen de WindNormCurve). Vervolgens kunnen we vaststellen dat in de nachtperiode de normen het laagst zijn, zodat het voldoen aan normen in de nachtperiode de strengste eisen oplegt. Het Besluit V&Im veronderstelt impliciet dat een bepaalde 10-m windsnelheid eenduidig samenhangt met een immissieniveau bij die windsnelheid en dat daarbinnen dus geen (belangrijke) variatie is in de bedrijfssituatie: deze enige bedrijfssituatie is daarom ook de representatieve situatie. In werkelijkheid is er bij één waarde van V10 een variatie aanwezig in immissieniveaus, die zeer groot kan zijn bij relatief lage windsnelheden V10 (< 6 m/s), en verwaarloosbaar bij hoge windsnelheden.

Er is geen voorschrift hoe uit deze verschillende niveaus een beoordelingsniveau te bepalen. WEOM: De AMvB waaronder dit windpark valt onder het besluit voorzieningen en installaties milieubeheer. Dit besluit schrijft voor dat de handleiding meten en rekenen industrielawaai gebruikt moet worden. Daarin is uitgebreid beschreven hoe men uit meerdere bedrijfssituaties met diverse geluidniveaus kan komen tot de maatgevende beoordelingswaarde. Verder dient de toetsing aan de grenswaarde plaats te vinden door voor de gehele nachtperiode van 23:00 tot 07:00 uur een gemiddelde, equivalente beoordelingswaarde te bepalen, en dus niet alleen de meest ongunstige periode “tussen 2 en 4 uur” of een een ander willekeurig deel van de nacht. b. Volgens par. 5.3 van de Handreiking Industrielawaai en Vergunningverlening (HI&V) dienen de geluidsvoorschriften “(mede) te zijn afgestemd op de geluidsemissie die de inrichting onder normale omstandigheden veroorzaakt, veelal aangeduid als de ‘representatieve bedrijfssituatie (RBS)’”. Bij een veranderlijke geluidsuitstraling zal de RBS “betrekking hebben op een voor de geluidsuitstralende kenmerkende bedrijfsvoering bij volledige capaciteit van de inrichting” (par. 5.3; mijn cursivering).

Bij hogere emissies dan die in de RBS, maar met een beperkte frequentie (maximaal één dag-, avond- of nacht-periode per week) kan, na bestuurlijke afweging, een hogere grenswaarde worden vastgelegd. “Daarbij zal het feit of er in die situaties sprake is van hinder en zo ja, in welke mate en frequentie, een belangrijke rol spelen”. Tenslotte kan

Natuurkundewinkel RuG

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

B11

volgens de HI&V ontheffing worden verleend als zich maximaal 12 maal per jaar binnen steeds een etmaal bijzondere activiteiten (incidentele bedrijfssituaties) voordoen die niet tot de RBS worden gerekend (par. 5.3). c. WEOM: De inrichting valt onder het besluit en is dus niet vergunningsplichtig. Genoemde Handreiking is dan ook niet van toepassing. d. De Handleiding Meten en Rekenen Industrielawaai van 1999 (HMRI) stelt dat bij de RBS “de resultaten kenmerkend moeten zijn voor de geluidssituatie over een beoordelings-periode” (par. 5.2). De beoordelingsperiode “betreft in het algemeen de dag-, avond- en/of nachtperiode” (par. A-7.2.1). e. WEOM: Waarbij in het besluit vervolgens onomstotelijk aangegeven is dat “in het algemeen” in deze zin dient te vervallen. De beoordelingsperiode zijn exact de dag- (van 07 tot 19 uur), de avond- (van 19 tot 23 uur) en de nachtperiode (van 23 tot 07 uur) Uit het voorgaande blijkt dat bij bedrijfslawaai de representatieve bedrijfssituatie, per etmaalperiode, door de de hoogst optredende geluidsproductie wordt bepaald, waarbij verhogingen daarop door incidenten maximaal 12 dagen per jaar zijn toegestaan. Na bestuurlijke afweging kan ontheffing worden verleend voor een hogere emissie mits die hooguit éénmaal per week voorkomt.

