Resultaten Windpark N33 nulmeting TO en meting T1/T2

(resp. voor en na realisatie Windpark N33)

Afbeelding van Tegenwind: met uittekening windpark N33

Jan van Muijlwijk
Geluidsspecialist gemeente Veendam
December 2021

Voorwoord

Windpark N33 is een zeer omstreden project. In 1995 ontstonden de eerste ideeën voor windturbines bij Veendam. Pas in 2020 is het park uiteindelijk gerealiseerd. In die 25 jaar is er heel veel gezegd en geschreven over het park. Het document dat nu voor u ligt gaat louter in op de geluidsaspecten.

De historie van dit park is op zijn minst bijzonder te noemen. De kwart eeuw 'van eerste idee tot realisatie' valt geheel binnen mijn bijna 27 jaar in ambtelijke dienst. Alles overziend, hoe de interactie tussen alle betrokkenen, ieder in hun rol of ambt, heeft geleid tot 'het wind park dat niemand (z6) wilde', denk ik dat er een verhaal inzit. Daarom spreek ik de wens uit dater ooit een boek geschreven wordt waarin ingegaan zal warden op alle aspecten die van belang zijn geweest bij de totstandkoming van windpark N33.

lnhoudsopgave

  • Samenvatting (pagina 4 in de pdf)
  • Inleiding (pagina 5 in de pdf)
  • Doel (pagina 8 in de pdf)
  • Methode (pagina 8 in de pdf)
  • Resultaten en conclusies (pagina 9 in de pdf)

NB: In de 20 bijlagen ( 1, 1 a t/m 7) vindt u eerst wat meer technische uitleg en daarna de weergave van de resultaten van elk van de 6 meetposities (1 t/m 6). Bij elke meetpositie horen drie sets grafieken (a, b enc)

Samenvatting

Toen eenmaal duidelijk was dat windpark N33 er ondanks veel tegenstand toch zou komen, kwam de vraag wat dit voor de omwonenden zou gaan betekenen, o.a. op het vlak van geluid. Om dit te kunnen bepalen, zou je metingen moeten doen 'voor' en 'na', en precies dat heb ik gedaan.

De metingen (nulmeting TO v66r en meting T1 na realisatie van het windpark N33) m.b.t. geluid voor windpark N33 hebben plaatsgevonden in de periode van begin mei 2019 t/m 2 juni 2021. Op zes verschillende posities nabij het windpark is steeds een maand gemeten toen er nag geen windturbines stonden. Nadat het windpark gebouwd was, is op dezelfde posities opnieuw (en wederom steeds een maand) gemeten.

Omdat het onderzoek is ingegeven door de onrust die leeft t.a.v. laagfrequent geluid van windturbines is er naast de in de akoestiek gebruikelijke parameters zoals dB(A), dB(C), dB(Z) etc. oak een spectrale analyse uitgevoerd in het lage deel van het spectrum. Met deze methode heb ik sinds 2010 al honderden problemen rand laagfrequent geluid weten op te lossen.

Voor het windpark is een omgevingsvergunning afgegeven met daarin o.a. geluidsnormen. De geluidsnormen voor windparken zijn echter gebaseerd op jaargemiddelden. Eenvoudig gezegd wordt dit opgebouwd uit het gemiddelde van 365 dag-, avond en nachtperioden. Bij het rekenen met jaargemiddelden benadert de moderne modellering met computers de werkelijkheid vaak verrassend goed. Wil je een geluidmeting doen, dan zijn er regels onder welke (weers)omstandigheden deze meting moet plaatsvinden wil die rechtsgeldig zijn. De praktijk is dat het door het wisselvallige weer in Nederland onmogelijk is op basis van metingen vast te stellen of het geluid van een windpark binnen de normen valt.

Bij meetperioden van een maand ontstaat er echter wel een beeld op basis waarvan een aanvaardbare en realistische verwachting over het jaargemiddelde kan warden uitgesproken.

In dit document presenteer ik de resultaten van twaalf maanden continu meten (zes posities (1 t/m 6) met elk twee maanden metingen: met grafieken 'a' van de maand TO en grafieken 'b' en 'c' van de maand T1 - resp. voor en na realisatie van het windpark N33). Tenslotte is er nag een maand gemeten na realisatie van een software update. De resultaten hiervan vindt u in bijlage 7.

De tekst is zo beknopt mogelijk gehouden. De waarde van de resultaten zit hem in de grafieken die gemaakt zijn van de metingen. Die zijn als bijlagen bijgevoegd.

lnleiding

Alle tegenstand van de gemeenten (en later ook van de provincie) ten spijt heeft het Rijk in het kader van de crisis- en herstelwet Windpark N33 gerealiseerd. Het park bestaat uit 35 turbines van het type Siemens Gamesa 00-130. Toen duidelijk werd dat het lokale en provinciale bestuur buiten spel werden gezet nam de bezorgdheid t.a.v. de gevolgen van windpark N33 alleen maar toe. Een van de aspecten waar zorgen over zijn is geluid en dan vooral laagfrequent geluid.

Sinds midden jaren negentig werk ik bij de gemeente Veendam. Sinds 2007 houd ik me bezig met geluid. In 2010 werd ik voor het eerst geconfronteerd met een probleem dat draaide om laagfrequent geluid.

Laagfrequent geluid is niet iets bijzonders, laat staan iets mystieks. Het woord zegt het al, het is geluid van een lage frequentie. Het zijn gewoon lage tonen. NB. De toon waarop een (klassiek) orkest stemt, is die van een gewone stemvork: 440 Hz. Twee octaven daaronder, bij 110 Hz, zit je al in het gebied van de laagfrequente tonen. Mannen kunnen zo'n lage toon met gemak zingen. Het probleem is dat sommige mensen die lage tonen (bromtonen) horen, die tonen ook als hinderlijk ervaren. Anderen daarentegen horen de geluiden wel maar ervaren dat niet als hinderlijk, of horen zelfs niet wat de gehinderde hoort. Dit kan over en weer voor onbegrip zorgen.

