Im Rahmen des Forschungsprojekts hat die Fachhochschule Flensburg den Betriebs schall unter Wasser von Windenergieanlagen im Offshore-Windpark alpha ventus in der Nordsee untersucht. Ziel des Projekts war, den Unterwasserschall zu messen, den Schall nach verschiedenen Methoden zu analysieren, die Schallquellen und die Schallwege als Übertragungsfunktionen in das Wasser zu identifizieren und den Schall in den Kontext der biologischen Bedeutung für marine Säugetiere zu stellen. Der Windpark alpha ventus befindet sich in der Nordsee 45 km vor Borkum auf 30 m Wassertiefe und besteht aus 12 Anlagen, 6 REpower 5M und 6 AREVA M5000, je im Abstand 800 m zueinander. Zwei Anlagen, eine REpower- und eine AREVA-Anlage, wurden ausgerüstet mit Hydrophonen, Beschleunigungsaufnehmern unter und über Wasser zur Messung der Vibration und Messrechnern zur Datenaufnahme. Die 400 m entfernte Forschungsplattform FINO1 wurde ausgerüstet mit einem Hydrophon und einem Messrechner. Die Schallmessungen wurden am Rand des Windparks durchgeführt. Die Messrechner waren synchronisiert mit GPS Signalen, sodass Kreuzkorrelationen durchgeführt werden konnten. Die Datenaufnahme war hochaufgelöst mit 50 kHz zur Messung der Zeitserien. Drei Mal am Tag wurde jeweils für die Zeit von 300 Sekunden gemessen. Die Messdaten wurden über das parkinterne RAVE-Netz an Land übertragen. Es konnte mit 3 Hydrophonen (zwei an einer der Anlagen und eines an FINO1) der Schall gemessen werden an 27 Tagen in 2010 und an 138 Tagen in 2011. Die Schallpegel konnten bestimmt werden. Der Mittelwert aller Messungen betrug als äquivalenter Dauerschallpegel Leq ca. 118 dB re 1 µPa. Einen Vergleichswert zu Luftschall erhält man durch Abzug von 62 dB, das entspräche 56 dB in Luft. Der Peak-Wert Lpeak ist der kurzzeitig maximal auftretende Pegel und war ca. 15 dB höher als der Mittelwert. Die Abhängigkeit der Schallpegel bei verschiedenen Leistungen des Windparks und bei verschiedenen Umweltparametern konnte bestimmt werden. Es wurde nachgewiesen, dass es insgesamt im Windpark mitzunehmender Leistung leiser wurde, insbesondere mit steigender Wellenhöhe. Grund ist, dass die Hintergrundgeräusche dieselbe Größenordnung hatten wie die Anlagengeräusche, die Hintergrundgeräusche mitzunehmendem Wind abnahmen und die Zunahme der Anlagengeräusche überkompensierten. Die Hintergrundgeräusche wurden sehr wahrscheinlich durch Schiffe erzeugt, zum Teil von den 14 km entfernten Schiffsrouten. Bei viel Wind und damit Welle wurden diese Geräusche durch Lufteintrag gedämpft, sodass dadurch insgesamt der Schallpegel abnahm. Alle markanten tonalen Geräusche konnten mit Beschleunigungsaufnehmern an den zwei Anlagentypen identifiziert werden. Ein sehr markantes tonales Geräusch mit 90 Hz konnte eindeutig einem Anlagentyp zugeordnet werden. Dieser Ton dominierte insbesondere bei Volllast den Schall im Windpark. Darüber hinaus waren die Oberschwingungen des Tons im Spektrum bis 1 kHz nachweisbar. Die Quellstärke dieses Anlagentyps wurde mit dem tonalen Geräusch als äquivalenter Dauerschallpegel Leq im Abstand von 100 m bestimmt zu 129 dB re 1 µPa re 100 m. Die Geräusche des zweiten Anlagentyps sind relativ zu den Hintergrundgeräuschen so schwach, dass sie fast nicht messbar waren, obwohl die Hydrophone vor der Anlage standen. Rammschläge aus den 7 km bzw. 50 km entfernten Baugebieten für die Offshore-Windparks Borkum West II und BARD Offshore 1 wurden identifiziert und aus den Betriebsschallmessungen entfernt. Die Ergebnisse bestätigen Messungen im Windpark alpha ventus von Betke et al (2012). Es kann davon ausgegangen werden, dass von den Windenergieanlagen im Betrieb keine Schädigungen durch die Schallemissionen für Schweinswale und Seehunde ausgehen. Die Schallpegel lagen teilweise unter der Hörschwelle bzw. sehr wahrscheinlich nicht schädigend über der Hörschwelle der Spezies. Für den Ton bei 90 Hz lagen jedoch keine Hörschwellen vor, sodass für das markanteste tonale Geräusch keine Aussage über die Hörbarkeit gemacht werden konnte. Insbesondere wegen der Dauerbelastung durch den Schall durch Hintergrund- und Anlagengeräusche bleiben Stellungsnahmen von Meeresbiologen und Bioakustikern und daraus rechtliche Anforderungen zur Vermeidung von Schall gefordert.


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    Title :

    Messung der Betriebsgeräusche von Offshore-WEA zur Bestimmung des Schalleintrags durch die Schallübertragungsfunktion zwischen Turm und Wasser an Anlagen im Testfeld Offshore. Schlussbericht


    Contributors:


    Publication date :

    2012


    Size :

    106 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen


    Type of media :

    Report


    Type of material :

    Print


    Language :

    German