1 Immissionsschutz & Neuer NRW-Windenergie-Erlass Geräuschemissionen und – immissionen von Windenergieanlagen im Windenergie- Erlass vom 11.07.2011 Dipl.-Ing

1 Immissionsschutz & Neuer NRW-Windenergie-Erlass

Geräuschemissionen und –immissionen von Windenergieanlagen im Windenergie-Erlass vom 11.07.2011

Dipl.-Ing. Detlef Piorr

(Graphik: Energieagentur NRW)


Belange des Immissionsschutzes im neuen Windenergie-Erlass

- Repowering (neu: Einsammeln von „Streuanlagen“

Übernahme „übertragbare Immissionsanteile“)

- Übertragung von Schallkontingenten in bestehenden Situationen (neu)

- kein pauschaler Ansatz für einen „erweiterten Einwirkungsbereich“ (neu)

- Bewertung von Einzeltonhaltigkeit (geringe Modifikation)

- Berücksichtigung der Qualität der Prognose (prinzipiell unverändert)

- Rundung von Beurteilungspegeln (neu)

- Gemengelage zum Außenbereich (neu)

- Abnahmemessung (prinzipiell unverändert)

- Infrastrukturtrassen (neu)

- Kleinwindanlagen (neu)

- Schattenwurf (unverändert)


Stichwort: Repowering

Kapitel 4: Bauleitplanung

4.9 Repowering:

„Das Repowering bietet Möglichkeiten, durch Zusammenfassung von Repoweringanlagen ... die Windenergienutzung im Gemeindegebiet neu zu ordnen.

Gemäß § 249 Abs. 2 BauGB kann ... festgesetzt werden, dass die im Bebauungsplan festgesetzten Windenergieanlagen nur zulässig sind, wenn sichergestellt ist, dass nach der Errichtung der im Bebauungsplan festgesetzten Windenergieanlagen andere im Bebauungsplan bezeichnete Windenergieanlagen innerhalb einer ... angemessenen Frist zurückgebaut werden.“ (Einsammeln von Streuanlagen)

Karte: Geodatenatlas für den Kreis Borken

Neue Konzentrationszone

Streuanlage



Karte: Geodatenatlas für den Kreis Borken

Neue Konzentrationszone

Kapitel 4: Bauleitplanung

4.9 Repowering:

„Das Repowering bietet Möglichkeiten, durch Zusammenfassung von Repoweringanlagen ... die Windenergienutzung im Gemeindegebiet neu zu ordnen.

Gemäß § 249 Abs. 2 BauGB kann ... festgesetzt werden, dass die im Bebauungsplan festgesetzten Windenergieanlagen nur zulässig sind, wenn sichergestellt ist, dass nach der Errichtung der im Bebauungsplan festgesetzten Windenergieanlagen andere im Bebauungsplan bezeichnete Windenergieanlagen innerhalb einer ... angemessenen Frist zurückgebaut werden.“ (Einsammeln von Streuanlagen)



Kapitel 4.9: Repowering

Vorteile:

- Effektivitätssteigerung

- Neuordnung der Windenergienutzung (Einsammeln von Streuanlagen)

- Verringerung von Schallimmissionen u. Schattenwurf

- Verringerung der Auswirkungen auf das Landschaftsbild

- Förderung der örtlichen Wirtschaft

„Dies alles sind gute Gründe, auf Ebene der kommunalen Bauleitplanung das Repowering zu fördern. Um den vielschichtigen Aufgabenstellungen dabei gerecht zu werden, ist die Entwicklung eines gemeindlichen Repowering-Konzeptes sinnvoll.

Eine nähere Beratung kann durch die Repowering-InfoBörse der Kommunalen Umwelt-AktioN U.A.N. (www.repowering-kommunal.de) erfolgen.“


Geräuschemissionen alter und neuer Windenergieanlagen

Datenbasis: Januar 2006 (165 Messberichte, Normalbetrieb)

Betriebszustand: 95% PNenn

bzw. vs = 10 m/s

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

PNenn [kW]

LW

A [

dB

]

LWA = 5,6 lg (P Nenn/1kW) + 85,2

LWA [dB]

Im Rahmen des Repowerings können alte laute WEA gegen

leistungsstärkere, aber leisere neue

Anlagen ausgetauscht

werden.