In mijn werk heb ik geregeld te maken met mensen die last hebben van zwak maar hinderlijk laagfrequent geluid. Mensen in hun omgeving, ook medici, denken dan al snel dat het wel tinnitus zal zijn. Dat oordeel is nogal eens te snel, want sinds dat eerste geval in 2010 kreeg ik meer laagfrequent vraagstukken voorgelegd en in 2/3 van de gevallen kan ik laagfrequent geluid vaststellen (en dan is er dus zeer waarschijnlijk geen sprake van tinnitus).

Omdat er voor dit terra incognita geen 'ready to use' handleiding, methode, apparatuur of analysesoftware voorhanden was, heb ik sinds dit op mijn pad kwam gezocht naar wat er wel beschikbaar en praktisch toepasbaar is in mijn vakgebied. Mijn elektronicahobby bleek daarbij van grote waarde... met de gebruikelijke instrumenten (octaafbanden, tertsbanden) kwam ik er niet. Wat ik nodig had, vond ik
in spectrale analyse, dat werd mijn onmisbare 'vergrootglas' voor het opsporen van laagfrequent geluid. lnmiddels zijn mij honderden laagfrequent problemen voorgelegd, de vragen komen uit heel het land.

De resultaten zijn goed:

  • In 1/3 van de gevallen kan ik geen laagfrequent geluid vaststellen. De huidige apparatuur is 26 gevoelig dat ik durf te stellen dat als het geluid daarmee niet gedetecteerd wordt, het er ook niet is. Geen geluid kunnen vaststellen ervaart menig gehinderde als een teleurstelling, maar het opent ook de weg om verder te zoeken naar wat het dan wel kan zijn. (lk vermoed dater een scala aan oorzaken kan zijn voor het waarnemen van (lage) geluiden. Een GGD-medewerker wees me bv. op geluidshallucinaties als bijwerking van bepaalde medicijnen.)
  • In 1/3 van de gevallen kan ik laagfrequent geluid vaststellen, maar weet ik de bron van het geluid niet te vinden. Toch stelt de feitelijke vaststelling van het hinderlijke geluid mensen gerust: ze horen echt iets, ze zijn niet gek en tinnitus is zeer waarschijnlijk niet aan de orde.
  • In 1/3 van de gevallen kan ik laagfrequent geluid vaststellen en weet ik de bron van het geluid te vinden. Tot nu toe hebben alle bron-eigenaren (ondanks dater geen normen werden overschreden) meegewerkt aan het oplossen van het probleem.

Voor dit alles ga ik op een wat andere manier te werk dan doorgaans gebruikelijk is bij het meten en analyseren van geluid. Voor wie niet zo thuis is in geluid, volgt hier een korte introductie.

De sterkte of luidheid van geluid wordt gemeten in dB. Maar ons menselijk oor is een wonderlijk orgaan, geen 'recht-toe-recht-aan' meetinstrument. Onze oren zijn normaal gevoelig bij middentonen, maar relatief ongevoelig voor de sterkte of luidheid van lage tonen. Hoe lager de toon, hoe ongevoeliger het menselijk oor is! Voor hoge tonen geldt iets soortgelijks, maar in mindere mate. E.e.a. is mooi weer te geven in een grafiek.

Grafiek

Maar hoe kan je dan met een 'recht-toe-recht-aan' geluidmeter iets zinnigs zeggen over geluid zoals mensen dat ervaren? Daarvoor hebben geluidmeters standaard de mogelijkheid een bepaalde correctie (de zgn. A-weging) toe te passen. Het meetinstrument wordt dan 26 ingesteld dat de gevoeligheid voor hoge, midden- en lage tonen gelijk is aan de gevoeligheid van het menselijk oor voor die tonen, zodat de verkregen meetwaarden oak echt iets zeggen over de menselijke ervaring van het geluid. Wordt er op die specifieke manier gemeten, dan worden de waarden weergegeven in dB(A). Bij het bepalen van de sterkte of luidheid van het geluidsniveau in dB(A) meet de
geluidmeter het hele spectrum van geluid, dus alle geluiden van hoog tot laag. Oat is logisch, omdat veel processen en machines waarvan je het geluid zou willen meten een scala aan geluiden produceren van hoog tot laag. Door het toepassen van eerdergenoemde correctie is de gemeten waarde een goede afspiegeling van het door het menselijk oor ervaren geluid. Helaas geldt wel: hoe lager de toon, hoe groter de correctie (links in de grafiek). Aangezien 'normale' geluiden niet in hoofdzaak uit lage tonen bestaan, is het geen probleem dat die lage, meest gecorrigeerde tonen in het uiteindelijke meetresultaat maar beperkt meetellen. Maar bij het opsporen van een geluid dat wel in hoofdzaak uit lage tonen bestaat, bemoeilijkt het toepassen van de A-weging het zoekproces.

(De A-weging toepassen zou zijn als het kijken naar de sterren met een sterke zonnebril op - dan maak je het jezelf wel erg moeilijk). Gelukkig is er een andere techniek beschikbaar om in gemeten geluiden juist de lage tonen op te sporen. Oat is frequentieanalyse of FFT (Fast Fourier transformatie). Dit is een zeer krachtig middel waarbij naar de afzonderlijke tonen uit het hele geluidsspectrum wordt gekeken. Als we dat doen z6nder de A-weging toe te passen worden de lage tonen die door apparaten en machines worden geproduceerd goed zichtbaar.

Juist omdat er zorgen zijn over de lage geluiden die mogelijk door wind park N33 worden geproduceerd, zijn alle geluidsopnames met frequentieanalyse bekeken.

