Ηχορύπανση από ανεμογεννήτριες

ΦΑΚΕΛΟΣ: Ανεμογεννήτριες στην Τήνο

Πέτρος Κουσουνάδης [Ομιλία στην ημερίδα με θέμα «Ανεμογεννήτριες στην Τήνο - Ποιους πραγματικά ωφελούν;», 6 Μαρτίου 2019]

1. Εισαγωγή

Ο χαρακτηρισμός «αιολικά πάρκα» για τις βιομηχανικές εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από τον άνεμο ηχεί όμορφα, η πραγματικότητα όμως ηχεί πολύ διαφορετικά. Κάθε ανεμογεννήτρια είναι ένα εργοστάσιο και περιλαμβάνει μηχανήματα τα οποία παράγουν ήχους μεγάλης στάθμης επιβαρύνοντας ακουστικά το περιβάλλον.

Η ηχορύπανση μιας ανεμογεννήτριας οφείλεται κυρίως σε δύο είδη ηχητικών πηγών, στις μηχανικές και στις αεροδυναμικές. Τα μηχανικά μέρη της ανεμογεννήτριας που παράγουν θόρυβο είναι κυρίως η ίδια η γεννήτρια, το κιβώτιο των ταχυτήτων και τα υδραυλικά συστήματα. Επιπλέον θόρυβο παράγουν οι ανεμιστήρες ψύξης και άλλα μηχανικά μέρη. Ο θόρυβος αυτός έχει μικρό εύρος συχνοτήτων και είναι συνεχής και υψίσυχνος, με αποτέλεσμα να γίνεται εκνευριστικός (Jianu, Rosen & Naterer, 2011).

Ο θόρυβος από τις αεροδυναμικές πηγές της ανεμογεννήτριας οφείλεται στην κίνηση των πτερυγίων, τα οποία «σχίζουν» τον αέρα με μεγάλες ταχύτητες που φτάνουν τα 160 km/h. Η συχνοτική περιοχή του θορύβου αυτού είναι χαμηλή και ο θόρυβος δεν είναι συνεχής αλλά είναι περιοδικός. Η περιοδικότητά του οφείλεται κυρίως στην αλληλεπίδραση των πτερυγίων με την βάση στήριξης. Ο αεροδυναμικός θόρυβος μιας ανεμογεννήτριας έχει υψηλότερη στάθμη σε dB από τον μηχανικό και λόγω της πολύ χαμηλής του συχνότητας γίνεται αισθητός και σαν δόνηση. Τέλος, η περιοδικότητά του τον καθιστά πολύ ενοχλητικό ψυχοακουστικά.

 

2. Μεθοδολογία

Προκειμένου να παρουσιαστούν οι επιπτώσεις της λειτουργίας των ανεμογεννητριών όσο το δυνατόν πιο αντικειμενικά, πρώτον θα εξεταστούν δεδομένα από τις ίδιες τις εταιρίες κατασκευής ανεμογεννητριών, τα οποία με υπολογισμούς θα οδηγήσουν σε κάποια συμπεράσματα, και δεύτερον θα συγκριθούν αποτελέσματα από σχετικές μελέτες και άρθρα ανεξάρτητων πανεπιστημιακών συγγραφέων αλλά και από μελέτες που εκπονήθηκαν από συνδέσμους εταιριών αιολικής ενέργειας ή αναφέρονται σε φυλλάδιά τους.

Συνολικά θα μελετηθούν τα αποτελέσματα από τέσσερις διαφορετικές μελέτες. Μία από αυτές έγινε κατά παραγγελία του αμερικάνικου και του καναδικού συνδέσμου των βιομηχάνων αιολικής ενέργειας και μία κατά παραγγελία συγκεκριμένης εταιρείας αιολικών (EDF renewables). Αυτές οι δύο μελέτες συμπεραίνουν ότι ο θόρυβος από τις ανεμογεννήτριες μπορεί να θεωρηθεί αμελητέος. Οι άλλες δύο μελέτες έγιναν από το κέντρο τεχνικής έρευνας του υπουργείου οικονομικών και εργασίας της Φινλανδίας, και από τον καθηγητή του Τμήματος Αρχιτεκτόνων Μηχανικών Ξάνθης του Δ.Π.Θ. και πρόεδρο του Ελληνικού Ινστιτούτου Ακουστικής κ. Νικόλαο Μπάρκα. Οι τελευταίες καταλήγουν σε συμπεράσματα όχι τόσο καθησυχαστικά.


