|
Badanie hałasu turbin wiatrowych
Piotr KUBSKI
Katedra Techniki Cieplnej
Politechniki Gdańskiej
STRESZCZENIE
Opierając się na stosownej normie w referacie
przedstawiono główne zasady pomiaru hałasu turbin wiatrowych.
Omówiono zarys stosownej metodyki oraz określono niezbędne przyrządy
pomiarowe do pomiaru wielkości zarówno akustycznych, jak i nie
akustycznych. Podano zalecane pomiary i procedury pomiarowe wraz
z procedurami korekcji uzyskanych wielkości pomiarowych. Wreszcie
ściśle określono podstawowe informacje niezbędne do zamieszczenia
w sprawozdaniu z przeprowadzonych badań.
WPROWADZENIE
Energetyka wiatrowa to jeden z zasadniczych
elementów zrównoważonego rozwoju kraju. Obok innych, alternatywnych
wobec energetyki opartej na procesie spalania organicznych paliw
kopalnych, znalazła ona miejsce w przyjętej 23 sierpnia 2001 r.
uchwałą Sejmu Strategii rozwoju energetyki odnawialnej. Dokument
ten wyznaczył cele ilościowe udziału energii ze zródeł odnawialnych
w latach 2010 i 2020 odpowiednio na poziomie 7,5 % i 14 % w bilansie
energii pierwotnej. Strategia w swej treści przewiduje 3 scenariusze
rozwoju odnawialnych ˇródeł energii, przy czym każdy z nich oparty
jest na innym założeniu odnośnie produkcji energii elektrycznej.
Scenariusze te zakładają udział energii produkowanej ze ˇródeł
odnawialnych na kolejnych poziomach 7,5 , 9,0 i 12,5 % całkowitej
produkcji energii elektrycznej w Polsce w 2010 r. Chociaż udział
energii wyprodukowanej w elektrowniach wiatrowych stanowić będzie
niewielki procent całkowitej produkcji energii ze ˇródeł odnawialnych,
to jednak jej udział w bilansie energii elektrycznej ze ˇródeł
odnawialnych w roku 2010 będzie znacznie większy i przewiduje
się, że będzie wynosić w zależności od realizowanego scenariusza
odpowiednio od 8,5 % (600 MW przyrostu mocy zainstalowanej w elektrowniach
wiatrowych) do 13,7 % (1600 MW). Warto tu jeszcze dodać, że w
oparciu o zapisy Strategii jako wsparcie jej wdrożenia opracowano
w Ministerstwie Środowiska Program rozwoju energetyki wiatrowej
na lata 2002-2005. W ramach rozwoju krajowej energetyki wiatrowej
powstała największa w tej chwili elektrownia wiatrowa w Cisowie
nad morzem (9 turbin o łącznej mocy 18 MW). W ostatnich latach
powstały nad Bałtykiem mnę jeszcze elektrownie wiatrowe, np. 5
MW w Barzycach. W samym woj. pomorskim można wskazać kilkanaście
miejsc, gdzie planowana jest budowa farm wiatrowych, każda, po
ok. 20-30 turbin, przykładowo m. in. w okolicach Ustki, Karwii,
Słupska i Bytowa.
Nie tylko w krajobrazie Wybrzeża zaczynają
się pojawiać turbiny wiatrowe. W okolicy Bełchatowa na zwałowisku
kopalni węgla brunatnego, o wysokości ok. 200 m, już wkrótce przewiduje
się instalację farmy ok. 30. turbin wiatrowych o łącznej mocy
ok. 50 MW.
Tak poważny realizowany i prognozowany rozwój
energetyki wiatrowej wymaga także dysponowania stosownymi normami
badawczymi. Znana jest norma europejska IEC 61400 Wind turbinę
generator systems (Aerogenerateurs, Windenergieanlagen). W ramach
prac stosownej komisji Polskiego Komitetu Normalizacyjnego zostały
już opracowane dwie części tej normy znanej jako Turbozespoły
wiatrowe.
Omówieniu normy IEC 61400-12:1998, znanej
w wersji krajowej jako Turbozespoły wiatrowe. Część 12: Badania
energetyczne (PrPN-EN 61400-12), był poświęcony referat oraz publikacja
o zasadach eksperymentalnego wyznaczania mocy turbin wiatrowych.