Deze methode had ik in 2014 al eens toegepast. .. Op een gegeven moment werd duidelijk dat het Rijk de regie over de bouw van windpark N33 zou gaan voeren. Wie in die tijd de vrees uitsprak dat deze windturbines veel geluid zouden maken, en dan ook nog specifiek laagfrequent geluid, verwees vaak naar een groep molens net over
de grens in Duitsland. In mijn zoektocht naar feitelijke informatie heb ik op internet geen solide metingen of anderszins goede geluidsgegevens over laagfrequent geluid van windturbines kunnen vinden. Wei was er een overvloed aan verhalen en meningen ... Daarom heb ik in 2014 op eigen initiatief bij acht grote, onderling verschillende windparken in Duitsland geluidsopnames gemaakt.

Met frequentieanalyse ben ik specifiek op zoek gegaan naar laagfrequent geluid. Bij de acht gemeten windparken vond ik wel breedbandige ruis: het bekende, hogere zoefff-zoefff geluid van de wieken door de lucht maar nadrukkelijk geen tonaal laagfrequent geluid. Oat was verrassend, want waar komen die verhalen dan vandaan? Het enige dat ik heb kunnen bedenken is dat de veel kleinere windturbines van 'vroeger' altijd een tandwielkast hadden, en bij enige slijtage of matige smering kan dan een brommend geluid ontstaan (dat heb ik zelf wel waargenomen tijdens een fietstocht door Friesland). In moderne turbines worden andere technieken dan tandwielkasten gebruikt. Daardoor brommen ze niet. Althans dat zouden ze niet moeten doen ...

Doel

Het doel van de metingen is tweeledig:

  1. Vaststellen of windpark N33 zich qua geluid binnen de normen bevindt;
  2. Vaststellen of wind park N33 laagfrequent geluid produceert.

In de samenvatting heb ik al aangegeven dat het onmogelijk is om exact d.m.v. metingen vast te stellen of windpark N33 zich qua geluid binnen de normen bevindt omdat de normen vastgelegd zijn als jaargemiddelden. Metingen van een maand geven echter wel een beeld op basis waarvan een aanvaardbare en realistische verwachting over het jaargemiddelde kan worden uitgesproken.

Oorspronkelijk zou dit onderzoek alleen uitgevoerd worden voor de gemeente Veendam maar de andere gemeenten met turbines van windpark N33 op hun grondgebied - Midden Groningen (vh. Menterwolde) en Oldambt - hebben zich bij dit onderzoek aangesloten.

Methode

  • Voor het onderzoek werden zes posities geselecteerd, t.w. woningen op een afstand van 700 tot 1500 m. in diverse windrichtingen rondom windpark N33. Vanwege de regels voor de omgang met persoonsgegevens in Nederland zoals vastgelegd in de Algemene verordening gegevensbescherming (AVG) warden de precieze meetposities niet gedeeld.
  • Gemeten is met Klasse 1 meetapparatuur van het merk Bruel & Kjaer, type 2250 G4. De metingen zijn uitgevoerd volgens de Handleiding Meten en Rekenen lndustrielawaai (HMRI).
  • Er is gemeten in de stand 'logging' dat wil zeggen dat steeds per periode van 3 minuten alle akoestische parameters werden bepaald en opgeslagen en waarbij ook alle geluid werd opgeslagen in de vorm van WAV-bestanden.
  • Van de relevante akoestische parameters zijn grafieken gemaakt.
  • De WAV-bestanden zijn bekeken met behulp van spectrumanalyse. Hiervoor is gebruikt gemaakt van het softwarepakket SpectrumLab.
  • Omdat bleek dater veel laagfrequent geluid aanwezig was, is er ook tertsbandanalyse uitgevoerd van de volgende laagfrequente tertsbanden: 40, 50, 63 en 125 Hz.

Resultaten en conclusies 

Op de vraag of wind park N33 zich binnen de gestelde geluidsnormen bevindt is het antwoord: zeer waarschijnlijk wel.

Eerder is al aangegeven dat het onmogelijk is om exact, door middel van metingen, een jaargemiddelde vast te stellen. Maar een meting van een maand geeft een beeld op basis waarvan een aanvaardbare en realistische verwachting over het jaargemiddelde kan worden uitgesproken.

In de bijlagen wordt voor iedere meetdag een grafiek weergegeven waarin onder andere de dB(A)-waarde wordt weergegeven. Op verreweg de meeste momenten is deze waarde (ruim) onder de norm. In de bijlagen is wat meer technische uitleg te vinden.

Voor wat betreft de vraag of Windpark N33 laagfrequent geluid produceert ligt de zaak genuanceerder. Bij de metingen en FFT-analyse in 2014 aan acht verschillende Duitse windparken is er geen tonaal laagfrequent geluid waargenomen. Met andere woorden: er was geen sprake van bromtonen.

Bij Windpark N33 is er wel sprake van tonaal laagfrequent geluid. Deze turbines produceren dus wel bromtonen en dat is uitzonderlijk. De bromtonen zijn duidelijk zichtbaar in de spectrale analyse. Vaak zijn ze ook terug te zien in tertsbandanalyse en de bromtonen zijn in en om het park ook duidelijk te horen. Veel omwonenden klagen erover. Sinds het park in werking is, eind 2020, is het aantal klagers gegroeid tot boven de 200.

Op alle zes meetposities zijn de verschillende modes en de daarbij optredende bromtonen duidelijk zichtbaar in de spectrogrammen, verkregen door spectrale analyse met SpectrumLab (zie de bijlagen c). De bromtonen zijn soms z6 sterk dat ze ook duidelijk zichtbaar zijn met de wat grovere methode van tertsbandanalyse. De in de screenshots getoonde situaties en/of veranderingen in bromtoestanden zijn een beperkte selectie van wat aan metingen I resultaten beschikbaar is. Op alle zes de meetposities geldt dat de windturbines brommen als ze draaien. Bij alle windsnelheden produceren de 35 Siemens Gamesa 00-130 turbines bromtonen. Een dergelijke hoeveelheid en sterkte van lage tonen is abnormaal voor een modern windpark. Moderne windturbines brommen niet. Het is van belang dater een duurzame oplossing gevonden wordt om de bromtonen weg te nemen.