3. Υλοποίηση

3.1. Αριθμητικά στοιχεία μοντέλων - υπολογισμοί

Οι εταιρίες παραγωγής ανεμογεννητριών, συνήθως δίνουν στοιχεία σχετικά με τα επίπεδα θορύβου που παράγει κάθε μοντέλο τους. Αν ανατρέξει κανείς στις μελέτες περιβαλλοντικών επιπτώσεων (ΜΠΕ) των αιολικών πάρκων της Τήνου, μπορεί να βρει ποια συγκεκριμένα μοντέλα πρόκειται να εγκατασταθούν και στην συνέχεια να βρει τα ανάλογα ακουστικά στοιχεία στο διαδίκτυο, παρόλο που οι ΜΠΕ δεν αναφέρονται καν στο θέμα της ηχορύπανσης.

Δύο μοντέλα που πρόκειται να εγκατασταθούν στην Τήνο είναι το Ε-70 και το Ε-44 της εταιρίας ENERCON. Στις παρακάτω εικόνες (3-1 και 3-2) φαίνονται τα διαγράμματα της στάθμης του θορύβου που παράγουν τα παραπάνω μοντέλα ανάλογα με την ταχύτητα του ανέμου. Ας σημειωθεί ότι τα 10 m/s αντιστοιχούν σε περίπου 5-6 beaufort, ενώ για μεγαλύτερες ταχύτητες η στάθμη του θορύβου παραμένει σταθερή.

Εικόνα 3-1: Στάθμη θορύβου μοντέλου Ε-70

 


Εικόνα 3-2: Στάθμη θορύβου μοντέλου Ε-44


Παρακάτω θα βρείτε μερικά αντιπροσωπευτικά παραδείγματα στάθμης θορύβων για την καλύτερη κατανόηση των τιμών:

  • 10dB: Αναπνοή
  • 20dB: Φύλλα που πέφτουν 
  • 30dB: Ψίθυρος
  • 40dB: Ψυγείο (οικιακό)
  • 50dB: Ψιλή βροχή
  • 60dB: Συνομιλία
  • 70dB: Κίνηση αυτοκινήτων στην πόλη
  • 80dB: Φορτηγό
  • 90dB: Πιστολάκι για τα μαλλιά
  • 100dB: Ελικόπτερο
  • 110dB: Τρομπόνι
  • 120dB: Σειρήνα αστυνομίας
  • 130dB: Κινητήρας αεροπλάνου (jet)
  • 140dB: Πυροτεχνήματα


Θα υπολογιστεί στη συνέχεια η στάθμη του θορύβου από ανεμογεννήτριες στο χωριό Καρδιανή της Τήνου, το οποίο βρίσκεται σχετικά κοντά στα υπό εγκατάσταση αιολικά πάρκα (1400m και 2000m περίπου από τα δύο πλησιέστερα αιολικά πάρκα). Το πλησιέστερο πάρκο αποτελείται από τρεις (3) ανεμογεννήτριες E-44 (Πάρκο Α), ενώ το δεύτερο πάρκο αποτελείται από πέντε (5) τύπου E-70 (Πάρκο Β). Τέλος θα υπολογιστεί η στάθμη του θορύβου στον ναό της Β΄ Εύρεσης ο οποίος βρίσκεται σε απόσταση 450m περίπου από το πλησιέστερο αιολικό πάρκο (τρεις ανεμογεννήτριες E-44). Για τους υπολογισμούς έγινε χρήση των παρακάτω σχέσεων οι οποίες υπολογίζουν την συνολική στάθμη από πολλές πηγές θορύβου (Σκαρλάτος, 2013) (1.1) και την απόσβεση του θορύβου λόγω απόστασης από μια ανεμογεννήτρια (Barkas, 2010) (1.2).