Niniejsze opracowanie zawiera najważniejsze informacje dotyczące
badania hałasu turbin wiatrowych. Informacje te pochodzą z polskiej
wersji arkusza normy europejskiej IEC 61400-11, ustanowionej w
listopadzie 1998 r, zatytułowanej Wind turbine generator systems.
Part 11: Acoustic noise measurement techniąues (IEC 61400-11:1998).
Została już opracowana jej wersja polska , jako projekt normy
do ustanowienia, zatytułowana Turbozespoły wiatrowe. Części 1:
Procedury pomiaru hałasu (PrPN-EN 61400-11).
Wiadomo, że pracy każdej elektrowni wiatrowej
towarzyszy hałas. Pochodzi on od obracających się łopat, wirnika
generatora i przekładni. Zwykle jego natężenie nie jest duże,
ale jest on jednak monotonny, przez co ujemnie oddziaływuje na
psychikę człowieka. Dlatego też opracowano normę badania hałasu
generowanego przez turbinę wiatrową, by można było go racjonalnie
ocenić i właściwie dobrać strefy ochronne.
POSTANOWIENIA OGÓLNE
Rozpatrywana norma zawiera wskazówki odnośnie
pomiaru, analizy uzyskanych wyników i sposobu opracowywania sprawozdań
dotyczących złożonych przypadków emisji hałasu turbozespołów wiatrowych.
Oczekuje się, że norma ta będzie użyteczna nie tylko podczas projektowania
instalacji, wytwarzania, dopuszczania do ruchu, ale także w czasie
prowadzenia ruchu, eksploatacji i regulacji turbin. Zawiera ona
zatem procedury pomiarowe i sprawozdawcze, które powinny zapewnić
uzyskanie zarówno dokładnych wyników, ale i wzajemnie porównywalnych,
uzyskiwanych podczas badań prowadzonych przez różne zespoły pomiarowe.
Część wstępna normy zawiera postanowienia
ogólne, które obejmują głównie: zakres normy, definicje wykorzystanych
pojęć oraz używane symbole i jednostki. W rozdziale drugim przedstawiono
zarys metody, zaś w trzecim wskazano aparaturę pomiarową z rozbiciem
na aparaturę do pomiarów wielkości akustycznych i nie akustycznych
wraz procedurą jej wzorcowania. Kolejny rozdział normy dotyczy
pomiarów i procedur pomiarpwych, obejmujących zarówno wskazanie
położenia układu pomiarowego, jak i przebiegu pomiarów wielkości
akustycznych i nie akustycznych. W rozdziale piątym podano procedury
korekcji następujących wielkości: prędkości i kierunkowości wiatru,
uwzględnienia hałasu tła, poziomu mocy akustycznej, zarówno w
pasmach oktawowych, jak i tercjowych, oraz wreszcie tonalności.
Ostatni rozdział zawiera wykaz podstawowych informacji niezbędnych
do zamieszczenia w sprawozdaniu. Wykaz ten obejmuje takie informacje,
jak charakterystyka turbiny wiatrowej, środowisko fizyczne, zastosowana
aparatura pomiarowa, zestawienie wielkości pomiarowych zarówno
akustycznych, jak i nie akustycznych a także określenie niepewności
wyniku pomiaru. Ponadto norma zawiera stosowne tablice, rysunki
i załącznik.
Wśród tablic znajdują się tablice określające
efektywną szerokość pasma hałasu, szorstkość terenu oraz szerokości
pasm krytycznych. Z kolei rysunki zawierają m.in. dwurzutowy schemat
montażu mikrofonu, standardowe rozmieszczenie pozycji pomiarowych
mikrofonu oraz dopuszczalny obszar położeń masztu meteorologicznego.
W załącznikach podano inne charakterystyki emisji hałasu przez
turbiny wiatrowe wraz z ich oceną ilościową, kryteria dotyczące
wyboru wyposażenia do rejestracji i odtwarzania, ocenę turbulencji
oraz ocenę niepewności wyniku pomiaru.
Głównym celem rozpatrywanej normy jest więc
sformułowanie jednolitej metodyki, która zapewni spójność i dokładność
pomiaru, a także podanie metodyki obejmującej analizę emisji hałasu
przez turbozespoły wiatrowe. Poniżej zostaną bliżej przedstawione
główne części normy.
PROCEDURY POMIARU HAŁASU
W tym fragmencie normy podano jej zakres,
wymieniono normy przywołane, przytoczono niezbędne definicje,
podano najczęściej używane symbole i jednostki wielkości fizycznych.