Het valt op dat er verschillende 'bromtoestanden' zijn. Er is een duidelijke relatie met de windsnelheid.

  • Als de turbines vollast draaien dan zijn er altijd twee groepen van tonen zichtbaar: een groep tonen rond 65 Hz en een groep tonen rond 130 Hz (eerste harmonische / veelvoud van 65 Hz).
  • Bij een niet-vollast situatie / lagere windkracht is er soms een bromtoestand meetbaar die hoort bij een vrij smal windsnelheidsvenster.
  • Als de wind snel afneemt of toeneemt draait de windturbine 26 kort in dat specifieke windsnelheidsgebied dat die bromtoestand niet voorkomt.
  • Als de wind langdurig juist in dat specifieke windsnelheidsgebied waait, dan zien we in de metingen tonen van ca. 55 Hz. Hier zien we een opvallende variatie in de toonhoogte. Het is duidelijk dat de wieken meedoen in de afstraling van het geluid. Bewegende geluidsbronnen vertonen immers altijd het Dopplereffect (denk aan een langsrijdende ambulance: komt het geluid naar je toe, dan wordt het hoger - verwijdert het geluid zich, dan wordt het lager). Vrij eenvoudig valt uit te rekenen dat de afstraling van de wieken in deze mode maximaal is halverwege de wieken. Dit is een curieus effect.
  • Bij zwakke wind zakt ook de frequentie van de brom en zien we weer een andere mode met een variëteit aan duidelijke bromtonen in het gebied van ca. 20-50 Hz. Misschien is er zo veel variatie in deze mode omdat de turbine bij weinig wind continu zoekende is om het meeste uit de wind te halen. Hoe het ook zij, het resultaat is een 'concert' met bromtonen in het gebied van ca. 20- 50 Hz

Zie de bijlagen voor een aantal uitgelichte spectrogrammen van de verschillende lage tonen, met name in het gebied van 20-50 Hz

Voor bepaalde soorten, als extra hinderlijk ervaren, geluid legt de geluidswetgeving 'straf-toeslagen op. Voorbeelden zijn impulsgeluid (5 dB toeslag), tonaal geluid (5 dB toeslag) en muziek (10 dB toeslag). In de wetgeving voor windturbines bestaan deze toeslagen niet. De wetgever heeft geen rekening gehouden met het feit dat windturbines tonaal geluid zouden kunnen produceren. Daarom is er ook niet voorzien in een normering hiervoor. Uit dit onderzoek is echter gebleken dat windturbines wel tonaal geluid (kunnen) maken. De 35 Siemens Gamesa 00-130 turbines van Windpark N33 zijn weliswaar een grote en bovendien slechte uitzondering, maar door dit probleem trekt dit park nationaal en internationaal aandacht. De bouwers van het park geven aan het probleem te erkennen en er wordt gezegd dat Siemens hard werkt aan een oplossing. De hinder voor de omwonenden is tot op heden nog niet verminderd. Omwonenden hebben sinds november 2020 dag en nacht last van een brommend windpark.

Zoals gezegd kan daar op basis van de huidige wetgeving helaas niets aan gedaan warden, maar de bouwers kunnen hierin wel een maatschappelijke verantwoordelijkheid nemen, zoals:

  • 's Nachts het park stilzetten, om mensen weer te laten slapen.
  • Het park stilzetten bij specifieke windsnelheden die volgens de metingen de hardste brom genereren. Het is namelijk niet 'hoe harder het waait, hoe harder het bromt!'

De voorlopige resultaten hebben binnen de geluidswereld geleid tot een groeiend besef dat er een norm moet komen voor tonaal laagfrequent geluid in zijn algemeenheid en voor windturbines in het bijzonder. Het is belangrijk na te denken over de vormgeving van zo'n norm en de urgentie van een norm voor tonaal laagfrequent geluid onder te aandacht te krijgen.

Bijlagen bij de Resultaten Windpark N33 nulmeting TO en meting T1/T2

(resp. voor en na realisatie Windpark N33)

Afbeelding van Tegenwind: met uittekening windpark N33

Jan van Muijlwijk
Geluidsspecialist gemeente Veendam
December 2021

Inhoudsopgave

Bijlage 1: Uitleg bij de bijlagen 1 a t/m 7 bij resultaten metingen Wind park N33

Drie soorten grafieken

  • Grafieken met gecombineerd LAeq en LCeq (+ uitleg C-weging)
  • Tertsbandgrafieken (+ uitleg tertsbanden)
  • Spectrale grafieken of spectrogrammen (+ uitleg spectrale analyse, spectrogrammen)

Zeven opmerkingen bij de grafieken

De drie modes of toestanden

  • Vollast
  • Specifieke niet-vollast situatie
  • Zwakke wind

Bijlage 1a: Wildervank TO
Bijlage 1b: Wildervank T1
Bijlage 1c: Wildervank T1 spectraal

Bijlage 2a: Veendam TO
Bijlage 2b: Veendam T1
Bijlage 2c: Veendam T1 spectraal

Bijlage 3a: Meeden positie zuid TO
Bijlage 3b: Meeden positie zuid T1
Bijlage 3c: Meeden positie zuid T1 spectraal

Bijlage 4a: Meeden positie oost TO
Bijlage 4b: Meeden positie oost T1
Bijlage 4c: Meeden positie oost T1 spectraal

Bijlage 5a: Meeden positie noordwest TO
Bijlage 5b: Meeden positie noordwest T1
Bijlage 5c: Meeden positie noordwest T1 spectraal

Bijlage 6a: Meeden positie noordoost TO
Bijlage 6b: Meeden positie noordoost T1
Bijlage 6c: Meeden positie noordoost T1 spectraal

Bijlage 7: Meeden positie zuid T2 normaal en spectraal

Bijlagen a: grafieken met gecombineerd LAeq en LCeq
Bijlagen b: grafieken met LAeq, LCeq, tertsbanden (40, 50, 63 en 125 Hz) en windsnelheid
Bijlagen c: spectrale grafieken (spectrogrammen) Een aantal geselecteerde screenshots van de spectrale analyse

Bijlage 1 bij resultaten metingen Windpark N33

Uitleg bij de bijlagen 1a t/m 7 bij resultaten metingen Windpark N33

Doorgaans bestaan bijlagen bij akoestische rapporten uit een dikke stapel rekenresultaten, tabellen en getallen. Hier treft u die niet aan ... Wat kunt u wel verwachten?

lk heb gekozen voor grafieken. Verreweg de meeste mensen zijn visueel ingesteld: 'een plaatje zegt meer dan duizend woorden'. Omdat ik hou van toegankelijkheid leg ik voor lezers die niet zo thuis zijn in de akoestiek een aantal begrippen uit.

