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Grundsätzliches zum Geräuschverhalten von Windenergieanlagen

Derzeit (Anfang 2015) werden in NRW ca. 3000 Windenergieanlagen mit einer elektrischen Nennleistung von etwa 3700 MW betrieben. Im Rahmen der Errichtung neuer Anlagen sind die Grundsätze für Planung und Genehmigung von Windenergieanlagen (Windenergieerlass WEAErl.) vom 04.11.2015 zu beachten.

Wie in dem Erlass dargestellt ist, soll bis zum Jahr 2020 der Anteil der Windenergie an der Stromerzeugung in NRW  im Vergleich zu 2011 etwa verfünffacht werden. Eine wesentliche Bedeutung hat hierbei das Repowering, d.h. der Ersatz alter Windenergieanlagen durch moderne, leistungsstarke Anlagen. In einer Fachveröffentlichung des LANUV wird aufgezeigt, unter welchen Randbedingungen neben der Ertragssteigerung eine akustische Sanierung in solchen Gebieten erreicht werden kann, die durch die Geräusche alter Windenergieanlagen stark vorbelastet sind. Hinweise, wie bei der Neuausweisung von Windvorrangzonen der Schutz vor Lärm berücksichtigt werden kann, sind in einer Empfehlung dargestellt.

Schallausbreitungsuntersuchungen an Windenergieanlagen

Der Ausbau der Windenergie stellt einen wichtigen Baustein der Klimaschutzstrategie des Landes dar. Bis zum Jahr 2020 soll der Anteil der Windenergienutzung an der Stromerzeugung 15 Prozent betragen. Dabei werden bei der Genehmigung von Windenergieanlagen zum Schutz der Anwohnerinnen und Anwohner vor Lärm hohe Anforderungen gestellt.

Wie bei allen anderen Industrieanlagen müssen die vorgeschriebenen Immissionsrichtwerte eingehalten werden. Um das nachzuweisen,  reicht der Antragsteller im Rahmen des Genehmigungsverfahrens eine Geräuschimmissionsprognose ein. Damit diese Prognose in jedem Fall „auf der sicheren Seite“ liegt, wird in NRW in den Berechnungen ein Sicherheitszuschlag berücksichtigt. Dieser beträgt in der Regel 2,5 dB(A).

Die Bund-/Länder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz empfiehlt für die Schall-ausbreitungs-Rechnung von Windenergieanlagen zurzeit das so genannte „Alternative Verfahren“ der E DIN ISO 9613-2. Dieses Verfahren wurde für bodennahe Schallquellen (Quellen mit bis zu 30 Metern mittlerer Höhe) entwickelt. Heute weisen moderne Windenergieanlagen Nabenhöhen auf, die deutlich über 30 m liegen. Für diese Quellhöhen war das angewendete Prognosemodell bisher nicht durch systematische Untersuchungen abgesichert.

In einer Studie hat das LANUV jetzt die Schallausbreitung von Windenergieanlagen untersucht, um die Qualität der Geräuschimmissionsprognosen hoher Anlagen zu überprüfen und gegebenenfalls zu verbessern. Im Rahmen der Untersuchung wurden die Emissionen und Immissionen im Umfeld zweier Anlagen der 2 MW-Klasse mit einer Nabenhöhe von 98 m messtechnisch ermittelt und mit den gemäß dem „Alternativen Verfahren“ berechneten Pegeln verglichen.

Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  • Über die Mitwind- Messpunkte zeigt sich eine entfernungsabhängige Pegelabnahme von 6,1 dB(A) pro Abstandverdopplung.
  • Mit zunehmendem Abstand treten systematische Abweichungen zwischen den gemessenen und den nach dem „Alternativen Verfahren“ berechneten Immissionspegeln auf:
  • Bis 500 m stimmen die Messergebnisse gut mit den nach dem „Alternativen Verfahren“ berechneten Pegeln überein.
  • Bis 800 m reicht der in NRW angewendete Sicherheitszuschlag aus, um mit den Prognoseergebnissen „auf der sicheren Seite“ zu sein. In gewissen Fällen reichen geringere Sicherheitszuschläge aus, um den notwendigen Schallschutz sicherzustellen.
  • Über 800 m ergeben sich Differenzen.

