Messung der Schallimmission von Windenergieanlagen mit einem Mikrofonarray

Transkript

1 DIE HOCHSCHULE MIT 150-JA HRIGER TRADITIONA Messung der Schallimmission von Windenergieanlagen mit einem Mikrofonarray Betreuer: Prof. Jo rn Hu belt (HS Mittweida) Dipl.-Ing. Christoph Fritzsche (TLUG Jena) Maike Wehmeyer

2 Gliederung Messung Schallimmission 1 / 20

3 Motivation Ziel Messung nach TA Lärm an Windenergieanlagen (WEA) oft nicht möglich Schallausbreitungsberechnungen fehlerbehaftet Bestimmung des Immissionspegels einer weit entfernten Schallquelle geringes Signal-Rausch-Verhältnis abzudeckender Frequenzbereich nach DIN EN 61400: 20 Hz bis 10 khz mit Array mindestens 50 Hz bis 2 khz Messung Schallimmission 2 / 20

4 Mikrofonarray Funktionsweise eines Mikrofonarrays; Quelle: Lerch, Technische Akustik, Springer-Verlag, 2009 Messung Schallimmission 3 / 20

5 Mikrofonarray Richtfaktor des Arrays für eine Punktquelle; Quelle: Lerch, Technische Akustik, Springer-Verlag, 2009 Messung Schallimmission 4 / 20

6 Auslegung des Arrays räumliches Abtasttheorem Gesamtabmessung des Arrays Anzahl an Mikrofonen Geometrie des Arrays Hauptkeulenbreite Frequenzbereich Messung Schallimmission 5 / 20

7 Aufbau 8 Mikrofone 3 kleine, 1 große Holzplatte 8 primäre Windschirme (Schaumstoff) von Microtech Gefell GmbH 4 kleine, 1 großer sekundärer Windschirm Drahtgestell Filtermatten Soundbook von Sinus Messtechnik GmbH Acoular der BTU Cottbus-Senftenberg Delay-and-Sum-Beamforming-Algorithmus Clean-SC-Beamforming-Algorithmus DAMAS-Beamforming-Algorithmus Orthogonales Beamforming Messung Schallimmission 6 / 20

8 Aufbau Aufbau des Mikrofonarrays Mikrofon Abstand in m hochfrequent 1 0, 18 hochfrequent 2 0, 27 mittelfrequent 1 0, 65 mittelfrequent 2 0, 97 tieffrequent 1 2, 50 tieffrequent 2 3, 75 tieffrequent 3 5, 00 Messung Schallimmission 7 / 20

9 Umsetzung des Arrays Aufbau zur Messung der Einfu gungsda mpfung Prima rer Windschirm Kleiner sekunda rer Windschirm Fakulta t Ingenieurwissenschaften, Maike Wehmeyer Messung Schallimmission Großer sekunda rer Windschirm / 20

10 Einfügungsdämpfung Messung auf Parkplatz Schallquelle Dodekaeder-Lautsprecher in 30 m Entfernung Mittelungszeit 60 s Einfügungsdämpfung liegt zwischen 1 db und 1 db WEA Messung auf einem Feld in der Nähe eines Windparks zu vermessende WEA in 470 m Entfernung Mittelungszeit 60 s Messung Schallimmission 9 / 20

11 Messung an WEA Windpark Array Fakulta t Ingenieurwissenschaften, Maike Wehmeyer Messung Schallimmission / 20

12 Messung an WEA geringe Windstärken Lp in db(a) mittleres Terzspektrum Standardabweichung f in Hz Messung der Schallimmission einer WEA einzelnes Mikrofon Messung Schallimmission 11 / 20

13 Messung an WEA geringe Windstärken Lp in db(a) h.f. Array f in Hz m.f. Array t.f. Array Messung der Schallimmission einer WEA Array, Delay-and-Sum Messung Schallimmission 12 / 20

14 Messung an WEA geringe Windstärken Lp in db(a) h.f. Array f in Hz m.f. Array t.f. Array Messung der Schallimmission einer WEA Array, DAMAS Messung Schallimmission 13 / 20

15 Messung an WEA große Windstärken L in db x in m 50 Hz 400 Hz 2000 Hz 200 Delay-and-Sum-Algorithmus Beamforming-Map Messung Schallimmission 14 / 20

16 Messung an WEA große Windstärken L in db x in m 50 Hz 400 Hz 2000 Hz 200 DAMAS-Algorithmus Beamforming-Map Messung Schallimmission 15 / 20

17 Messung an WEA große Windstärken 50 Lp in db(a) mittleres Terzspektrum Standardabweichung f in Hz Messung der Schallimmission einer WEA einzelnes Mikrofon Messung Schallimmission 16 / 20

18 Messung an WEA große Windstärken Lp in db(a) h.f. Array f in Hz m.f. Array t.f. Array Messung der Schallimmission einer WEA Array, Delay-and-Sum Messung Schallimmission 17 / 20

19 Messung an WEA große Windstärken Lp in db(a) h.f. Array f in Hz m.f. Array t.f. Array Messung der Schallimmission einer WEA Array, DAMAS Messung Schallimmission 18 / 20

20 Auslegung eines Arrays bei viel und wenig Wind Einfügungsdämpfung der sekundären Windschirme gering Reduzierung des Störgeräuschabstands möglich DAMAS-Algorithmus erzielt die besten Ergebnisse Messung Schallimmission 19 / 20

21 Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Messung Schallimmission 20 / 20