Er is aanvankelijk twaalf keer een maand gemeten: op zes posities, telkens een maand in de nulsituatie en een maand na komst van de windturbines. Na aftrek van de dagen voor het steeds plaatsen en ophalen van de geluidmeter, en het uitlezen van de meetgegevens, zijn er meetgegevens van netto bijna 350 dagen beschikbaar. lk presenteer de resultaten van alle meetdagen, deze zijn per positie (met nrs. 1 t/m 6) gerangschikt in drie sets grafieken (drie bijlagen a, b en c).

  • Bijlage a = TO, de meetperiode van ca. een maand z6nder windturbines. Alleen grafieken met gecombineerd LAeq en LCeq. Zender windturbines is al het overige nog irrelevant.
  • Bijlage b = T1, de meetperiode van ca. een maand met windturbines. Grafieken met gecombineerd LAeq en LCeq en een aantal ongewogen tertsbanden (steeds ook met een grafiek van de windsnelheid op de betreffende dag).
  • Bijlage c = T1, eveneens de meetperiode van ca. een maand met windturbines, maar dan spectraal. Een keuze uit de grafieken met aantal geluidsspectra waarin de verschillende bromtonen zichtbaar zijn.

De grafieken uit bijlage c geven een voldoende goed beeld, maar het zijn als het ware de 'stills' uit een film. Het beste beeld krijg je wanneer ik de resultaten van T1 als filmpje zou kunnen presenteren (een hele dag kan worden weergegeven in ca. 10 minuten). Oat past helaas niet in een document als dit maar het materiaal (van alle bijna 350 meetdagen) is wel beschikbaar.

Drie soorten grafieken

  • Grafieken met gecombineerd LAeq en LCeq
  • Tertsbandgrafieken
  • Spectrale grafieken of spectrogrammen
  • Grafieken met gecombineerd LAeq en LCe

LAeq en LCeq (of anders gezegd: dB(A) en dB(C)) zijn twee van de gangbare correctiemethoden waarbij het meetinstrument op een bepaalde manier wordt ingesteld zodat de gevoeligheid van het recht-toe-recht-aan meetinstrument gelijk is aan de gevoeligheid van het menselijk oor, zodat de verkregen meetwaarden ook echt iets zeggen over de menselijke ervaring van het geluid. LAeq geeft het A-gewogen resultaat in dB(A), enige uitleg daarover gaf ik al in de inleiding, en LCeq geeft het C-gewogen resultaat in dB(C), allebei steeds per periode van drie minuten.

Hier volgt enige uitleg over de C-weging: Ons menselijk oor is een wonderlijk orgaan, onze oren passen zich qua gevoeligheid aan, aan de sterkte van het geluid. Helaas geldt, hoe harder een geluid, hoe minder goed de A-weging de gevoeligheid van ons oor voor dat geluid weergeeft. Gelukkig is voor die situaties de C-weging beschikbaar: die curve is namelijk wat vlakker, dat wil zeggen dat het laag en het hoog minder worden gecorrigeerd. Het effect daarvan is dat de lage tonen iets meer gewicht in het totaal krijgen. dB(C) wordt vaak gebruikt bij het meten van harde geluiden met veel lage tonen, zoals bij evenementen met muziek (ook op het Museumplein hier in Veendam). Omdat het mooi de lage tonen, de 'bassigheid', van geluid laat zien, is het een prima indicator voor laagfrequent geluid! Hoe groter het verschil tussen dB(A) en dB(C), des te meer laagfrequent geluid er aanwezig is. Omdat windpark N33 uitzonderlijk bromt, heb ik gekozen voor grafieken met zowel: dB(A) als dB(C). Wanneer je de resultaten van de metingen zonder en met de windturbines met elkaar vergelijkt dan zie je dat het verschil tussen dB(A) en dB(C) duidelijk groter is bij de resultaten van de metingen met de windturbines.

  • Tertsbandgrafieken

Vanwege de uitzonderlijke brom is er ook met tertsbandanalyse gekeken naar de windturbinegeluiden.

Hier volgt enige uitleg over het begrip tertsbanden:dB(A) en dB(C) omvatten alle tonen van hoog tot laag, dus het hele geluidsspectrum. De toepassing van de A- of C-correctiecurve leidt tot een meetwaarde die weliswaar iets zegt over de sterkte van het geluid, maar niet over het karakter van het geluid.

Om over het karakter iets meer te weten te komen, kunnen we het geluid per gebiedje bekijken, en een octaaf blijkt daarvoor heel handig. Een octaaf is de afstand tussen een willekeurige eerste toon en de achtste toon daarboven (bv. van DO via re-mi-fa-so-la-ti naar de volgende DO). De frequentie van die tweede DO is het dubbele van die van de eerste. Is de eerste DO bv. 220 Hz, dan is de tweede 440 Hz. Ga je dan steeds weer acht tonen omhoog, dan zijn de volgende DO's 880, 1760, 3520 Hz. Het is dus geen lineaire (met steeds 'plus 220') maar een kwadratische verdeling (met steeds 'keer twee'), gebaseerd op hoe de mens toonhoogte waarneemt.