Geräuschemissionen alter und neuer Windenergieanlagen

Datenbasis: Januar 2006 (165 Messberichte, Normalbetrieb)

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

PNenn [kW]

LW

A [

dB

]

LWA = 5,6 lg (P Nenn/1kW) + 85,2

LWA [dB]

Im Rahmen des Repowerings können alte laute WEA gegen

leistungsstärkere, aber leisere neue

Anlagen ausgetauscht

werden.

ca. 100 dB(A) ca. 104 dB(A)

104 dB < 100 dB + 10 lg (4) dB = 106 dB


Stichwort: Repowering (Ausgangssituation)

45,0

45,0

40,0

40,0

Y: IRW = 40 dB

L: IRW = 45 dB

I: IRW = 45 dB

S: IRW = 40 dB

O: IRW = 45 dB

G: IRW = 45 dB

H: IRW = 45 dB

N: IRW = 45 dB

W: IRW = 40 dB

Anzahl der Anlagen: 66

Elektr. Leistung: 36,3 MW

Die Immissionswerte sind überschritten


Stichwort: Repowering – Gemeindliches Repowering-Konzept

41,7

46,8

45,0

41,7

Y: IRW = 40 dB

L: IRW = 45 dB

I: IRW = 45 dB

S: IRW = 40 dB

O: IRW = 45 dB

G: IRW = 45 dB

H: IRW = 45 dB

N: IRW = 45 dB

W: IRW = 40 dB

R: IRW = 45 dB

C: IRW = 45 dB

1000 m

Anzahl der Anlagen: 27 Elektr. Leistung: 54 MW

Genehmigungsfähig (3.2.1 Abs. 3 TA Lärm)

Vorteil der Erstellung eines Gesamtkonzeptes:

- Besserer Feldwirkungsgrad möglich,

- Höhere Erträge

- Vermeidung erheblicher Belästigungen


Stichwort: Repowering – Einzelne Anlagen des Windparks

Kapitel 5: Genehmigung von Windenergieanlagen

5.2.1.2 Repowering in durch Lärm vorbelasteten Gebieten

Sanierungskonzept für den gesamten Windpark erarbeiten:

1) Berechnung der „übertragbaren“ Immissionsanteile auf Basis gleicher Schallleistungspegel für jede Anlage so, dass insgesamt eine genehmigungsfähige Situation entsteht

2) Immissionen der neuen Anlagen dürfen nicht größer sein als die „übertragbaren“ Immissionsanteile der alten Anlagen, die für die neuen Anlagen außer Betrieb genommen werden.

(Das prinzipielle Verfahren ist im Repowering-Erlass vom 27.04.2007 dargestellt. Ein Leitfaden zur Erläuterung des Vorgehens ist in Vorbereitung.)


Stichwort: Repowering – Einzelne Anlagen des Windparks

Kapitel 5: Genehmigung von Windenergieanlagen

5.2.1.2 Repowering in durch Lärm vorbelasteten Gebieten

1) Berechnung der „übertragbaren“ Immissionsanteile auf Basis gleicher Schallleistungspegel für jede Anlage so, dass insgesamt eine genehmigungsfähige Situation entsteht

LWA2 = 100 dB

Lges = 47,3 dB, IRW + 1 = 45 dB

LWA1 = 102 dB

L1= 44,5 dB

A = 57,5 dB

L2= 44,0 dB

A = 56,0 dB

Ausgangssituation

LWA2 = 99,7 dB

Lges = 46,0 dB, IRW +1 = 46 dB

LWA1 = 99,7 dB

L1= 42,2 dB

A = 57,5 dB

L2= 43,7 dB

A = 56,0 dB

„zulässige“ Schallleistungspegel

-> übertragbare Immissionsanteile


Sanierungskonzept: „Übertragbare Immissionsanteile“

Es sollen die WEA En008, En028 und En007 durch eine neue WEA ersetzt werden.

