Moderna vindkraftverk blir allt större, med högre torn och längre rotorblad. Denna utveckling har betydande konsekvenser för ljudalstringen. När rotorbladen blir längre ökar bladspetshastigheten, vilket påverkar både det hörbara ljudet och infraljudet. Den större svepytan och den ökade höjden innebär att ett större luftskikt påverkas av rotationen.
Tornhöjden spelar också en avgörande roll. Högre torn når upp i luftskikt med andra vindförhållanden än vid marknivå. Vindhastigheterna är ofta högre och jämnare på större höjd, vilket påverkar både energiproduktionen och ljudalstringen. Vindgradienten – hur vindhastigheten ändras med höjden – skapar särskilda utmaningar för ljudutbredningen.
Storleken påverkar även de mekaniska resonanserna i konstruktionen. Större strukturer har lägre egenfrekvenser, vilket kan leda till mer lågfrekvent ljud och infraljud. När rotorbladen passerar tornet skapas tryckförändringar vars frekvensinnehåll beror på rotationshastighet och bladlängd. Längre blad ger generellt mer lågfrekvent innehåll i ljudet.
Andra faktorer som påverkar ljudalstringen inkluderar:
Konstruktion och materialval:
Driftförhållanden:
Atmosfäriska förhållanden:
Topografiska faktorer:
Den ökande storleken på moderna vindkraftverk ställer därmed nya krav på förståelsen av ljudalstring och ljudutbredning, särskilt när det gäller lågfrekvent ljud och infraljud. Traditionella beräkningsmodeller och mätmetoder kan behöva utvecklas för att hantera dessa större dimensioner.
Vi jämför två verk från Vestas, ett 190 meter högt V136 med ett 290 meter högt V162. Med en rotordiameter på 162 meter jämfört med en på 136 meter ökar svepytan från cirka 14 500 m² till cirka 20 600 m². Denna ökning på cirka 42% i svepyta, kombinerat med den högre navhöjden (209 m vs 122 m), ger betydande skillnader i ljudalstring.
Bladspetshastigheten blir högre med de längre bladen (162 m rotor), vilket ökar det aerodynamiska ljudet. När dessa längre blad passerar tornet skapas kraftigare tryckförändringar som resulterar i mer lågfrekvent ljud och infraljud.
Den väsentligt högre navhöjden (87 meters skillnad) innebär att verket når upp i luftskikt med andra vindförhållanden. På 209 meters höjd är vinden generellt starkare och jämnare än på 122 meter, vilket påverkar både ljudalstring och ljudutbredning.
Den större konstruktionen med längre blad och högre torn har också lägre egenfrekvenser, vilket bidrar till mer lågfrekvent innehåll i ljudet. Detta ljud sprids längre eftersom det dämpas mindre av atmosfären och lättare tränger genom byggnader.
Sammantaget ger dessa faktorer en väsentligt större påverkanszon för det större verket, där särskilt det lågfrekventa ljudet och infraljudet ökar markant jämfört med det mindre verket.
Vindkraftverk utsätts för konstant påfrestning från väder, vind och mekanisk belastning. De större verken (som ett på 290 meter) är särskilt utsatta eftersom de når upp i luftskikt med starkare och mer turbulent vind.
Rotorbladen är speciellt sårbara för slitage. Bladens framkant eroderar av regn, snö, och iskristaller som träffar ytan i hög hastighet. Med längre blad (162 m rotor) blir bladspetshastigheten högre vilket ökar erosionen. Detta slitage påverkar bladens aerodynamiska egenskaper vilket kan leda till både minskad effektivitet och ökat ljud. Även små skador på bladen kan påverka prestandan märkbart.
Maskinhuset med växellåda och generator utsätts för stora mekaniska påfrestningar. Den högre navhöjden (209 m) innebär mer varierande vindlaster vilket ökar slitaget på lager, växellåda och andra rörliga delar. Temperaturväxlingar och fukt kan också påverka elektronik och styrsystem.
Tornet och fundamentet påverkas av de dynamiska lasterna från rotor och maskinhus. Med ökande höjd blir dessa laster större. Fundamentet kan påverkas av sättningar i marken och frost, medan tornet utsätts för utmattning från de cykliska belastningarna.
Efter 4-5 års drift börjar man ofta se erosionsskador på rotorbladens framkanter, särskilt i de yttre delarna där hastigheten är högst. Detta kan kräva bladreparationer eller i vissa fall byte av ledande kanter på bladen.
Växellådan, som är en av de mest utsatta komponenterna, kan börja visa tecken på slitage i lager och kugghjul. Detta märks ofta genom ökade vibrationer eller förändringar i oljeanalyser som görs vid service.
Generatorns lager är en annan kritisk punkt som kan börja visa slitage. I vissa fall kan lagerbyte behövas redan vid denna ålder om påfrestningarna varit stora.
Ytbehandlingen på torn och blad kan visa tecken på nedbrytning från UV-strålning och väder, vilket kan kräva bättringsmålning för att förhindra korrosion.
Erosion och skador på rotorbladens framkanter har en direkt påverkan på ljudalstringen. När bladens yta blir ojämn från erosion skapas mer turbulent luftströmning, vilket ökar det aerodynamiska ljudet. Även små skador eller oregelbundenheter på bladen kan ge märkbar ljudökning, särskilt det karakteristiska svischande ljudet när bladen passerar tornet.
Mekaniskt slitage i växellåda och lager kan introducera nya ljud eller förändra verkets ljudbild. När lager börjar bli slitna ökar ofta de mekaniska ljuden gradvis. Detta kan märkas som skorrande eller gnisslande ljud som blir mer framträdande med tiden. Särskilt vid vissa vindhastigheter eller när verket ändrar riktning kan dessa ljud bli mer påtagliga.
Lösa komponenter eller förändrade inställningar på grund av slitage kan skapa resonanser som förstärker vissa frekvenser i ljudet. Detta kan göra att verket periodvis låter mer eller annorlunda än när det var nytt.
Det som komplicerar situationen är att ljudförändringarna ofta kommer gradvis och kan vara svåra att upptäcka vid rutinkontroller. När väl ljudförändringen är tydligt märkbar kan slitaget ha pågått under längre tid. Detta understryker vikten av regelbunden övervakning av både ljudnivåer och mekanisk status.
Ljudet från ett vindkraftverk när man är nära det
Ljudet från ett vindkraftverk när man är nära det
Ljudet från ett vindkraftverk när man är nära det
Ljudet från ett vindkraftverk när man är nära det
Ljudet från ett vindkraftverk när man är nära det
Ljudet från ett vindkraftverk när man är nära det