Ένας παράγοντας που επιδρά στη διάδοση του θορύβου από τις ανεμογεννήτριες είναι και ο ίδιος ο άνεμος. Όταν φυσάει με κατεύθυνση από τις ανεμογεννήτριες προς το σημείο ακρόασης (το χωριό ή τον ναό) δηλαδή όταν φυσάει βοριάς, τότε η στάθμη του θορύβου μπορεί να αυξηθεί μερικά dB. Αυτό συμβαίνει διότι ο άνεμος μετακινεί μάζες αέρα μέσα στις οποίες διαδίδεται ο ήχος, δηλαδή στην ουσία αυξάνεται η ταχύτητα διάδοσης του ηχητικού κύματος. Επειδή όμως η ταχύτητα του ανέμου αυξάνεται με το ατμοσφαιρικό ύψος, τα ηχητικά κύματα που κινούνται στην κατεύθυνση του ανέμου καμπυλώνονται προς το έδαφος όπως φαίνεται στην εικόνα 3-3, με αποτέλεσμα να φτάνει στο σημείο του ακροατή περισσότερη ηχητική ενέργεια από ότι σε συνθήκες άπνοιας (Ingard, 2008).


Εικόνα 3-3: Καμπύλωση ηχητικών κυμάτων λόγω ανέμου


Σύμφωνα με τους Evans και Cooper (2012), η στάθμη του θορύβου των ανεμογεννητριών σε απόσταση αυξάνεται λόγω του παραπάνω φαινομένου περίπου 2dB στα 500m και περίπου 3 dB στα 1000m.


3.2. Σύγκριση μελετών και αποτελεσμάτων

Τα δεδομένα και τα συμπεράσματα των τεσσάρων μελετών κατηγοριοποιήθηκαν και συγκρίθηκαν μεταξύ τους αλλά και με τα αποτελέσματα των μαθηματικών υπολογισμών, ώστε να προβλεφθεί η ακουστική συμπεριφορά των αιολικών πάρκων που θα εγκατασταθούν στην Τήνο. Επιπλέον έγινε μία προσπάθεια κριτικής των συμπερασμάτων των μελετών με βάση την μεταξύ τους συνάφεια αλλά και με βάση την σχέση τους με το περιβάλλον της Τήνου.


Αποτελέσματα

4.1. Υπολογιστικά αποτελέσματα

Σύμφωνα με τους τύπους 1.1 και 1.2, υπολογίστηκαν οι στάθμες του θορύβου από τα αιολικά πάρκα σε δύο σημεία του νησιού, στον ναό που βρίσκεται 450m νότια του αιολικού πάρκου Α (τύπος Α/Γ Ε-44), και στο χωριό Καρδιανή που βρίσκεται 1400m νοτιοανατολικά του αιολικού πάρκου Α και 2000m νοτιοδυτικά από το αιολικό πάρκο Β (τύπος Α/Γ Ε-70). Από τους υπολογισμούς προέκυψε ο παρακάτω πίνακας.

Σημείο Πρόβλεψης Ηχορύπανσης Πηγή Θορύβου Στάθμη Θορύβου
Καρδιανή Τήνου   1 Α/Γ E-44 στα 1400m
  Αιολικό Α (3 Α/Γ Ε-44)
  1 Α/Γ Ε-70 στα 2km
  Αιολικό Β (5 Α/Γ Ε-70)
  Αιολικά Α και Β
  Αιολικά Α και Β με Βοριά
  ≈25 dB
  ≈30 dB
  ≈21 dB
  ≈28 dB
  ≈32 dB
  ≈35 dB
Ναός Β΄ Εύρεσης   Αιολικό Α (3 Α/Γ Ε-44)
  Αιολικό Α με Βοριά

  ≈45 dB
  ≈47 dB

 