In de akoestiek zijn de gebieden waarin het spectrum verdeeld wordt ('octaafbanden') als volgt gedefinieerd:

  • 31,5 Hz
  • 63 Hz
  • 125 Hz
  • 250 Hz
  • 500 Hz
  • 1000 Hz
  • 2000 Hz
  • 4000 Hz
  • 8000 Hz

(De genoemde frequenties zijn de centrale frequenties van de octaafbanden).

Deze verdeling zegt wel iets over het karakter van het geluid maar zeker de hoogste octaafbanden zijn grote frequentiegebieden. Om dat wat te verfijnen is het soms praktisch octaven in drieën te delen. De stukjes die dan ontstaan noemen we tertsbanden.

De gebiedjes waarin het spectrum wat verfijnder verdeeld wordt ('tertsbanden') zijn als volgt gedefinieerd:

25 Hz 250Hz 2500 Hz
31,5 Hz 315 Hz 3150 Hz
40 Hz 400 Hz 4000 Hz
50 Hz 500Hz 5000 Hz
63Hz 630 Hz 6300 Hz
80 Hz 800 Hz 8000 Hz
100 Hz 1000 Hz 10000 Hz
125 Hz 1250 Hz 12500 Hz
160 Hz 1600 Hz 16000 Hz
200 Hz 2000 Hz 20000 Hz

(De genoemde frequenties zijn de centra/e frequenties van de tertsbanden).

Hoewel dit al een veel beter beeld geeft, blijkt deze methode in de praktijk van het zoeken naar (zeer) zwakke laagfrequente bronnen nog steeds veel te grof. Tertsbanden zijn nl. nog steeds gebiedjes van geluid ... Om dat nog verder te verfijnen moet je de tertsen in nog kleinere stukjes verdelen, en dan kom je uiteindelijk bij enkelvoudige tonen. Om die goed te kunnen detecteren is frequentieanalyse noodzakelijk.

Maar ... bij windpark N33 is geen sprake van (zeer) zwakke lage tonen. Dit park bromt uitzonderlijk sterk. Om de brom in beeld te brengen werkt in dit geval de grovere methode van tertsbandanalyse ook. lk heb daarbij gekozen voor de vier tertsbanden waarin de bromtonen van.windpark N33 vooral voorkomen: 40 Hz, 50 Hz, 63 Hz en 125 Hz. Om goed zicht te krijgen op de brom heb ik geen enkele weging toegepast. Dat wordt in de akoestiek ook wel zero-weging genoemd, weergegeven met dB(Z).

In de bijlagen b = T1 zien we steeds per dag de windsnelheidsgrafiek van die dag met daaronder achtereenvolgens de

  • LAeq/LCeq grafiek
  • LZeq 40 Hz grafiek
  • LZeq 50 Hz grafiek
  • LZeq 63 Hz grafiek
  • LZeq 125 Hz grafiek

Spectrale grafieken of spectrogrammen

Ten slotte presenteer ik een aantal screenshots van de spectrale analyse waarin duidelijk de verschillende bromtonen van de windturbines zichtbaar zijn.

Hier volgt enige uitleg over spectrale analyse: Spectrale analyse of frequentieanalyse is een krachtige methode om heel precies de toonhoogte van geluiden 'ergens' in het geluidsspectrum vast te stellen. Dankzij de enorme ontwikkeling van de computertechnologie kan die analyse nu razendsnel en zeer precies warden gedaan. lets waarvan akoestici in de jaren zestig van de vorige eeuw alleen nog maar konden dromen. SpectrumLab is een goed en uitgebreid (gratis) softwarepakket waarmee prachtige frequentieanalyses zijn uit te voeren. Om die reden gebruik ik het al sinds 2010 voor het opsporen en in beeld brengen van bromtonen. lk wil dan ook een lans breken voor spectrale analyse als instrument voor akoestici. In de bijlagen c = T1 (spectraal) presenteer ik een selectie van spectrogrammen.

Hier volgt enige uitleg over de spectrogrammen, hoe je ze 'leest', hoe de plaatjes in elkaar zitten en wat ze voorstellen: Op het moment dater nog niets gemeten wordt, ziet het scherm van SpectrumLab er 26 uit:

Spectrogram

In het bovenste zwarte gedeelte zie je tijdens de meting een wat onrustige gele lijn. Deze grafiek geeft realtime het geluidsniveau weer op alle frequenties in het afgebeelde spectrum. De schaalverdeling in de witte balk daaronder is instelbaar en geeft de frequentie weer, hierboven is gekozen voor O tot 150 Hz, het lage deel van het geluidsspectrum.

Het onderste donkergrijze gedeelte is hier nog leeg maar lijkt wanneer er gemeten wordt op een heel langzame waterval. Als je begint met meten komen bovenin de eerste resultaten, tijdens het meten zakken die naar beneden omdat bovenin steeds de nieuwste / laatste resultaten erbij komen. Afhankelijk van de instellingen zie je na enige tijd de volledige laatste 15, 30 of 60 minuten aan geluid.

Op het moment dater gemeten wordt, en als daarbij sprake is van een continu geluid op een bepaalde frequentie dan is dat zichtbaar als een heldere verticale lijn bij die frequentie. Dan ziet het scherm van SpectrumLab er z6 uit:

Continu geluid spectrogram

In het bovenste zwarte gedeelte zie je een wat onrustige dunne gele lijn. Aan de schaalverdeling daaronder zie je dat de duidelijke piek op 50 Hz zit.

In het onderste gekleurde gedeelte zie je een heldere verticale lijn op 50 Hz. De lijn is ononderbroken, dus de toon van 50 Hz is er de gehele periode geweest. Je ziet ook nog wat zeer zwakke lijnen op 100, 120 en 150 Hz.

SpectrumLab geeft met kleuren een indicatie van de sterkte van geluid. Van sterk naar zwak geluid is het kleurverloop: van wit/ lichtgeel via donkergeel / oranje naar blauw / paars

NB: Bovenstaande is een eenvoudig voorbeeld om te laten zien hoe SpectrumLab resultaten laat zien. Dit is geen weergave van windturbinegeluid.

