Schallemissions- und Abnahmemessungen nach IEC 61400-11 und FGW-Richtlinie, Systeme zur Reduktion von Getriebetonalitäten und Schallquellenlokalisation mit der akustischen Kamera

Windenergieanlagen erzeugen Geräusche und strahlen sie als Schall in die Umgebung ab, man sagt sie "emittieren" Schall. Die durch die Energiewende bedingte Erschließung neuer Standorte für Windenergieanlagen kann durch eine wahrgenommene Lärmbelastung ein Konfliktpotential bergen.

Von der Schallimmissionsprognose in der Planungsphase bis zur Abnahmemessung nach Inbetriebnahme der Windenergieanlage (WEA) bieten wir Dienstleistungen und Produktlösungen, die den gesamten Genehmigungsprozess von einer WEA abdecken.

Schallemissions- und Abnahmemessungen nach IEC 61400-11

  • Sie möchten im Rahmen der immissionsschutzrechtlichen Genehmigung Ihres Windparks die Einhaltung der Schallleistungspegel nachweisen und deren vorschriftengerechte Ermittlung dokumentieren?
  • Der neu entwickelte Prototyp Ihrer Windenergieanlage (WEA) benötigt als Grundlage der Typenzertifizierung eine Schallemissionsmessung?

Als von der Fördergesellschaft Windenergie (FGW e.V.) anerkanntes unabhängiges Prüflabor führen wir Schallemissions- und Abnahmemessungen nach IEC 61400-11 und FGW-Richtlinie durch. Der Schallimmissionsschutz behandelt vor allem Fragestellungen der Schallausbreitung im Freien. Ziel ist die Einhaltung von Grenzwerten (TA Lärm) zum Schutz der umliegenden Bevölkerung.

Der zentrale Erfolgsfaktor bei Schallemissionsmessungen ist eine schnelle Reaktionszeit bei günstigen Wind- und Witterungsbedingungen. Durch Niederlassungen in Höchberg bei Würzburg, Hamburg und Berlin können wir Messungen sowohl in Süd- als auch in Norddeutschland flexibel und effizient durchführen.

Die Effizienz unserer Messungen konnten wir außerdem mittels unseres kabellosen Messsystems RoBin erheblich steigern: Der Zeitraum von der Ankunft an der Windenergieanlage bis zum Messbeginn beträgt durch das einfache Setup nur rund 30 Minuten. So können beispielsweise mehrere Windenergieanlagen und mehrere Betriebsmodi an einem Messtag normgerecht vermessen werden.

Schallquellenlokalisation mit der akustischen Kamera Noise Inspector

  • Sie möchten im Detail wissen, welche Teile der WEA den Geräuschpegel verstärken bzw. Tonalitäten verursachen? Und wie Sie diese bei Bedarf tilgen können?

Um schallmindernde Maßnahmen planen und einleiten zu können, ist es erforderlich, den exakten Lärmverursacher zu kennen. Wir verfügen über unterschiedlichste Messtechnik, die fast alle Anwendungsfälle abdecken kann. Die akustische Kamera Noise Inspector lokalisiert Schallquellen und stellt die Ergebnisse farblich als akustisches Foto oder Video dar.

Wir unterstützen Sie in akustischen Fragestellungen – von der reinen Schallquellenortung bis zur Erarbeitung von Schallminderungsmaßnahmen.

Unsere Referenzen im Bereich Schallquellenortung (Auszug):

  • Rhein Energie AG
  • GE Wind Energy GmbH
  • Enercon
  • Vensys Energy AG
  • MAC Energysystems GmbH & Co. KG

RoBin – System zur Schallemissionsmessung von Windenergieanlagen

RoBin ist unser kabelloses Messsystem zur normgerechten Schallemissionsmessung von Windenergieanlagen nach IEC 61400-11 Edition 3 / FGW-Richtlinie TR1. Der Zeitraum von der Ankunft an der Windenergieanlage bis zum Messbeginn beträgt durch das einfache Setup nur rund 30 Minuten. So können beispielsweise mehrere Windenergieanlagen und mehrere Betriebsmodi an einem Messtag normgerecht vermessen werden.

  • Praktisch: Drahtlose Datenübertragung
  • Kompakt: Zubehörkomponenten in praxistauglichen Transportkoffern
  • Flexibel: Verschiedene Schnittstellen für die Datenerfassung
  • Eichfähiger Schallpegelmesser
  • Exakt: Fernbedienung zur Markierung von Störgeräuschen
  • Wirtschaftlich: Nur eine Person vor Ort nötig

Hauptkomponente des kabellosen Ein-Mann-Messsystems RoBin ist ein Schallpegelmesser zur Erfassung von Geräuschen über ein zweifach geschirmtes Außenmikrofon. Die Erfassung der Betriebsparameter der Anlage übernimmt ein flexibel einsetzbarer Datenlogger mit sechs frei konfigurierbaren analogen Schnittstellen, einem USB- und einem Feldbus-Anschluss. Die Wetterdaten werden von Meteorologiesensoren der geforderten Genauigkeitsklasse erfasst.

Datenübertragung und Energieversorgung erfolgen über WLAN- bzw. Lithiumakku-Technologie. Eine Funkfernbedienung dient zur Statusmarkierung der Messung (Betriebs- bzw. Hintergrundgeräusch) und kennzeichnet Störgeräusche. Die Verwaltung der Wind-Bins erfolgt automatisiert in Echtzeit. Der Verlauf der Messung kann bequem per Tablet-PC fernüberwacht werden.