Norma nie jest ograniczona do turbiny szczególnego
rodzaju lub typu, bowiem procedury opisane w niniejszej normie
pozwalają na pełny opis emisji hałasu spotykanych turbin wiatrowych.
Określono zatem procedury pomiaru hałasu umożliwiające wyznaczenie
charakterystyki jego emisji generowanej przez turbinę wiatrową.
Wymaga to zastosowania metod pomiarowych odpowiednich do oceny
emisji hałasu w miejscach w pobliżu maszyny, lecz dostatecznie
od niej odległych, aby można było mówić o skończonych rozmiarach
ˇródła. Opisane procedury różnią się nieco od procedur stosowanych
do oceny hałasu podczas innych badań nad hałasem występującyni
w środowisku człowieka. Różnice te mają na celu ułatwienie określenia
charakterystyki hałasu turbiny wiatrowej ze względu na zakres
prędkości i kierunku wiatru. Proponowana zaś normalizacja procedur
pomiarowych ułatwi również wzajemne porównanie różnych turbin
wiatrowych.
Procedury określające metodykę umożliwiającą
scharakteryzowanie emisji hałasu pojedynczego zespołu turbiny
wiatrowej obejmują:
- lokalizację miejsc pomiarów akustycznych;
- wymagania dotyczące akwizycji danych akustycznych, meteorologicznych
- analizę uzyskanych danych i zawartość sprawozdania;
- definicję parametrów emisji hałasu
Normy przywołane związane z badaniem hałasu
dotyczą przede wszystkim techniki pomiaru dzwięków, w tym z zakresu
elektroakustyki.
Podstawowe definicje
Do podstawowych definicji wykorzystanych
w normie zaliczono takie pojęcia, jak wielkości referencyjne (dla
porównania wyników badań różnych turbin) i odniesienia. Przykładowo
można tutaj wymienić takie wielkości, jak:
referencyjna prędkość
wiatru : prędkość wiatru równa 8 m/s w warunkach referencyjnych
(wzniesienie 10 m, szorstkość terenu równa 0,05 m), stosowana
do obliczeń poziomu mocy akustycznej,
poziom mocy akustycznej
(w decybelach) :odniesiony do l pW i skorygowany charakterystyką
częstotliwościową A poziom mocy akustycznej punktowego ˇródła
dˇwięku umieszczonego w środku wirnika i charakteryzującego się
taką samą emisją w kierunku zawietrznym jak mierzona turbina wiatrowa
przy referencyjnej prędkości wiatru,
kierunkowość (w decybelach):
różnica między poziomami ciśnienia akustycznego skorygowanymi
charakterystyką częstotliwościową A, mierzonymi w określonych
pozycjach pomiarowych a poziomami mierzonymi w pozycji odniesienia
za turbiną, sprowadzonymi do tej samej odległości od środka wirnika
turbiny,
kąt rozpraszania (w stopniach):
kąt między płaszczyzną płyty z mikrofonem a linią łączącą mikrofon
ze środkiem wirnika,
odległość referencyjna
(w metrach): nominalna odległość
pozioma od środka podstawy turbiny wiatrowej do każdej z założonych
pozycji mikrofonu,
wysokość referencyjna
f (w metrach): wysokość 10 m
stosowana przy przeliczaniu prędkości wiatru na warunki odniesienia,
szorstkość referencyjna
(w metrach) : szorstkość 0,05 m stosowana przy przeliczaniu
prędkości wiatru na warunki odniesienia,
poziom ciśnienia akustycznego
(w decybelach): 10-krotna wartość logarytmu dziesiętnego
ze stosunku wartości średniokwadratowej ciśnienia akustycznego
do kwadratu referencyjnego ciśnienia akustycznego wynoszącego
20 uPa,
znormalizowana prędkość
wiatru (w metrach na sekundę): prędkość wiatru przeliczona
na warunki odniesienia (wysokość 10 m i szorstkość 0,05 m) za
pomocą profilu logarytmicznego,
tonalność dzwięku (w
decybelach): różnica między poziomem tonu a poziomem hałasu
maskującego w paśmie krytycznym wokół tego tonu.
