Low-frequency noise from large wind turbines

auteurs: Henrik Møllera and Christian Sejer Pedersen

jaar: 2010

type onderzoek: Acoustisch onderzoek

tijdschrift & DOI nummer: The Journal of the Acoustical Society of America, 129(6), 3727–3744.doi:10.1121/1.3543957

Relevantie: Windturbines worden steeds groter en krachtiger en de bezorgdheid rijst dat het turbinegeluid steeds meer en lagere (brom)tonen bevat, die toenemende hinder veroorzaken voor de omwonenden. In dit onderzoek wordt het relatieve aandeel van laagfrequent geluid voor verschillende typen windturbines met vermogens tot 3 MW onderzocht. Er wordt een heldere beschrijving gegeven van de perceptie door de mens van laagfrequent geluid: de ondergrens van het menselijk gehoor ligt rond de 20 Hz, en de termen infrageluid en infrasoon worden gebruikt voor frequenties lager dan 20 Hz. Toch stopt het ‘horen’ niet bij 20 Hz. Als het geluidsniveau voldoende hoog is, kan de mens infrageluid horen tot aan 1 of 2 Hz. Het geluid wordt door de oren waargenomen, maar de subjectieve kwaliteit verschilt van die van geluid bij hogere frequenties. Beneden 20 Hz verdwijnt het tonale, wordt het geluid discontinu van karakter en ontstaat er een gevoel van druk op de trommelvliezen. Bij een paar hertz verandert het gevoel in onderbroken afzonderlijke pulsjes, en het is mogelijk om de afzonderlijke cycli van een toon te volgen en te tellen.

Nederlandse samenvatting: Naarmate windturbines groter worden, is de bezorgdheid gerezen dat het turbinegeluid steeds meer en lagere geluidspectra zou bevatten die toenemende hinder voor omwonenden zouden veroorzaken. De geluidsemissies van 48 windturbines met vermogens tot  3.6 MW is geanalyseerd en beoordeeld. Het relatieve aandeel van het laagfrequente geluid is hoger voor grotere turbines (2.3-3.6 MW) dan voor kleinere turbines (2 MW), en het verschil is statistisch significant. Het verschil kan worden uitgedrukt als een verlaging van ongeveer 1/3de octaaf. Daardoor neemt het aandeel onhoorbaar geluid (zg. infrageluid) onder circa 20 Hz toe. Voor toekomstige turbines van 10 MW wordt een nieuwe verschuiving in dezelfde orde naar het infrasone geluid verwacht.  In het onderzoek worden echter deze onhoorbare geluidstrillingen niet als een probleem beschouwd. Vanwege de luchtabsorptie wordt het hogere laagfrequente aandeel nog meer uitgesproken, gemeten op diverse relevante afstanden van de turbines. Zelfs wanneer A-gewogen niveaus worden beschouwd, bevindt een aanzienlijk deel van het geluid zich in het  laagfrequente gebied. Voor verschillende van de onderzochte grote turbines ligt de een-derde-octaafband met het hoogste niveau op of onder 250 Hz. Het is dus geen enkele twijfel dat het laagfrequente deel van het spectrum een belangrijke rol speelt bij de hinder van omwonenden.

Originele abstract: As wind turbines get larger, worries have emerged that the turbine noise would move down in frequency and that the low-frequency noise would cause annoyance for the neighbours. The noise emission from 48 wind turbines with nominal electric power up to 3.6 MW is analyzed and discussed. The relative amount of low-frequency noise is higher for large turbines (2.3–3.6 MW) than for small turbines (2 MW), and the difference is statistically significant. The difference can also be expressed as a downward shift of the spectrum of approximately one-third of an octave. A further shift of similar size is suggested for future turbines in the 10-MW range. Due to the air absorption, the higher low-frequency content becomes even more pronounced, when sound pressure levels in relevant neighbour distances are considered. Even when A-weighted levels are considered, a substantial part of the noise is at low frequencies, and for several of the investigated large turbines, the one-third-octave band with the highest level is at or below 250 Hz. It is thus beyond any doubt that the low-frequency part of the spectrum plays an important role in the noise at the neighbours.

zoektermen: geluidsemissie, geluidsspectra, geluidshinder, laagfrequente trillingen, infrageluid, hinder, slaapstoornissen.