Zeven opmerkingen bij de grafieken:

  • Op de X-as van de LAeq I LCeq grafieken en van de tertsbandgrafieken staan getallen die het aantal periodes van 3 minuten aangeven. Bij getal 20 is het 01.00 uur, bij 40 is het 02.00 uur, bij 60 is het 03.00 uur, enz. De totale X-as beslaat 24 uur.
  • De Y-as van de LAeq I LCeq grafieken en van de tertsbandgrafieken heeft als eenheid dB, maar niet bij alle grafieken is de schaal hetzelfde. Oat komt door de automatische opmaak. Vergelijk je twee grafieken met elkaar, kijk dan ook even of de schaal overeenkomt.
  • In alle LAeq I LCeq grafieken valt een merkwaardige, zeer smalle en hoge piek op: om 03.00 uur, 09.00 uur en 15.00 uur. Deze worden veroorzaakt door het volautomatische kalibratiesysteem in de geluidmeter ('werkt alles nog zoals het hoort? Ja. '). Het zijn geen echte geluiden.
  • Op vijf van de zes meetposities stond de microfoon voor een gevel. Omdat een gevel geluid 100% reflecteert komt het geluid als het ware twee keer langs de microfoon en dat zorgt voor een verhoging van de meetwaarde met 3 dB. De grafieken laten in die gevallen door de reflectie een 3 dB te hoge waarde zien. Bij alle meetposities is aangegeven of er sprake was van gevelreflectie die de meetwaarde verhoogde. Zo ja, dan moet de lezer van de grafiek zelf in gedachten die 3 dB in mindering brengen voor juiste geluidssterkte.
  • In de LAeq grafieken zie je in het voorjaar en de vroege zomer een spectaculaire toename van het geluid rond ca. 04.30 / 05.00 uur. Een vreemd tijdstip om menselijke activiteit te verwachten ... Dat is het dan ook niet - het zijn vogels. Na een paar uur neemt het volume af en I of gaat langzaam over in normale omgevingsgeluiden zoals van auto's, landbouwvoertuigen en industrie.
  • In de LCeq grafieken maar ook in de tertsbandgrafieken zie je soms dat in de ochtend (zo rond zeven, acht, of negen uur) het geluidsvolume van de windturbines ineens veel lager wordt. In de bijbehorende windsnelheidsgrafieken zie je echter zelden dat op datzelfde tijdstip de wind wegvalt. Waarom vallen de windturbines dan zomaar een poosje stil? Dit houdt meestal verband met de zgn. slagschaduwregeling. Bij zonsopgang en zonsondergang staat de zon laag. De slagschaduw van de draaiende lange wieken van de hoge windturbines rijkt dan zeer ver. Om de hinder daarvan op grote afstanden tot een minimum te beperken is er een automatische regeling die de windturbines bij lage zonnestanden stilzet. In de beginperiode van windpark N33, toen ik aan het meten was, werd er nog geregeld aan de windturbines gewerkt - ook daarom stonden er weleens een of meerdere turbines enkele uren stil.
  • De windsnelheidsgrafieken zijn gebaseerd op de vrij beschikbare uurgemiddelde gegevens van het KNMl-meetstation Nieuw Beerta. Voor windpark N33 is dat het dichtstbijzijnde meetstation. Op de X-as staan de 24 uren van een dag, en op de Y-as staat de windsnelheid in m/s, met dien verstande dat de getallen gedeeld moeten worden door 10 (staat er 50, dan is dat 5 m/s.)

De drie modes of toestanden

Voordat we naar de 19 bijlagen 1 a t/m 7 met de grafieken van de feitelijke meetresultaten gaan nog even iets over spectrale analyse. Op het moment dat duidelijk was dat we hier te maken hebben met een uitzonderlijk sterk brommend windpark ben ik op verschillende tijdstippen, bij verschillende windsnelheden en bij diverse windturbines gaan meten, d.w.z. direct in realtime m.b.v. SpectrumLab kijken naar het spectrum. Daarbij viel op dater grofweg drie verschillende modes (of toestanden waarin de brom zich voordoet), zijn te onderscheiden.

De drie meest in het oog springende modes of toestanden zijn:

  • Vollast
  • Specifieke niet-vollast situatie
  • Zwakke wind

Vollast

Dat is het best waar te nemen op het moment dat het net hard genoeg waait om vollast te veroorzaken. Hoe harder het daarna waait, hoe meer lawaai door de wind en de omgeving. Dit overstemt / maskeert vrijwel alle windturbinegeluid.

Een voorbeeld van die vollast-mode zien we hieronder:

Vollast mode spectrogram

In deze mode zijn er altijd twee groepjes van tonen zichtbaar: een groepje tonen rond 65 Hz en een groepje tonen rond 130 Hz (eerste harmonische/veelvoud van 65 Hz).

Specifiek niet-vollast situatie

Dit komt niet vaak voor, maar is wel heel bijzonder. Bij een zeer specifieke windkracht ontstaat een toon op 55 Hz. Opvallend is het duidelijk zichtbare en meetbare Dopplereffect. De ronddraaiende wieken stralen in toonhoogte varierend geluid af vanaf ongeveer halverwege de wieken (dit is eenvoudig te berekenen aan de hand van de gemeten frequenties).

Een voorbeeld van deze niet-vollast-mode en zeer specifieke windkracht, zien we hieronder:

Niet vollast mode spectrogram

Zwakke wind

De turbine lijkt wat zoekende en produceert een scala duidelijke lage tonen:

Een voorbeeld van een 'zoekende' turbine bij zwakke wind zien we hieronder:

Zoekende turbine bij zwakke wind

Bij zwakke wind zien we een variëteit aan duidelijke bromtonen in het gebied van ca. 30-50 Hz. Misschien is er zoveel variatie in deze mode omdat de turbine bij weinig wind continu zoekende is om het meeste uit de wind te halen. Hoe het ook zij, het resultaat is een 'concert' met bromtonen in het gebied van ca. 30-50 Hz.