1. Immissionsrichtwert ist um mehr als 1 dB(A) bereits überschritten. -> hochbelastetes Gebiet.

45,0

40,0

IRW = 40

En008

En028

En007


40.0

40.0

45.045.0

35.0

35.0

45.0

I 3: IRW = 40 dB(A)

I 7: IRW = 45 dB(A) I 8: IRW = 45 dB(A)

I 12: IRW = 45 dB(A)

I 11: IRW = 45 dB(A)

En028

En007

En008I 1

En007, En008 und En028 sollen durch eine neue WEA ersetzt werden

2. Wenn alle WEA einen Schall-leistungspegel von 98,0 dB(A) aufweisen, wird der Richtwert am maßgeblichen Immissionsort gerade eingehalten

3. Berechnung der „übertragbaren Immissionsanteile“ unter Ansatz von LWA = 99,0 dB


Anlage / I-Ort I 3 I 7 I 8 I 12

En007 20,9 33,1 25,4 38,8

En008 21,5 34,7 24,7 33,9

En 028 20,2 37,4 27,5 35,5

energ. Summe 25,7 40,2 30,8 41,3



4. Berechnung der Immissionen der neuen Anlage (LWA = 101,7 dB) und Vergleich mit den

„übertragbaren Immissionsanteilen:

Anlage / I-Ort I 3 I 7 I 8 I 12

neue Anlage 25,0 39,6 30,7 41,3

energ. Summe 25,7 40,2 30,8 41,3

Differenz -0,7 -0,6 -0,1 0

5. Da die von der neuen Anlage ausgehenden Immissionen nicht

größer sein werden als die energetische Summe der

„übertragbaren Immissionsanteile“ der drei alten WEA, ist die Planung grundsätzlich genehmigungsfähig.


5.2.1.1 letzter Satz:

„Im Falle einer rechnerischen Richtwertüberschreitung ist die Übertragung von Schallkontingenten verschiedener Anlagen untereinander grundsätzlich möglich.“

Stichwort: Übertragung von Schallkontingenten

- Anwendbar nur in bestehenden Situationen

- Verbesserung der Immissionssituation

- Die Regelung darf langfristig nicht die akustische Sanierung (Repowering) einer belasteten Situation verhindern.


5.2.1.1 „Tonhaltigkeiten werden bei Neuplanungen wie folgt bewertet:

0 < KTN < 2 Tonhaltigkeitszuschlag KT von 0 dB

2 < KTN < 4 Tonhaltigkeitszuschlag KT von 3 dB

KTN > 4 Tonhaltigkeitszuschlag KT von 6 dB

Stichwort: Einzeltonhaltigkeit und Stand der Technik

Erlass aus 2005:0 < KTN < 1 Tonhaltigkeitszuschlag KT von 0 dB1 < KTN < 4 Tonhaltigkeitszuschlag KT von 3 dBKTN > 4 Tonhaltigkeitszuschlag KT von 6 dB

Hinweis: Das Ergebnis der Tonhaltigkeitsanalyse ergibt für KTN immer einen ganzzahligen Wert.

Neue Anlagen mit KTN > 2 dB entsprechen nicht dem Stand der Technik.

In Ausnahmefällen (nachts KTN < 2 dB) ist auch KTN = 2 dB zulässig. Nachtbetrieb mit KTN = 2 dB erst dann zulässig, wenn Nachweis vorliegt, dass in der konkreten Situation immissionsseitig keine Tonhaltigkeit auftritt.



0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 1 2 3 4 5 6

Tonhaltigkeit KTN [dB]

An

zah

l d

er M

essb

eric

hte

Auswertung von 50 Messberichten aus dem Zeitraum Nov. 2002 - Nov. 200540

4 6

KTN = 2 dB ist nach Erfahrung des LANUVs beschwerdeträchtig.

„Es wird empfohlen, den oberen Bereich der Emissionswerte bei 80% bis 90% der Summenhäufigkeit der zugrunde liegenden Emissisionswerte durch (L1) abzugrenzen; damit soll verdeutlicht werden, dass die Geräuschemissionen oberhalb von (L1) im Allgemeinen vermeidbar sind.“ (VDI-ETS-HS 1988)

Datenlage, die zum Erlass 2005 führte



Spektren der Geräusche von 4 WEA-Prototypen (P > 2 MW) (Messung: Delta 2008)

Bei Prototypen kann Tonhaltigkeit ein Problem darstellen.