ZARYS METODY
W niniejszej części omawianej normy określono
procedury przewidziane do stosowania podczas pomiaru, analizy
i protokołowania wartości emisji hałasu turbin wiatrowych. Celem
zapewnienia należytej dokładności i wzajemnej zgodności pomiarów
wielkości akustycznych i nie akustycznych, określono wymagania
dotyczące aparatury pomiarowej i jej wzorcowania. Przedstawiono
również pomiary wielkości nie akustycznych niezbędne do określenia
warunków atmosferycznych, przy których wyznacza się emisję hałasu.
Podano wszystkie mierzone i rejestrowane parametry, jak również
wymagane metody redukcji danych.
Stosując metodę opisaną w niniejszej normie
wyznacza się poziom mocy akustycznej skorygowany charakterystyką
częstotliwościową, jego zmienność z prędkością wiatru i kierunkowość
dla poszczególnych turbin wiatrowych.. Podczas pomiarów wyznacza
się poziomy ciśnienia akustycznego w pasmach oktawowych i tercjowych,
jak również widma wąskopasmowe.
Celem zminimalizowania wpływu ukształtowania
terenu, warunków atmosferycznych i szumu wiatru, pomiary wykonuje
się w położeniach bliskich turbiny. Celem uwzględnienia rozmiaru
badanej turbiny, stosuje się odległość referencyjną uwzględniającą
jej rozmiary. Pomiary są wykonywane za pomocą mikrofonu usytuowanego
na płycie umieszczonej na ziemi celem zredukowania generowanego
w mikrofonie szumu wiatru i zminimalizowania wpływu różnych rodzajów
gruntu.
Pomiary poziomu ciśnienia akustycznego i
prędkości wiatru dokonywane są jednocześnie w krótkich przedziałach
czasu i szerokim zakresie prędkości wiatru. Pomierzone prędkości
wiatru przelicza się na odpowiednie prędkości wiatru na wysokości
referencyjnej i przy referencyjnej szorstkości terenu. Poziom
ciśnienia akustycznego przy referencyjnej prędkości wiatru wyznacza
się z uzyskanej linii regresji korelującej poziomy ciśnienia akustycznego
z prędkościami wiatru. Na podstawie poziomu ciśnienia akustycznego
oblicza się poziom mocy akustycznej skorygowany charakterystyką
częstotliwościową A. Kierunkowość wyznacza się, porównując poziomy
ciśnienia akustycznego skorygowane charakterystyką częstotliwościową
A, w trzech dodatkowych położeniach wokół turbiny przy poziomie
określonym położeniem odniesienia. Do niniejszej normy dołączono
załączniki informacyjne obejmujące:
- inne charakterystyki akustyczne turbiny,
jakie można zamieścić w sprawozdaniu;
- kryteria dotyczące wyposażenia do rejestracji i odtwarzania
danych;
- ocenę natężenia turbulencji;
- ocenę niepewności wyniku pomiaru.
APARATURA POMIAROWA
W tym fragmencie normy omówiono osobno aparaturę
do pomiaru wielkości akustycznych i nie akustycznych.
Aparatura do pomiaru wielkości akustycznych
Przeprowadzenie pomiarów akustycznych zgodnie
z niniejszą normą wymaga zastosowania następującego wyposażenia:
- aparatura niezbędna do wyznaczenia równoważnego
poziomu ciśnienia akustycznego
- aparatura do wyznaczania widm w pasmach oktawowych i tercjowych;
- aparatura do wyznaczania widm wąskopasmowych;
- mikrofon z powierzchnią odbijającą i osłoną przeciwwietrzną;
- kalibrator akustyczny;
- układy do rejestracji i odtwarzania danych.
Aparatura do pomiaru wielkości nie
akustycznych
Dla przeprowadzenia pomiarów wielkości nie
akustycznych przewidzianych w niniejszej normie potrzebne jest
następujące wyposażenie:
- wiatromierze;
- przetwornik mocy elektrycznej;
- przetwornik kierunku wiatru;
- przyrządy do pomiaru odległości,
- przyrządy do pomiaru temperatury i ciśnienia powietrza.
W niniejszym tekście ograniczono się jedynie
do wymienienia konkretnych urządzeń pomiarowych, natomiast w normie
określono szczegółowe wymagania odnośnie każdego zastosowanego
urządzenia pomiarowego. Podano również szczegółowe zasady wzorcowania
tych urządzeń.
