Wetterabhängige Charakterisierung der Schallimmission in der Umgebung von Windenergieanlagen in topografisch gegliedertem Gelände
LIPS
Die Standorte von Windenergieanlagen (WEA) werden meistens unter vereinfachenden und idealisierten Bedingungen wie etwa ebenem Gelände ohne Hindernisse im Umkreis der WEA betrachtet.
Diese Situationen sind in der on-shore Realität jedoch eher selten. Hügeliges Gelände und Wälder in unterschiedlicher Ausprägung modifizieren die Bedingungen für den Betrieb. Sie beeinflussen das Windfeld, also das Windangebot, ebenso wie die Schallausbreitung. Ebenso spielt der Tagesgang der planetaren Grenzschicht eine Rolle. Im Vorhaben LIPS wurden diese Einflüsse systematisch untersucht.
Konkret befasste sich LIPS mit der Berechnung der Ausbreitung und der Immission des von Windenergieanlagen (WEA) emittierten Schalls in unterschiedlichen atmosphärischen Grenzschichtströmungen über topografisch und orografisch gegliedertem Gelände. Die Kernaufgaben waren
- die Quantifizierung der dreidimensionalen instationären Vor- und Nachlaufströmungen von WEAs in Abhängigkeit von meteorologischen und topografischen Faktoren,
- der Einfluss dieser Strömungen auf die Schallausbreitung und Schallimmission in der Nachbarschaft von Windenergieanlagen und
- die Validierung des Modellsystems anhand von Messdaten.
Die untersuchte Topografie bestand aus Wald und Waldkanten, die Orografie aus zwei- und dreidimensionalen Hügeln unterschiedlicher Höhe und Breite. Die eingesetzten Untersuchungsmethoden umfassten die numerische Simulation der regionalen und lokalen Strömung mit dem WRF-Modell und der Strömung im Vor- und Nachlauf einer WEA mittels Grobstruktursimulation (large-eddy simulation, LES), die Simulation der Ausbreitung des von der WEA emittierten Schalls mittels Euler‘scher und Lagrange’scher Ansätze sowie Feldmessungen der An- und Nachlaufströmung mit Lidar, die Messung der thermischen Stabilität der Grenzschicht mit einem Mikrowellenradiometer und Schallimmissionsmessungen mit Mikrofonen.
Projektart
Forschungsprojekt, Drittmittelprojekt