Stichwort: Qualität der Prognose

„Bei der Schallimmissionsprognose ist der Nachweis zu führen, dass unter Berücksichtigung der oberen Vertrauensbereichsgrenze aller Unsicherheiten (insbesondere der Emissionsdaten und der Ausbreitungsrechnung) der nach TA Lärm ermittelte Beurteilungspegel mit einer Wahrscheinlichkeit von 90% den für die Anlage anzusetzenden Immissionsrichtwert einhält.

Soweit neuere Erkenntnisse zum Prognosemodell vorliegen, sind diese zu berücksichtigen.“

Anmerkung: In 2012 soll ein Untersuchungsvorhaben durchgeführt werden, welches die Qualität des Prognosemodells der DIN ISO 9613-2 für hochliegende Quellen zur Nachtzeit betrachtet. Die Ausschreibung für die Vergabe des Forschungsvorhabens wird zur Zeit durch das LANUV vorbereitet.


Stichwort: Rundung von Beurteilungspegeln

„Der Beurteilungspegel ist als ganzzahliger Wert anzugeben (siehe auch LAI-Empfehlung der 101. Sitzung, 9.-11. Mai 2001). Die Rundungsregeln gemäß Nr. 4.5.1 DIN 1333 sind anzuwenden.“

DIN 1333, Nr. 4.5.1:

„Zur Zahl wird der halbe Stellenwert der Rundestelle addiert, und im Ergebnis werden die Ziffern hinter der Rundestelle weggelassen.“

Beispiel für die Rundung auf die erste Stelle vor dem Komma:

Zahl 1,499 1,500 2,500

halber Rundestellenwert 0,5 0,5 0,5

Summe 1,999 2,000 3,000

gerundete Zahl 1 2 3


Stichwort: „Gemengelage“ zum Außenbereich

„Bei einem Aufeinandertreffen verschiedener Gebietstypen kann es angemessen sein, Zwischenwerte zu bilden (vg. 6.7 – Gemengelage – TA Lärm), soweit dies nach der gegenseitigen Pflicht zur Rücksichtnahme erforderlich ist. Dieser Zwischenwert ist in jedem Einzelfall unter Beachtung der konkreten Sachverhaltsumstände zu bilden. Grenzt etwa ein reines Wohngebiet an den Außenbereich, können im Randbereich einer solchen Wohnnutzung Geräusche mit einem Beurteilungspegel von 40 dB(A) nachts zumutbar sein (OVG NRW, 7 B 1339/99, Urteil v. 4.11.99)“

WEA1

WEA2

WEA3

WEA4

WEA5

WR


Stichwort: Abnahmemessung

Sollte eine Abnahmemessung erforderlich sein, ist wie folgt zu verfahren:

LWA(Abnahmemessung) + KI + KT < LWA(Mittelwert Planung) + 1,28 P

Auszug aus VV BImSchG:

„19.1.3 Die zuständigen Behörden sollen die gesetzlich gegebenen Möglichkeiten zur Überwachung der Emissionen und Immissionen nutzen, insbesondere die Anordnungsbefugnisse nach §§ 28 und 29.“

„Eine Abnahmemessung ist nicht erforderlich, wenn Erkenntnisse vorliegen, die eine Emissionswertüberschreitung sicher ausschließen.


Stichwort: Abnahmemessung – Was ist verhältnismäßig?

(siehe auch Piorr: Garantierte Emissionswerte – Was ist das?

2. Rheiner Windenergie-Forum 2004)

„It is therefore recommended that for practical purposes a minimum of five repeat measurements or five machines may be used.“

FGW-Richtlinie, Teil 1: Kennzeichnung auf Basis von mindestens 3 Messungen („Aus statistischen Gründen ist eine höhere Anzahl von Messungen wünschenswert.“)

(2001)


Stichwort: Abnahmemessung – Was ist verhältnismäßig?