In einem nächsten Schritt wird nun geprüft, ob das bisher angewendete Prognoseverfahren in konkreten Genehmigungsverfahren zukünftig geändert werden soll. Für die Praxis der Genehmigungsbehörden ergeben sich zum jetzigen Zeitpunkt keine Änderungen. Bei bestehenden Windenergieanlagen sind nachträgliche Anordnungen nach § 17 BlmSchG in Folge der Untersuchungsergebnisse in der Regel auszuschließen.

Die Erkenntnisse aus der Untersuchung zur Schallausbreitung wirken sich nicht auf die Ergebnisse der Potenzialstudie Windenergie aus und haben deshalb auf die Ausbauziele für die Windenergie in NRW keinen Einfluss.

Materialienband Nr. 63 - Windenergieanlagen und Immissionsschutz

Ausführliche Informationen zum Thema "Windenergieanlagen und Immissionsschutz" finden Sie im Materialienband Nr. 63 des Landesumweltamtes. Folgende Teilaspekte zum Geräuschverhalten werden dort näher erläutert:

Grundsätzliches zum Geräuschverhalten von Windenergieanlagen

Die Geräusche von Windenergieanlagen weisen eine starke Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit auf.

Nachweis des konkreten Geräuschemissionsverhaltens einer Windenergieanlage

Zur Erfassung der Geräuschemissionen einer Windenergieanlage in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit gibt es ein international genormtes Messverfahren. Es ist üblich, dass die Hersteller zur Kennzeichnung der Geräuschemission eines Anlagentyps eine oder mehrere Anlagen des jeweiligen Typs durch unabhängige Messinstitute vermessen lassen.

Übersicht über die Emissionsdaten von Windenergieanlagen

Der durch den Betrieb einer Windenergieanlage im Nennleistungsbereich verursachte Schallleistungspegel beträgt typischerweise etwa 103 dB(A).

Geräuschentstehungsmechanismen

Die Geräuschentstehung von Windenergieanlagen kann unterteilt werden in:

  • aerodynamisch erzeugte Geräusche und
  • mechanisch verursachte Geräusche.
Nachträgliche Minderungsmöglichkeiten

Durch Drosselung der Drehzahl und der erzeugbaren elektrischen Leistung kann bei einigen Windenergieanlagen eine Geräuschminderung von bis zu 4 dB erzielt werden. Derartige Geräuschminderungen sind mit Ertragseinbußen verbunden.

Immissionsprognosen nach der TA Lärm

Die Ermittlung und die Beurteilung der Geräusche von Windenergieanlagen erfolgen sowohl in der Planung als auch im Beschwerdefall nach den Festlegungen der TA Lärm.

Schallimmissionen im Umfeld von Windenergieanlagen

Welche Schalldruckpegel im Umfeld von Windenergieanlagen auftreten, ist vom Anlagentyp, von der Anzahl der Anlagen und deren Lage zum Immissionsort sowie von der Windgeschwindigkeit abhängig.

Immissionsrichtwerte

Die Immissionsrichtwerte sind in Abschnitt 6.1 der TA-Lärm in Abhängigkeit von der Gebietsausweisung des Immissionsortes festgelegt.

Infraschall

Messtechnisch kann nachgewiesen werden, dass Windenergieanlagen Infraschall verursachen. Die festgestellten Infraschallpegel liegen aber weit unterhalb der Wahrnehmungsschwelle des Menschen und sind damit völlig harmlos.

Windbedingte Fremdgeräusche

Bei hohen Windgeschwindigkeiten verursacht der Wind allein schon nennenswerte Schalldruckpegel. Sofern genaue Kenntnisse zu diesen windbedingten Fremdgeräuschen vorliegen, können sie in der Planung berücksichtigt werden. Die windbedingten Fremdgeräusche können auch dazu führen, dass messtechnische Prüfungen auf Einhaltung der Immissionsrichtwerte nur mit erheblichem Aufwand oder nur durch Emissionsmessungen in Verbindung mit Ausbreitungsrechnungen möglich sind.

Betrachtungen zu Belästigungs-Wirkungen von Geräuschen

In ruhigen ländlichen Gebieten gibt es eine Diskrepanz zwischen dem erwartungsorientierten Wunsch von Beschwerdeführern auf Erhaltung der naturnahen Ruhe und der üblicherweise verwaltungsrechtlich festgesetzten Schutzwürdigkeit des Gebietes.