POMIARY I PROCEDURY POMIAROWE
Położenia pomiarowe
Uzyskanie pełnej charakterystyki emisji hałasu
turbiny wiatrowej wymaga wykorzystania czterech pozycji pomiarowych
ustawienia mikrofonów, w tym jednej tzw. pozycji odniesienia oraz
trzech pozycji roboczych. Pozycje te precyzyjnie określa norma
uwzględniając główne wymiary geometryczne turbiny a także kierunek
wiatru. Warto podkreślić, że pozycje pomiarowe należy dobrać tak,
aby obliczony wpływ konstrukcji odbijających, takich jak budynki
lub ściany, nie przekraczał 0,2 dB.
Prędkość wiatru i jego kierunek
Określono precyzyjnie położenie wiatromierza
pomiarowego i przetwornika kierunku wiatru, z zastrzeżeniem, że
podczas badań wiatromierz pomiarowy nie powinien znaleˇć się w
obszarze śladu aerodynamicznego jakiejkolwiek części wirnika innej
turbiny lub innej konstrukcji. Uważa się, że ślad aerodynamiczny
turbiny rozciąga się na odległość 10 średnic wirnika za turbiną.
Przetworniki prędkości i kierunku wiatru należy instalować tak,
by wzajemnie na siebie nie oddziaływały.
Pomiary wielkości akustycznych
Do pełnego scharakteryzowania emisji hałasu
turbiny potrzebne są następujące pomiary akustyczne obejmujące
:
- poziom mocy akustycznej;
- zależność emisji od prędkości wiatru;
- kierunkowość;
- poziomy emisji w pasmach oktawowych i tercjowych;
- tonalność.
Pomiary dodatkowe mogą obejmować infradˇwięki,
hałas niskoczęstotliwościowy i impulsowość. W normie podano zasady
pomiaru wielkości akustycznych osobno dla położeń mikrofonu zarówno
odniesienia, jak i roboczych.
Poziom ciśnienia akustycznego w pozycji
odniesienia mikrofonu
Równoważny poziom ciśnienia akustycznego
hałasu turbiny, skorygowany charakterystyką częstotliwościową
A, można wyznaczać wykonując serięco najmniej 30 pomiarów równocześnie
z, pomiarami prędkości wiatru.
Wynik każdego pomiaru uzyskuje się w rezultacie
całkowania zarejestrowanego przebiegu w przedziale czasowym o
dhigościco najmniej l min.. Pomiary powinny obejmować możliwie
szeroki zakres prędkości wiatru - od prędkości rozruchowej do
prędkości, przy której osiągana jest moc znamionowa. Zakres powinien
sięgać przynajmniej 4 m/s (prędkość wiatru na wysokości 10 m przy
szorstkości terenu wynoszącej 0,05 m). Celem uzyskania dostatecznego
zakresu prędkości wiatru, konieczne może okazać się wykonanie
pomiarów w kilku seriach pomiarowych. Należy przeprowadzić przynajmniej
10 pomiarów przy prędkości wiatru różniącej się nie więcej niż
2 m/s od prędkości referencyjnej. Przynajmniej 25 % pomiarów należy
wykonać odpowiednio przy prędkości wiatru wyższej i niższej od
referencyjnej prędkości wiatru. Podczas postoju turbiny, bezpośrednio
przed lub po każdej serii pomiarów hałasu, należy pomierzyć hałas
tła stosując ten sam zestaw pomiarowy.
Poziom ciśnienia akustycznego w pozycji
roboczej mikrofonu
Równoważny poziom ciśnienia akustycznego
hałasu turbiny, skorygowany charakterystyką częstotliwościową
A należy mierzyć jedną z dwóch następujących metod.
Według pierwszej (zalecanej) metody, pomiary
w trzech pozycjach roboczych wykonuje się jednocześnie z pomiarami
w pozycji odniesienia. Pomiary w tych trzech pozycjach mogą zostać
wykonane indywidualnie, lecz każdy pomiar przeprowadza się równocześnie
z pomiarem w pozycji odniesienia. Poziom ciśnienia akustycznego
w każdej pozycji można wyznaczyć jako średnią energetyczną z pięciu
pomiarów, z których każdy jest całkowany przez okres co najmniej
l min. Podczas pomiarów, prędkości wiatru uśrednione w każdym
z pięciu okresów nie powinny różnić się od akustycznie referencyjnej
prędkości wiatru o więcej niż 2 m/s.
