Haku
EN
FI | EN

 

Tietoa tuulivoimasta

Äänivaikutukset

Energian tuottaminen tuulesta tuottaa ääntä, kuten lähestulkoon kaikki muutkin teolliset prosessit. Tuulivoimaloiden ääni syntyy sekä aerodynaamisesti että mekaanisesti. Aerodynaaminen ääni syntyy kun tuulivoimalan lavat liikkuvat ilmakerroksen läpi ja ilma pyörteilee lapojen ohittaessa voimalan tornin. Mekaanista ääntä syntyy tuulivoimalan konehuoneessa, joskin se on nykyaikaisissa tuulivoimalaitoksissa hyvin vähäistä.

Aerodynaamisen äänen voimakkuus riippuu tuulen nopeudesta (likimain lineaarisesti), roottorin koosta ja pyörimisnopeudesta sekä lavan (etenkin kärjen ja jättöreunan) muotoilusta [1].

Kuva 1. Vaihteistolla varustetun tuulivoimalaitoksen äänentuoton kannalta keskeiset osat ja niiden keskimääräinen osuus äänitehotasosta [2].

Roottorin suuresta koosta johtuen äänen voimakkuuden lähtötasoa ei voida mitata. Tämän vuoksi mitataan äänen voimakkuus n. 50 m etäisyydellä ja määritetään lähtötaso laskennallisesti. Äänen voimakkuuden lähtötason määrittäminen ja vaimeneminen lasketaan melumittauksista olettaen, että “kaikki ääni tulee roottorin keskipisteestä”. Menetelmä antaa siis todellista suurempia arvoja.

Laskennalliset lähtötasot vaihtelevat 3 - 4.2 MW:n tuulivoimaloilla yleensä välillä 102 – 106 dB(A). Äänen voimakkuus vaimenee kääntäen verrannollisesti etäisyyden neliöön (pistemäinen lähde), lisäksi ääntä absorboituu väliaineeseen (ilmaan). Tuulivoimalaitoksen juurella vallitseva äänen voimakkuus on n. 60 dB mikä vastaa normaalin puheäänen voimakkuutta.

Teollisen kokoluokan voimaloista (2 – 3 MW) koostuva maalle sijoitettu tuulipuisto alittaa 40 dB meluarvon (Valtioneuvoston tiukin ääniohjearvo, joka koskee pysyvän tai vapaa-ajan asutuksen ulkoalueita yöaikaan ja kansallispuistoja kaikkina vuorokaudenaikoina) tyypillisesti 700-1000 m etäisyydellä lähimmästä voimalasta, riippuen voimaloiden lukumäärästä, maastosta, kasvillisuudesta jne.

Tuulivoimaloiden sijoittelua varten voi arvioida tarvittavaa etäisyyttä asutuksesta esimerkiksi alla olevan taulukon avulla, jossa on esitetty tuulivoimalaitoksen aiheuttaman äänen vaimeneminen maan pintatasolla etäisyyden funktiona (äänen lähtötaso konehuoneen korkeudella) [1].

Syksyllä 2015 Valtioneuvosto antoi asetuksen tuulivoimaloiden ulkomelutason ohjearvoista (3). Uusi ohjearvoasetus linjaa, että tuulivoimaloiden ääni ei saa pysyvän tai vapaa-ajan asutuksen ulkoalueilla ylittää yöllä 40 dB(A) ja päivällä 45 dB(A) rajaa. Kansallispuistoja koskeva ulko-ohjearvo on kaikkina vuorokaudenaikoina 40 dB. Ohjearvot tiukentuivat aiemmin voimassa olleisiin ohjearvoihin nähden.

Tuulen taustakohina ylittää 40 dB(A) arvon tuulennopeudella 3-5 m/s, siis käytännössä aina, kun tuulivoimala toimii. Rannalla ja merellä aaltojen kohina lisää taustamelua. Meluvaikutusten arvioinnin tekee ongelmalliseksi myös se, että äänen voimakkuus ei ole useinkaan olennaista, vaan sen häiritsevyys.

Äänen häiritsevyys riippuu hyvin monista tekijöistä, kuten voimaloiden näkymisestä, mahdollisesta taloudellisesta hyötymisestä, huolista, tilanteesta (työ, loma), mahdollisesta yksilöllisestä ääniherkkyydestä, luottamuksesta kunnan virkamiehiä kohtaan jne.
Ympäristöministeriö on julkaissut vuonna 2014 kolme ohjetta tuulivoimaloiden melun mallintamiseen ja mittaamiseen liittyen. Näitä ohjeita tulee noudattaa tuulivoimaloiden ääntä tarkasteltaessa. [4] On hyvä huomata, että äänen mittaaminen edellyttää aina voimaloiden pysäyttämistä taustamelutason selvittämiseksi.

Infraääni

Tuulivoimalat tuottavat myös infraääntä. Infraääni on ääntä, jonka taajuus (Hz) on alle 20 Hz. Voimakkuudesta riippuen infraääni on joko kuultavaa, tai jää kuulokynnyksen alapuolelle.

Alle kuulokynnyksen olevia, eli ei-kuultavia, infraääniä esiintyy joka puolella ympäristössämme. Niitä syntyy esimerkiksi ilmakehän paineenvaihtelusta, tuulesta, rakenteiden värähtelystä, keinumisesta tai vaikkapa juoksuaskelista tietynlaisella alustalla. Alle kuulokynnyksen jääviä infraääniä syntyy myös erilaisissa teollisissa prosesseissa, kuten tuulivoimaloissa. Tuulivoimaloiden infraäänenpainetaso jää tutkimusten mukaan merkittävästi kuulokynnyksen alle.

Infraääntä koskevat samat lainalaisuudet kuin mitä tahansa muuta ääntä, ja myös sen mahdolliset terveysvaikutukset syntyvät samoissa tilanteissa kuin muunlaisen äänen. Tiedeyhteisön näkemys asiasta tähän saakka tehdyn tutkimuksen nojalla on, että millä tahansa äänellä on todennäköisesti terveysvaikutuksia vasta kun ääni on korvin kuultavissa, eli kun äänenpainetaso ylittää kuulokynnyksen. Tieteellisen tutkimuksen mukaan infraäänellä ei ole osoitettu olevan terveysvaikutuksia niin kauan, kun sitä ei voi korvin kuulla. (Hongisto & Oliva 2017.) Näin ollen myöskään tuulivoiman tuottamalla infraäänellä ei ole todettu olevan terveysvaikutuksia.

Lähteet:

1. Energia-Ekono Oy, 1999b. Tuulivoiman projektiopas. Motivan julkaisu 5/1999.
2. Rogers, A.L, Manwell, J.F. , 2002. Wind Turbine Acoustic Noise. Di Napoli, 2007 mukaan.

3. Valtioneuvosto
4. Ympäristöministeriö