Update 02.06.2020:  Die scheinbare Übereinstimmung mit den Betriebsdaten des Windrads sind nach neueren Erkenntnissen wahrscheinlich Zufall. Es gibt auch weitere Signale in diesem Frequenzbereich, die nicht vom Windrad stammen (vgl. Schmalbandige, frequenzkonstante Signale).

Infraschallsignale vom Harsdorfer Windrad

Betrachtet man die verschiedenen Spektren auf diesen Seiten stellt man fest, dass in dem für Windräder typischen Bereich zwischen 1-5Hz keine Peaks zu finden sind, obwohl es in Harsdorf ein 1,5MW Windrad gibt. Am 6.4.2020 zwischen 7.50 und 8.20 Uhr wurden nun erstmals schwache Peaks in den Messungen entdeckt, die sehr wahrscheinlich dem Windrad zuzuordnen sind:

Infraschallsignale vom Harsdorfer Windrad

Typisch ist der stärkste Peak bei der 2. Flügelharmonischen. Die aus dem Frequenzspektrum errechnete Rotationsfrequenz von 11.2 Umdrehungen pro Minute (RPM) würde in den Bereich fallen, in dem das Harsdorfer Windrad arbeitet (6-21 rpm). Bei offenem Fenster erreicht der Peak der 2. Flügelharmonischen einen Schalldruck von 43dB. Bei geschlossem Fenster sind es 39dB.

Die Betreiberfirma der Windenergieanlage (https://www.beermann-windkraft.de) hat mir freundlicher Weise am 7.4.2020 die Produktionsdaten der Anlage als 10 Minutenwerte zur Verfügung gestellt. Die durchschnittliche Drehzahl lag im Messzeitraum bei 11,09 und 11,54 RPM. Die Variabilität der Drehzahl war vergleichsweise gering (zwischen 6 und 10%). Die durchschnittliche Leistung betrug 50-68kW.  

Warum sind die Signale nicht immer in den Frequenzspektren?

Mit den Betreiberdaten habe ich verschiedenen Spektren nochmals auf Infraschallsignale vom Windrad untersucht. Beginnen möchte ich mit Signalen vom 06.04. Die folgende Grafik zeigt die rote Kurve von oben in einer anderen Skalierung.

Infraschallsignale vom Harsdorfer Windrad

Die Rechtecke markieren den Bereich, in dem nach den Rotationsgeschwindigkeiten des Windrads (10 Minuten Min/Max) die Flügelharmonischen liegen müssten. Und tatsächlich,  insbesondere im Bereich der zweiten und dritten Flügelharmonischen gibt es eine Übereinstimmung. Aufgrund der nicht konstanten Rotationsfrequenz sind die Spitzen nicht so scharf ausgeprägt wie die Infraschallsignale der Harsdorfer Mälzerei bei 8.75 und 9.23 Hz.

Die nächste Kurve zeigt die Situation am 25.03.2020 (vgl. Infraschallquelle Wind). An diesem Tag wehte ein kräftiger Wind. Das Windrad erzeugte zwischen 107 und 1117kW.

Windradsignale bei kräftigem WindDer kräftige Wind führt zu einem deutlich höheren Infraschallniveau. Selbst wenn man davon ausgeht, dass die abgestrahlte Infraschallleistung höher wäre als bei geringer Leistung (z.B. +10dB=53dB für die 2.Harmonische) hätte es das Signal schwer, aus dem allgemeinen Hintergrund (55-60dB) hervorzutreten. Erschwerend kommt hinzu, dass die Rotationsgeschwindigkeit im Zeitraum sehr variablel war (12.4 bis 22.5 rpm). Die Variablität beding, dass Peaks sehr breit werden und sich bereits bei der 2. Harmonischen überlappen.

Als letztes betrachten wir den 18.03.2020. In den Abendstunden (22.30 Uhr) war es in den Tallagen windstill. Laut den Betreiberdaten produzierte das Windrad durchschnittlich 47kW. Die Rotationsgeschwindigkeit lag bei 11,13 rpm mit einer sehr niedrigen Schwankungsbreite (10,85 bis 11,28 rpm). Es müssen sehr konstante Windverhältnisse vorgelegen haben.

Konstanter WindEigentlich könnte man erwarten, dass das Windrad bei konstanter Rotationsgeschwindigkeiten und niedrigem Hintergrundniveau klare Signale liefert. Aber das ist nicht der Fall. Offensichtlich arbeitet das Windrad unter diesen Bedingungen extrem ruhig und verursacht fast keine Infraschallemissionen. Das Niveau im Bereich der 2. Harmonischen liegt nur knapp oberhalb von 30dB und stammt wohl fast ausschließlich vom Hintergrundrauschen.

Einordnung der Schalldrücke

Die folgende Grafik zeigt nochmals die Reihe vom 06.04. mit den Infraschallsignalen des Harsdorfer Windrads in einer weiteren Skalierung. In die Grafik wurden die Terz-Bänder (Rote Kästchen) sowie die Wahrnehmungsschwelle aufgenommen (Grüne Linie). Der Abstand im für das Windrad relevanten Bereich (bis 3Hz) beträgt mehr als 60dB. Kein Mensch wird in der Lage sein, diese Signale wahrzunehmen. Windrad Wahrnehmungsschwelle

Zum Einordnung der Größenordnung der Infraschallsignale habe ich im die Reihe im Vergleich zu den Infraschallsignalen neben dem Trampolin in einem Plot dargestellt.

 Vergleich Windrad-TrampolinDie Windrad-Peaks liegen vom Schalldruck um 60dB unter den Schalldrücken, denen man neben dem Trampolin ausgesetzt ist. Im Schalldruck ist dies ein Unterschied von 1:1000, in der Schallenergie ein Unterschied von 1:1.000.000. Um diesen Unterschied plakativ zu machen: Wenn Sie sich 10 Minuten neben einem Trampolin aufhalten, erfahren Sie eine Infraschallenergie die so hoch ist, wie die Infraschallenergie, die Sie über das Windrad in 19 Jahren im Ort Harsdorf abbekommen!


 

 

 

Infraschall - Messung und Auswertung Blog
08.08.2024
Artikel in VGBE Energy: Infraschall von Windenergieanlagen – Viel Lärm um nichts
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