Po zatrzymaniu turbiny wiatrowej należy pomierzyć
hałas tła bezpośrednio przed lub po każdym pomiarze hałasu turbiny,
stosując ten sam zestaw pomiarowy i przy podobnych warunkach wiatrowych.
Wyniki pomiaru należy uśrednić z pięciu odstępów co najmniej 1min.
W drugiej metodzie nie wymaga się równoczesnych
pomiarów. Poziom ciśnienia akustycznego hałasu turbiny wiatrowej,
skorygowanego charakterystyką częstotliwościową A, należy mierzyć
w każdej z trzech pozycji roboczych mikrofonu jako serię 10 pomiarów,
z których każdy jest uśredniany energetycznie przez okres co najmniej
l min. równocześnie z pomiarem prędkości wiatru. Podczas pomiarów
prędkość wiatru Vs nie powinna różnić się od referencyjnej prędkości
wiatru o więcej niż 2 m/s. Ponadto, co najmniej po 25 % pomiarów
należy przeprowadzić przy prędkości wiatru wyższej i niższej od
prędkości referencyjnej.
Po zatrzymaniu turbiny należy pomierzyć hałas
tła bezpośrednio przed lub po pomiarach hałasu turbiny, w tych
samych położeniach, stosując ten sam zestaw pomiarowy i w podobnych
warunkach wiatrowych. Należy przeprowadzić przynajmniej 10 pomiarów,
z których każdy powinien zostać uśredniony energetycznie w okresie
trwającym co najmniej 1min.
Pomiary w pasmach oktawowych i tercjowych
oraz pomiary wąskopasmowe
Jeśli kierunkowość hałasu turbiny wiatrowej
w którejkolwiek z pozycji roboczych jest większa niż 1,5 dB, to
hałas tej turbiny, mierzony w położeniu o największej kierunkowości,
należy analizować wąskopasmowe oraz w pasmach oktawowych lub tercjowych.
Pomiary wielkości nie akustycznych
Należy przeprowadzić następujące pomiary
wielkości nie akustycznych
Pomiary prędkości wiatru
Prędkość wiatru należy wyznaczyć stosując
jedną z dwóch następujących metod, przy czym metoda podstawowa
jest metodą zalecaną.
Metoda podstawowa wyznaczania prędkości wiatru
Prędkość wiatru należy wyznaczyć na podstawie
pomiarów wytwarzanej mocy elektrycznej, przeprowadzonych - o ile
to możliwe - zgodnie z normą IEC 61400-12 i udokumentowanej krzywej
mocy w funkcji prędkości wiatru. Krzywą tę należy wyznaczyć, o
ile to możliwe, dla tej samej turbiny, a w przeciwnym przypadku
- dla turbiny wiatrowej tego samego typu, z tymi samymi elementami
konstrukcyjnymi i nastawami. Moc elektryczna powinna zostać uśredniona
w takim samym okresie, jak wyniki pomiarów akustycznych. Krzywa
mocy wiąże moc z prędkością wiatru uśrednioną na powierzchni omiatania
wirnika. W przypadku większości turbin prędkość wiatru wyznacza
się z pomierzonej mocy elektrycznej. Korelacja między pomierzonym
poziomem dzwięku a pomierzoną mocą elektryczną jest bardzo dobra
aż do punktu maksymalnej mocy.
Wykorzystanie pomiarów mocy i krzywej mocy turbiny wiatrowej stanowi
preferowaną metodę wyznaczania prędkości wiatru pod warunkiem,
że podczas serii pomiarów hałasu WTGS pracuje poniżej punktu maksymalnej
mocy.
Należy rejestrować moc wytwarzaną przez turbinę i potwierdzić,
że w każdym okresie próbkowania szumu, moc nie przekraczała 95
% maksymalnej wartości mocy.
Metoda wyznaczania prędkości wiatru za pomocą wiatromierza
Jeśli do wyznaczania prędkości wiatru używany
jest wiatromierz, to wyniki pomiaru należy przeliczyć na wysokość
i szorstkość referencyjne, zgodnie z uprzednimi zaleceniami. Rejestrację
danych dotyczących prędkości wiatru należy przeprowadzać jednocześnie
z pomiarami hałasu i uśrednić arytmetycznie dla tego samego okresu.
Kierunek wiatru
Kierunek wiatru należy wyznaczać, posługując
się przetwornikiem kierunku wiatru, zapewniając w ten sposób zachowanie
położeń pomiarowych w zakresie 15° od ich normalnych azymutów
względem kierunku nawietrznego oraz pomiar położenia wiatromierza.
