Warum Terzpegel bei Windenergieanlagen sinnvoll sind

Immer wieder hört man von Windkraftgegnern, dass Frequenzspitzen durch Terzpegelbetrachtung "weggemittelt" würden. Maßgeblich befördert wurde dieser Mythos durch den ZDF-Film planet e: Infraschall - Unerhörter Lärm. Diese Behauptung ist jedoch weder richtig noch in irgendeiner Form sinnvoll.

Ein Beispiel mit künstlichem Sinussignal

Der folgende Plot zeigt drei künstlich generierte Signale (unten). Dazu wurde zu einem gemessener Hintergrund (oben) jeweils ein Sinussignale mit 0,07Pa Amplitude (Mitte) hinzuaddiert. 

Hintergrund mit Signal

Der einzige Unterschied in den drei Signalen ist, dass sich beim "grünen" und "blauen" die Frequenz mit der Zeit ändert. Es wird somit ein Windrad simuliert, das die Umdrehungsgeschwindigkeit ändert. Alle modernen Windräder arbeiten heute mit variabler Drehzahl.

Wertet man die Signale mit Schmalbandauflösung (0,01Hz) aus, erhält man die folgenden Frequenzspektren. In grau ist jeweils das Frequenzspektrum des Hintergrunds ohne addiertes Signal geplottet.

Frequenzspektrum

Obwohl alle Signale im Primärsignal gut zu erkennen sind, ist bei starker Variation der Drehzahl kein Peak im Frequenzspektrum zu sehen. Bei modernen Windenergieanlagen mit variabler Drehzahl werden die Peaks unschärfer je variabler der Wind weht (vg. Messkampagne Windrad Harsdorf 05/2020).

Um dieser Variabilität gerecht zu werden, ist eine Betrachtung von Terzpegeln viel sinnvoller. Die nächste Grafik zeigt die aus den Schmalbandpegeln errechneten Terzpegel.

Terzpegel

Man erkennt sehr gut, dass der Terzpegel bei 2Hz sehr klar eine Erhöhung gegenüber den Hintergrund zeigt - unabhängig davon, ob eine Drehzahlvariation vorliegt oder nicht. Des weiteren ist zu erkennen, dass die Terzpegel immer oberhalb des größten Schmalbandpegels liegen. Terzpegel sind keine Mittelung sondern eine Summierung. Aus diesem Grund ist auch die Behauptung des "Wegmittelns" irreführend und falsch.

Fazit

Gerade bei Windenergieanlagen mit variabler Drehzahl ist die Forderung nach Schmalbandpegeln physikalischer Unsinn. Viel vernünftiger ist der Ansatz der LUBW („Tieffrequente Geräusche inkl. Infraschall von Windkraftanlagen und anderen Quellen“) Terzpegel bei ausgeschalteter Anlage (Hintergrund) mit Terzpegeln bei laufender Anlage (mit Signal) zu vergleichen. Die LUBW hatte dabei festgestellt, dass bei einem Abstand von 700m kein nennenswerter Beitrag der Windenergieanlagen zum Gesamtinfraschallsignal festzustellen ist. Daher ist es so gut wie ausgeschlossen, dass Infraschall über diese Entfernung einen Effekt beim Menschen auslösen könnte.

Das Beispiel zeigt, dass "Frequenzspitzen" bei frequenzvariablen Signalen, wie die moderner Windenergieanlagen, ohne große Aussage für das Gesamtsignal sind. Je nach Breite der Variation führt dies zu unterschiedlichen Ergebnissen.

Für weitere Informationen siehe auch "Physik des Infraschalls eines Windrad".

 

 

 

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