Toegepast op een windpark betekent dit dat het maximale niveau (per V10-klasse) maatgevend is, tenzij kan worden aangetoond dat de verhogingen incidenten zijn, bijvoorbeeld door weersomstandigheden die buiten het gebruikelijke patroon vallen. Uit de (op de hierboven genoemde wijze) vastgestelde gegevens kan bepaald worden wat per V10-klasse de maximaal optredende immissieniveaus zijn en of zij eventueel als incidenteel kunnen worden aangemerkt (zo ja, dan wordt een maximum bepaald na verwijdering van de incidenten). Men kan hier verlangen dat er over kortstondige variaties moet worden gemiddeld. Wind varieert door turbulentie relatief sterk binnen een tijdsspanne van ca. 10 minuten, dus een middelingsperiode van minstens 10 minuten ligt voor de hand. Het lijkt mij redelijk een nog wat langere periode van 1 uur te nemen omdat verwacht mag worden dat er ook binnen een uur geen grote veranderingen zijn en bovendien weerstatistieken per uur het meest algemeen zijn. Een periode langer dan 1 uur is niet aan te bevelen omdat dan de kans op grotere variaties in windsnelheid weer begint toe te nemen en de gegevens dan niet meer in windsnelheidsklassen van 1 m/s zijn te groeperen. Toelichting: Als een verhoging niet meer dan één keer per week voorkomt, dan kan het bevoegd gezag een hogere grenswaarde voorstellen dan de algemeen geldende geluidvoorschriften.

Het is echter onwaarschijnlijk dat dit het geval is: door de afwisseling van hoge en lagedruk-gebieden met een typische opvolgingstijd van enkele dagen tot een week zullen omstandigheden met een bepaalde geluidsbelasting zich vaak gedurende een aantal nachten voordoen, waarna dan weer verandering optreedt. Hoge geluidsniveaus zullen zich dus meestal niet beperken tot hooguit één nacht per week. Dit aspect zal echter onderzocht worden om onzekerheid hierover weg te nemen.

WEOM: Bovenstaande is wederom afkomstig uit de “Handreiking industrielawaai en vergunningverlening”, die hier niet van toepassing is.

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

Natuurkundewinkel RuG

Bijlagen B12

6. Karakter geluid Windturbinegeluid kan met, name ’s nachts, opvallen door een niveauvariatie in het tempo waarmee bladen de mast passeren. Deze niveauvariatie is dan groter dan overdag en kan tot extra hinder leiden. Bij metingen kan worden vastgesteld of deze variatie voldoet aan de (beperkte) objectieve voorwaarden om geluid als impulsachtig te bestempelen, en aan de voorwaarde dat het karakter “duidelijk hoorbaar is op het beoordelingspunt” (HMRI par. A-2.3). WEOM: Dit punt is reeds beoordeeld door de bestuursrechter, StAB Vrom en andere relevante partijen. Deze partijen hebben geconstateerd dat er geen sparke is van impulsachtig geluid. Dit is voorbehouden aan inrichtingen die echt piekgeluiden veroorzaken (ponsmachines, hamerslagen, het richten van schepen met zware hamers enz. De in geringe mate fluctuatie (alleen onder bepaalde zichthoeken) van het geluid wordt zeker niet aangemerkt als impulsachtig. De fluctuatie wordt overigens met name veroorzaakt door het “dopplereffect”. Verkeerslawaai wordt ook niet aan gemerkt als zijnde inpulsachtig. 7. Beoordeling De uiteindelijke beoordelingsniveaus in de nachtperiode, bepaald conform 5 en 6, worden getoetst aan de hand van de WindNormCurve uit het Besluit Voorzieningen en Installaties Milieubeheer.

Daarbij zal worden voldaan aan de algemene voorschriften die het HMRI stelt ter bepaling van het langtijdig beoordelingsniveau, wordt het overdrachtsmodel ‘methode II.8’ (HMRI hfdst. C-5) toegepast en zoveel mogelijk de voorschriften voor immissiemetingen (methode II.1, HMRI hfdst. C-3). HMRI zal niet helemaal worden gevolgd: het voorschrift alleen te meten bij V10 = 7 ± 2 m/s (par. C-7.2) is niet correct en wordt genegeerd, en bij het meten kan niet altijd aan het vereiste meteoraam worden voldaan gezien de grote afstand tussen de turbines. Overigens zal de beoordeling vooral berusten op berekeningen volgens 5, en zijn de metingen bedoeld om de juistheid daarvan te ondersteunen. De wijze van beoordeling wordt uiteindelijk bepaald door het bevoegd gezag, en in uiterste instantie door de rechter. WEOM: In bovenstaande tekst staan een aantal passages die veronderstellen dat er “bovenwettelijk” onderzoek wordt gedaan. Dergelijk onderzoek is in het kader van een handhaving heeft voor ons geen waarde Toelichting: de WindNormCurve is weliswaar gebaseerd op verkeerde ideeën, maar in de regelgeving is bepaald dat daaraan getoetst moet worden. Doel van dit project is niet om de regelgeving te wijzigen, maar het windpark te toetsen aan geldende geluidsvoorschriften. Kritiek op de regelgeving valt buiten het kader van dit onderzoek.