4.2. Σύγκριση συμπερασμάτων μελετών

4.2.1. Επιχειρήματα υπέρ των αιολικών

Τα συμπεράσματα των δύο πρώτων μελετών μπορούν να συνοψιστούν στα παρακάτω:

  • Δεν υπάρχει κάτι το ιδιαίτερο στον θόρυβο που προξενείται από μια ανεμογεννήτρια (Colby et al., 2009)
  • Η στάθμη θορύβου μιας ανεμογεννήτριας σε μια λογική απόσταση (500m) είναι μικρότερη από τη στάθμη θορύβου ενός δρόμου (Nercessian, 2017)
  • Σε μεγάλες αποστάσεις (>500m) ο θόρυβος των ανεμογεννητριών καλύπτεται από τον θόρυβο του περιβάλλοντος. Αναφέρεται ειδικότερα ο θόρυβος του ανέμου καθώς για να δουλεύει μια ανεμογεννήτρια πρέπει να φυσάει.
  • Για την εγκατάσταση ενός αιολικού πάρκου απαιτείται να ικανοποιούνται αυστηρές προδιαγραφές εκπομπών θορύβου (Nercessian, 2017).

4.2.2. Επιχειρήματα κατά των αιολικών

Στις ανεξάρτητες μελέτες, τα συμπεράσματα μπορούν να συνοψιστούν στα εξής:

  • Υπάρχουν περιπτώσεις όπου οι ακουστικές προδιαγραφές δεν τηρούνται (Barkas, 2010).
  • Στην Ελλάδα οι ακουστικές προδιαγραφές δεν είναι αρκετά αυστηρές όπως αλλού (Barkas, 2010).
  • Τα αιολικά πάρκα δημιουργούν σοβαρά προβλήματα ηχορύπανσης (Siponen, 2011).
  • Ο τρόπος με τον οποίο σταθμίζονται οι μετρήσεις του θορύβου από τις εταιρείες (LWA) δεν θεωρείται ο κατάλληλος αφού για θορύβους χαμηλών συχνοτήτων προτιμάται συνήθως άλλη στάθμιση (LWC) (Siponen, 2011).
  • Ο θόρυβος από τις ανεμογεννήτριες γίνεται ενοχλητικός στους κατοίκους των κοντινών οικισμών επειδή έχει ιδιαίτερα φασματικά και χρονικά χαρακτηριστικά (Siponen, 2011).


5. Συμπεράσματα

5.1. Υπολογιστικά αποτελέσματα

Με βάση τα αποτελέσματα των υπολογισμών μπορεί να εξαχθεί το συμπέρασμα ότι παρά την σχετικά χαμηλή στάθμη του θορύβου στο κοντινότερο χωριό (32-35 dB), αυτός θα είναι ιδιαίτερα αισθητός σε συνθήκες ησυχίας. Το πόσο αισθητός γίνεται ένας θόρυβος έχει να κάνει με την ηχητική στάθμη του ήχου του περιβάλλοντος, η οποία στα χωριά της Τήνου, ειδικά τις βραδινές ώρες, είναι ιδιαίτερα χαμηλή (<30 dB).

Επιπλέον οι επισκέπτες της περιοχής γύρω από το αιολικό πάρκο Α σε μια ακτίνα 500m θα έχουν να αντιμετωπίσουν έναν δυνατό και εκνευριστικό θόρυβο (≈45 dB). Η περιοχή είναι επισκέψιμη για φυσιολατρικό τουρισμό, για μελισσοκομικές ή γεωργικές δραστηριότητες, για προσκύνημα στον ναό κλπ.


5.2. Σύγκριση των μελετών

Οι διαφορές στα συμπεράσματα των μελετών που συγκρίθηκαν ήταν εντυπωσιακές. Μία από αυτές αναφέρει ότι ο θόρυβος από τις ανεμογεννήτριες δεν έχει τίποτε το ιδιαίτερο ενώ μια άλλη υποστηρίζει ακριβώς το αντίθετο. Από τη μία υποστηρίζεται πως η εγκατάσταση των ανεμογεννητριών ικανοποιεί αυστηρές προδιαγραφές και από την άλλη αναφέρεται παράδειγμα όπου δεν ακολουθήθηκαν οι προδιαγραφές ούτε στο ελάχιστο.

