Prognose und Reduzierung von Schallemissionen von Windenergieanlagen (PRE-Wind)
Third party funded individual grant
Acronym: PRE-Wind
Start date : 01.01.2016
End date : 31.12.2018
Project details
Scientific Abstract
Das akustische Verhalten (Schallemission) einer Windenergieanlage (WEA) spielt im Abnahmeverfahren eine Schlüsselrolle: Falls im Schallemissionsspektrum einer WEA starke Tonhaltigkeiten identifiziert werden, wird die Betriebserlaubnis nicht erteilt (vgl. IEC 61400-11 ed.2). Tonhaltigkeiten sind Spitzen in einem Schallspektrum und werden vom Menschen deutlich als einzelne Töne aus dem Hintergrundgeräusch wahrgenommen. Sie gelten in der Psychoakustik als besonders störend, vergleichbar mit einem schrillen Pfeifen oder sonorem Summen. Windenergieanlagenhersteller, Kommunen und Anwohner haben selbstverständlich ein großes Interesse, dass WEAs schallemissionsarm betrieben werden. Die Problemstellung der Produktentwickler besteht bis heute darin, dass WEAs, bedingt durch ihre Größe, nicht als Gesamtsystem auf einem Prüfstand getestet werden können. Aus diesem Grund kann das akustische Verhalten der Einzelkomponenten im Zusammenspiel erst nach dem Errichten der WEA gemessen werden. Die tonhaltigkeitsverursachenden Einzelkomponenten, wie z. B. das Getriebe oder der Generator, werden deshalb als Prototypen in der Vorserie zum einen auf dem Prüfstand des Herstellers und zum anderen ein Jahr auf einer bestehenden WEA getestet (Feldversuch). Durch den unterschiedlichen Aufbau des Prüfstands und der WEA im Feldversuch ist das akustische Verhalten der Komponenten im Vergleich unterschiedlich.
Ziel dieses Projektes ist daher die Entwicklung einer neuen Methodik zur Berechnung einer Relation zwischen dem akustischen Verhalten der Serienkomponenten einer WEA auf dem Prüfstand und derselben im Feldversuch. Hiermit werden frühzeitig Schallemission und Tonhaltigkeiten vermieden, den Kommunen die Standortplanung für WEA erleichtert und hierdurch eine nachhaltige Energieerzeugung auf Basis von Windenergie unter Eliminierung der Akustikprobleme ermöglicht.
Hierzu werden Simulations- und Messergebnisse der Prototypen aus der Vorserie mithilfe von Data-Mining Methoden analysiert. Die ermittelte Relation ermöglicht dann die Bestimmung des akustischen Verhaltens jeder WEA auf Basis der Serienabnahmemessungen der lärmverursachenden Komponenten auf dem Prüfstand, wie bspw. dem Getriebe. Dies ermöglicht den WEA-Herstellern die Schallemissionswerte bereits vor dem ersten Betrieb der WEA an einem neuen Standort robust abzuschätzen und noch vor der Inbetriebnahme zu optimieren. Die WEA-Betreiber besitzen hierdurch ein einheitliches Vergleichskriterium für die Auswahl der geeigneten WEA für einen spezifischen Standort. Den Kommunen steht ein objektives Bewertungskriterium, z. B. für eine präzisere Standortplanung, zur Verfügung. Den Anwohnern, die vor allem an der geringen Schallemission der WEA interessiert sind, profitieren v. a. von der Möglichkeit der WEA-Hersteller zur Schallemissionsoptimierung vor der Inbetriebnahme der WEA in der Nähe von Wohngebieten.