8. Geluidsmetingen Er worden aanvullende geluidsmetingen gedaan om te demonstreren dat de voorspelde geluidsniveaus overeenkomen met gemeten niveaus. Daartoe zullen in één of enkele nachten tegelijkertijd op verschillende plaatsen in de omgeving immissiemetingen worden uitgevoerd. Daarbij zullen ook geluidsopnamen worden gemaakt teneinde het karakter van

Natuurkundewinkel RuG

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

B13

het geluid vast te leggen; deze kunnen het bevoegd gezag behulpzaam zijn bij het beoordelen van het geluidskarakter. WEOM: Dergelijke metingen zullen tot onvoldoende signaal-ruisverhouding leiden en zijn daarmee niet geschikt voor een beoordeling.

Planning en verdere aanpak Eerst moet duidelijkheid worden verkregen over een aantal zaken: - kunnen partijen zich vinden in de hierboven gegeven onderzoeksopzet? - welke historische data zijn beschikbaar, en zijn exploitanten bereid deze data beschikbaar te stellen? Het onderzoek kan in januari 2006 beginnen. Als er geen historische gegevens beschikbaar zijn, zullen tot in de zomer metingen plaatsvinden van het windklimaat. Als deze er wel zijn kan het onderzoek in de lente worden afgerond (de aanvullende wind- en geluidsmetingen moeten niet alleen ’s winters gebeuren). Een begroting van kosten en betere planning kan pas worden gegeven na overeenstemming over de onderzoeksopdracht. In de geschetste opzet gaat het vermoedelijk om drie tot vijf duizend euro.

Groningen, 8 november 2005, Frits (ir G.P.) van den Berg

Geluid windpark Hoofdplaatpolder

Natuurkundewinkel RuG

Bijlagen B14

Bijlage 4: Berekening windprofiel De berekening volgt het model dat Holtslag gaf in zijn artikel “Estimates of diabatic wind speed profiles from near-surface weather observations” [Holtslag 1984]. Uit windsnelheden op twee verschillende hoogtes z (hier 28 en 10 m) en een bekende ruwheidshoogte zo (hier 0,1 m) kan voor een stabiele atmosfeer de stabiliteitsfunctie Ψ(z) worden bepaald m.b.v. formule (7) in het artikel van Holtslag: V28 = V10*[ln(28/zo)-Ψ(28)]/[ln(10/zo)-Ψ(10)]

(a)

Voor een stabiele atmosfeer is namelijk Ψ(z) evenredig met de hoogte z: Ψ(z) = -5z/L

(b)

(formule (8c) in het artikel van Holtslag), waarin de Monin-Obukhov lengte nog onbekend is. Schrijven we r = V28/V10, dan kan L worden opgelost: L = 5*(280-10*r)/[r*ln(10/zo) - ln(28/zo)]

(c)

Vervolgens kan V worden bepaald analoog aan formule (a): V8o = V28*[ln(80/zo)-Ψ(80)]/[ln(28/zo)-Ψ(28)]

(d)

Omdat bij een min of meer neutrale atmosfeer (|L| >> 0) Ψ(z) naar nul gaat, levert de berekening dan ook nog goede resultaten. Voor een instabiele atmosfeer echter geldt een geheel andere expressie voor Ψ(z) en levert het bovenstaand geen geldige resultaten. In een zeer stabiele atmosfeer lijkt uitdrukking (b) minder goed op te gaan en onderschat het gegeven model de windsnelheid op grotere hoogten (z/L > 0,5). Dit is in de berekeningen in H. 4 enigszins ondervangen door zeer lage windsnelheden (dan treden situaties met hoge stabiliteit meest op) uit te sluiten.