Ένα πρώτο συμπέρασμα που προκύπτει είναι πως η επιστημονική κοινότητα είναι διχασμένη ως προς την ακουστική όχληση από τις ανεμογεννήτριες. Αν όμως λάβει κανείς υπόψιν του πως ορισμένες μελέτες χρηματοδοτούνται από τις εταιρείες αιολικών και άλλες είναι ανεξάρτητες μπορεί να θεωρήσει ότι οι διαφορές δεν οφείλονται σε αμιγώς επιστημονικές διαφωνίες.


5.3. Συνάφεια με το ιδιαίτερο περιβάλλον της Τήνου

Οι περισσότερες μελέτες λαμβάνουν ως όρια θορύβου στάθμες οι οποίες αναφέρονται σε αστικά περιβάλλοντα, ήδη ηχητικά επιβαρυμένα. Τα όρια αυτά, όπως για παράδειγμα το όριο των 45dB, δεν αρμόζουν σε ένα περιβάλλον το οποίο φτάνει σε επίπεδα ησυχίας κοντά στα 30 dB. Στην Τήνο, οι ανεμογεννήτριες πρόκειται να εγκατασταθούν σε κορυφογραμμές ενώ τα χωριά βρίσκονται σε χαμηλότερο υψόμετρο. Στις μελέτες δεν λαμβάνεται υπόψιν η αύξηση της στάθμης λόγω του ανέμου μεταξύ ανεμογεννητριών και κατοικημένων περιοχών. Όταν η κατεύθυνση του ανέμου είναι από το αιολικό πάρκο προς το χωριό τότε η αύξηση της στάθμης μπορεί να είναι μεγαλύτερη από την προβλεπόμενη, λόγω της υψομετρικής διαφοράς.


6. Βιβλιογραφικές αναφορές

Σκαρλάτος, Δ. (2013). Ηχομόνωση - Ηχοπροστασία – Τόμος Α’ – Εισαγωγή στις Μεθόδους Ηχομόνωσης και Ηχοπροστασίας. Πάτρα: Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο.

Barkas, N. (2010). Isolation Acoustique des Habitations Proches des Installations Eoliennes: Evaluation comparative de la localisation d’ un parc eolien dans la section montagneuse du departement de Rhodope (Grece). Societe Francaise d’ Acoustique – SFA. 10eme Congres Francais d’ Acoustique, Apr 2010, Lyon, France.

Colby, D., Dobie, R. Leventhall, G., Lipscomb, D. M., McCunney, R. J., Seilo, M. T., Sondergaard, B. (2009). Wind Turbine Sound and Health Effects – An Expert Panel Review. American and Canadian Wind Energy Association.

Evans, T. & Cooper, J. (2012). Influence of wind direction on noise emission and propagation from wind turbines. Proceedings of Acoustics 2012, 21-23 November 2012, Fremantle, Australia.

Ingard, U. (2008). Notes on Acoustics. Hingham Massachusetts: Infinity Science Press.

Jianu, O., Rosen, M. A. & Naterer, G. (2011). Noise Pollution Prevention in Wind Turbines: Status and Recent Advances. 1st World Sustainability Forum, 1-30 November 2011.

Nercessian, A. (2017). Renewable Energy Approval Application – Noise Impact Assessment. Romney Energy Center Limited Partnership.

Siponen, D. (2011). Noise Annoyance of Wind Turbines. VTT, Technical Research Center of Finland.

ΧΡΟΝΟΣ #70, 2 Μαΐου 2019

Οι υπογραμμίσεις είναι δικές μας

ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΦΑΚΕΛΟΥ: Π. Δουβίτσας

Ενημερωθείτε για τα νέα μας άρθρα, τις εκδηλώσεις και τα βιβλία των συνεργατών μας μέσω του newsletter ΤΟΒΙΒΛΙΟ.

Info