Die Auswertung der für die Schallleistungsbestimmung notwendigen Daten erfolgt mit unserer für die Windenergie maßgeschneiderten Schallanalyse-Software RoBin.Post. In RoBin.Post können sowohl die Daten, die direkt mit RoBin aufgezeichnet wurden, als auch anderweitig erfasste Messdaten bearbeitet werden. Die Datenauswertung nach den neuesten Normen gemäß IEC 61400-11 und FGW TR1 (Edition 2.1 und 3) erfolgt auf Knopfdruck. Die automatische Berichtsausgabe – direkt im Anschluss an die Messung – macht den Prozess besonders effizient.

Reduktion von Getriebetonalitäten mit aktiven oder passiven Tilgern

Durch Schwingungen im Getriebe einer Windenergieanlage können Tonalitäten (Geräusche mit fester Frequenz, z. B. Pfeiftöne) entstehen. Diese werden von Menschen als besonders unangenehm empfunden und müssen deshalb bei der Bewertung der Schallemission speziell berücksichtigt werden. Die gesetzlichen Normen sehen deshalb vor, für tonale Anteile einen Zuschlag auf den ermittelten Gesamt-Schallleistungspegel der Windenergieanlage zu vergeben. Das kann dazu führen, dass die Genehmigungsgrenzwerte für die Schallemission nicht eingehalten werden oder dass die Geräuschwerte, die dem Anlagenbetreiber vertraglich zugesichert wurden, überschritten werden.

Deshalb müssen Tonalitäten vermindert werden. Wölfel verfügt im Bereich Windenergie über langjährige Erfahrung mit dem Einsatz von aktiven und passiven Tilgern, die Schwingungen an ihrem Entstehungsort kompensieren, bevor sie sich ausbreiten können. Dies wird durch präzise eingeleitete Gegenschwingungen erreicht.

                Durch Bewegen der schwarzen Punkte können Sie mit unserem interaktiven Tool Ihre individuelle Amortisationsdauer berechnen:

Amortisation nach

12Monaten

Amortisation

nicht möglich

Schallreduzierter Betrieb Ihrer WEA kann die Erträge Ihres Windparks massiv reduzieren. Mit ADD.Soundminimieren Sie Tonhaltigkeit und kehren zum normalen Betriebsmodus zurück. In dieser Rechnung sind alle entstehenden Kosten inklusive Installation berücksichtigt.

Mit mehr als 800 Systemen im Markt können wir uns bei den aktiven Lösungen zur Reduktion von Getriebetonalitäten zu Recht als Technologieführer in diesem Bereich bezeichnen.

  • ADD.Sound kompensiert mehrere Ordnungen tonaler Getriebeschwingungen bei veränderlicher Drehzahl (über den gesamten Drehzahlbereich der Windenergieanlage)
  • Montage je eines aktiven Tilgers ADD.Sound an beiden Drehmomentstützen (auch nachrüstbar; geringer Bauraum erforderlich)
  • Regelungselektronik wird in kompaktem Schaltschrank in der Gondel untergebracht
  • ADD.Sound erzeugt durch den drehzahladaptiven Regelalgorithmus aktive Kräfte, die den tonalen Anregungskräften im Getriebe entgegenwirken und sie aufheben
  • Tonaler Schall wird über den gesamten Drehzahlbereich kompensiert (breitbandige Wirkung, Kompensation mehrerer Tonalitäten gleichzeitig)
  • Kompensation einer Ordnung tonaler Getriebeschwingungen bei einer fest eingestellten Drehzahl (meist bei Nenndrehzahl)
  • Montage je eines passiven Tilgers TMD.Sound an den Drehmomentstützen (auch nachrüstbar)
  • TMD.Sound wird auf die Tonalitätsfrequenz bei Nenndrehzahl abgestimmt
  • TMD.Sound erzeugt eine Kraft, die der Anregung exakt entgegengesetzt ist, und leitet diese in die Struktur ein
  • Tonaler Schall bei Nenndrehzahl wird kompensiert – dazu ist keine Energiezufuhr notwendig

Publikationen

Fachartikel "Kampf gegen Störgeräusche – Schall von Windturbinen" 1.29 MB
Fachartikel "Kampf gegen Störgeräusche – Schall von Windturbinen"

Kommen Windenergieanlagen ins Schwingen, können einzelne Frequenzen im Grundrauschen der Anlage hörbar werden. Solche Tonhaltigkeiten sind für das menschliche Empfinden besonders unangenehm. Daher drohen Zuschläge bei der Bewertung der Schallemissionen und leistungsreduzierter Betrieb. Aktive Schwingungstilger können
diese Frequenzen reduzieren.


Kontaktieren Sie uns gerne persönlich

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Wir unterstützen Sie gerne beim Lösen Ihrer Aufgabe rund um „Schwingungen von Windenergieanlagen“ und beraten Sie bei Fragen zu unserem System- und Dienstleistungsangebot in den Bereichen Structural Health Monitoring, Schwingungsminderung, Schall und Lärm sowie Strukturdesign.

Dr.-Ing. Georg Enß

+49 40 524715262
enss@woelfel.de
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Timo Klaas

+49 40 524715265
klaas@woelfel.de
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Dipl.-Ing. Bernd Wölfel