Vergleich der Messwerte mit den Garantiewerten: 304 Messungen (49 Typen,16 Hersteller)

O.Bunk: „Schallleistungspegel von Windenergieanlagen – Die drei ???“ (6. Rheiner Windenergie-Forum 2011)


Stichwort: Infrastrukturtrassen und Windenergieanlagen

4.3.2 Konzentrationszonen entlang vorhandener Infrastrukturachsen

„Der Ansatz dabei ist, dass unter bestimmten Umständen vergleichbare oder ähnliche Umwelteinwirkungen von Infrastrukturtrassen und Windenergieanlagen bestehen, die sich so überlagern, dass die Trassenkorridore ... durch eine zusätzliche Belastung nicht oder eher geringfügig weiter entwertet werden.

5.2.1.4 Bei der Genehmigung von Windenergieanlagen an Infrastrukturtrassen ist zur Beurteilung der Überlagerung der Geräusche der Windenergieanlagen durch die Verkehrsgeräusche eine Einzelfallbetrachtung auf der Grundlage des Abschnitts 3.2.1 Absatz 5 der TA Lärm erforderlich.“

TA Lärm, Abschnitt 3.2.1 Absatz 5: Ständig vorherrschende Fremdgeräusche:LAeq(Anlagengeräusche) < LAF95(Fremdgeräusche) – 1 dB


Stichwort: Infrastrukturtrassen und Windenergieanlagen

TA Lärm, Abschnitt 3.2.1 Absatz 5: Ständig vorherrschende Fremdgeräusche:

LAeq(Anlagengeräusche) < LAF95(Fremdgeräusche) – 1 dB

Achtung: Die RLS-90 und die 16. BImSchV prognostizieren nicht den LAF95,sondern den LAeq der Verkehrsgeräusche.

Abb. aus: I. Fikas, R. Greiner: „Ermittlung des Zusammenhangs zwischen dem Perzentilpegel LAF95 und dem rechnerischen Mittelungspegel Lm gemäß RLS-90 bei Straßenverkehrswegen“,Z.f.Lärmbekämpfung (2004), S. 156-160

D: Abstand zur Straße

S: Abstand zwischen den Fahrzeugen


Stichwort: Kleinwindanlagen

6.2.1 Immissionsschutzrechtliche Voraussetzungen

„Für Kleinwindanlagen gilt infolge von § 22 BImSchG, dass sie die gebietsbezogenen Immissionsrichtwerte nach Nr. 6.1 TA Lärm und sonstige immissionsschutzrechtliche Anforderungen einhalten müssen...

Insbesondere bei Anlagen im Innenbereich sind im baurechtlichen Genehmigungsverfahren aussagekräftige Unterlagen vorzulegen, die eine Prüfung der immissionsschutzrechtlichen Zulässigkeit des Betriebs ermöglichen (z.B. gesicherte Datenblätter).“



70

80

90

100

110

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Nennleistung [kW]

L WA [

dB]

70

80

90

100

110

120

0,1 1 10 100 1000 10000

Nennleistung [kW]

L WA [

dB]

Kleinwindanlagen

Schallleistungspegel von Windenergieanlagen



30

35

40

45

50

55

60

0 50 100 150 200 250

Abstand [m]

LA

eq [

dB

]

LWA = 90 dB, hs = 15 m, hr = 5 m

LWA = 90 dB

Quellenhöhe: 15 m

Immissionsorthöhe: 5 m

Bei den im Siedlungsbereich häufig gegebenen geringen Abständen zur Nachbarschaft kann ohne Kenntnis der Emissionsdaten einer Kleinwindanlage nicht ausgeschlossen werden, dass ihre nächtlichen Geräuschimmissionen zu erheblichen Belästigungen führen werden.

Berechnung nach DIN ISO 9613-2 (Alternatives Verfahren)



Kleinwindanlagen sind unter Berücksichtigung der von ihnen erzeugbaren elektrischen Leistung deutlich lauter als Großwindanlagen.

60

70

80

90

100

110

120

0,1 1 10 100 1000 10000

elektrische Nennleistung [kW]

spez

. S

chal

llei

stu

ng

speg

el [

dB

(A)] Kleinwindanlage

spez. Schallleistungspegel = LWA – 10 lg (PNenn / 1 kW) dB

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1 Immissionsschutz & Neuer NRW-Windenergie-Erlass Geräuschemissionen und – immissionen von Windenergieanlagen im Windenergie- Erlass vom 11.07.2011 Dipl.-Ing