Kąt kierunkowy wiatru należy uśredniać podczas takiego samego
okresu, za który uśredniane są wyniki pomiaru hałasu.
Inne warunki atmosferyczne
Temperaturę i ciśnienie powietrza należy
mierzyć i rejestrować co najmniej co 2h.
PROCEDURY KOREKCJI DANYCH
W tym fragmencie normy szczegółowo opisano
procedury korekcji (do warunków odniesienia) prędkości wiatru
z wysokością i przy uwzględnieniu rzeczywistej szorstkości terenu,
przy wykorzystaniu logarytmicznego profilu wiatru. Ponadto określono
poprawkę dla wszystkich pomierzonych poziomów ciśnienia akustycznego
ze względu na wpływ hałasu tła. Podano sposób określenia mocy
akustycznej na podstawie poziomu ciśnienia akustycznego skorygowanego
ze względu na hałas tła, przy referencyjnej prędkości wiatru w
pozycji odniesienia. Określono także zależność hałasu od prędkości
wiatru, jego kierunkowości oraz tonalności. Z kolei poziomy hałasu
turbin wiatrowych wyznaczone w pasmach oktawowych i tercjowych
należy skorygować ze względu na odpowiednie poziomy hałasu tła
w tych samych pasmach.
INFORMACJE ZAMIESZCZANE W SPRAWOZDANIU
W sprawozdaniu należy podać szczegółowe informacje
o turbinie wiatrowej i jej warunkach pracy. Opis turbiny wiatrowej
powinien zawierać jej dane identyfikacyjne z opisem jej konfiguracji,
w tym geometrycznej, wraz z głównymi wymiarami. Ponadto powinien
zawierać podstawowe dane eksploatacyjne takie, jak sposób regulacji
turbiny, krzywą mocy oraz regulację skoku śmigła. Należy także
podać inne parametry i cechy konstrukcyjne, które mogą wpływać
na właściwości akustyczne, w szczególności podstawowe dane ruchowe
turbiny dotyczące prędkości obrotowej przy referencyjnej prędkości
wiatru i mocy znamionowej, kąta ustawienia łopat oraz znamionowej
mocy wyjściowej. Powinny się również znaleˇć zarówno podstawowe
dane dotyczące skrzyni biegów, jak i generatora.
W sprawozdaniu należy również zamieścić informacje
dotyczące środowiska fizycznego w miejscu zainstalowania turbiny
wiatrowej oraz w punktach pomiarowych i w ich otoczeniu. Winny
się tutaj znaleˇć szczegóły dotyczące miejsca zainstalowania,
obejmujące lokalizację wraz z mapą i inne stosowne informacje
o typie ukształtowania terenu w otoczeniu turbiny, z charakterystyką
pokrycia powierzchni. Należy też wymienić najbliższe obiekty odbijające
dzwięki oraz inne pobliskie ˇródła dˇwięku, które mogą wpływać
na poziom hałasu tła. Należy także podać podstawowe informacje
o użytej aparaturze pomiarowej.
Wreszcie należy zamieścić w formie odpowiednich
tabeli i wykresów skorygowane dane pomiarowe wielkości akustycznych
i nie akustycznych.
Sprawozdanie winna kończyć ocena z wartościami
niepewności wyniku pomiarów wielkości akustycznych. Szczegółowe
wskazówki oceny niepewności wyniku pomiaru podano w załączniku
do normy.
PODSUMOWANIE
Aktualnie obserwowany i planowany w najbliższym
czasie rozwój energetyki wiatrowej wymusza badanie poziomu generowanego
hałasu podczas pracy turbin wiatrowych. Opierając się na stosownej
normie europejskiej, został opracowany projekt jej wersji krajowej,
na podstawie którego w referacie przedstawiono główne zasady pomiaru
hałasu turbin wiatrowych. Omówiono zarys stosownej metodyki oraz
określono niezbędne przyrządy pomiarowe do pomiaru wielkości zarówno
akustycznych, jak i nie akustycznych. Podano zalecane pomiary
i procedury pomiarowe wraz z procedurami korekcji uzyskanych wielkości
pomiarowych. Wreszcie ściśle określono podstawowe informacje niezbędne
do zamieszczenia w sprawozdaniu z przeprowadzonych badań.
|