Bij een zeer nauwkeurige beschouwing zijn er wellicht nog meer modes te onderscheiden, maar het belangrijkste voor nu is te proberen m.b.v. deze meetresultaten te achterhalen waarom deze turbines zo sterk brommen en wat de remedie zou kunnen zijn.

In augustus 2021 heeft er een software-update plaatsgevonden. Die zou ervoor moeten zorgen dat het probleem opgelost zou moeten zijn. Klachten over bromtonen hielden aan. Daarom is er op een positie nog een keer een maand gemeten. Resultaten daarvan vindt u in bijlage 7. De meetresultaten zijn Arcadis en RWE ter beschikking gesteld, maar of fabrikant Siemens er iets mee gedaan heeft is niet bekend.

Bijlagen 1 a t/m 7

Bijlage 7 bij resultaten metingen Windpark N33

Meeden positie zuid T2

Metingen van 13 oktober t/m 9 november 2021.

Afstand tot windpark ca. 1000 m.

Microfoon niet voor de gevel: gevelcorrectie van 3 dB niet noodzakelijk.

Deze bijlage bestaat uit grafieken met LAeq, LCeq, tertsbanden (40, 50, 63 en 125 Hz) en windsnelheid (Um p.126). Daarna volgt een selectie van screenshots met spectrale grafieken (spectrogrammen) gemaakt met SpectrumLab.

Het is ondoenlijk en onpraktisch om alle resultaten in de vorm van screenshots te presenteren. Daarom heb ik een selectie gemaakt uit het beschikbare materiaal om een aantal opvallende situaties en/of duidelijke veranderingen te laten zien. Er is op deze locatie sprake van zeer duidelijke bromtonen die door de windturbines warden geproduceerd.

Vragen

Er blijven na in totaal 13 maanden meten nog veel vragen onbeantwoord. -Hoe heeft het kunnen gebeuren dat een groot en respectabel bedrijf als Siemens brommende windturbines heeft geproduceerd? -Waarom heeft men steeds geprobeerd om de brom (en het effect daarvan op de bevolking) te bagatelliseren? -Waarom probeert men zich steeds achter de geluidsnormen te verschuilen (terwijl een simpel bezoek aan het windpark voor iedereen meteen duidelijk maakt: deze turbines brommen!)

Slecht nieuws

lnmiddels wordt de brom van de turbines van windpark N33 bij veel nieuw te ontwikkelen windparken door ongeruste omwonenden gebruikt om tegenstand te bieden tegen de plannen - en niet alleen in Nederland: bad news travels fast. Deze tegenstand afdoen als 'gezeur van tegenstanders die toch nooit tevreden zullen zijn' is een onderschatting van een nieuw probleem: de brom van de Siemens Gamesa DD-130 R19 windturbines van windpark N33 tast het draagvlak voor alle windparkplannen aan en brengt daarmee de energietransitie in gevaar. Ook brengt het risico's met zich mee als het gaat om de reputatie en marktpositie van een beursgenoteerd bedrijf als Siemens. Wanneer Siemens de bedrijfsstrategie Vision 2020+, missie, positionering en doelen (mn.doel 5) serieus neemt, dan zijn ze van harte uitgenodigd dat hier waar te maken.

Goed nieuws

Het recent aangelegde Windpark Fryslan ten zuiden van de Afsluitdijk bestaat uit 89 windturbines van exact hetzelfde type (Siemens Gamesa DD-130 R 19) als die in wind park N33. Daarom is ter referentie in het weekend van 13 november te Breezanddijk met Spectrumlab gemeten: zelfde merk en type windturbines, stevige wind en dus draaiden de windturbines vollast. De verwachting was 65 Hz brom te zien. Er was echter geen 65 Hz brom te constateren met Spectrumlab. In het factsheet op de website van Windpark Fryslan (Windpark Fryslan)staat dat de afstand ca. 800 m is, dus als er een brom was, had Spectrumlab die zeker gemeten. De verrassende conclusie was dat deze windturbines, van hetzelfde merk en type bij stevige wind en op vollast, in Windpark Fryslan niet bromden! De vraag dringt zich op, of deze turbines dan toch anders zijn? Op de website van Windpark N33 staat in de nieuwsbrief van juni 2020 dat de bouw van de funderingen 'inmiddels gereed' is (laatste paal geslagen half april), en dat de bouw van de turbines is gepland voor het derde kwartaal, en dat alles eind van het jaar klaar moet zijn. Op de website van Windpark Fryslan staat dat de productie van onderdelen van april 2020 tot april 2021 was, de start van de bouw van de funderingen in september 2020 en de eerste windturbines in werking in begin 2021. Windpark Fryslan is dus kort na Windpark N33 gebouwd.

Meer vragen

Is de Siemens Gamesa DD-130 R19, genoemd in het factsheet (n33 in het kort en type windturbine) op de website van Windpark N33, echt helemaal hetzelfde als de Siemens Gamesa swr-4.0-130, genoemd in een rapport over de Global Offshore Wind (Global Offshore Wind) ? Als ze 100% identiek zijn, waarom wordt op de ene locatie een brom gemeten en op de andere locatie niet? · Wist Siemens dat de turbines van Windpark N33 een bromprobleem hadden en heeft men het voor Wind park Fryslan aangepast? En waarom doet men dan voor Wind park N33 alsof de neus bloedt? Of wist Siemens het niet? Is er 'bij toeval' iets gewijzigd aan het productieproces van de turbines toen men Windpark Fryslan ging bouwen? In beide gevallen is het onbegrijpelijk van een bedrijf als Siemens.

Conclusie

Het lijkt erop dat de software-aanpassing in een aantal gevallen de brom wel heeft verminderd, maar de brom is verre van verdwenen. Dit komt ook overeen met het commentaar van de bewoners in wiens tuin de geluidmeter stand opgesteld. Zij wisten te vertellen dat ze de brom nog vaak horen en er regelmatig 's morgens wakker van worden.