Budowa elektrowni wiatrowej

Obracające się łopaty wirnika turbiny wiatrowej rzucają na otaczające je tereny cień, powodując tzw. efekt migotania nazywany również niesłusznie efektem stroboskopowym. Z efektem migotania cieni mamy do czynienia głównie w krótkich okresach dnia, w godzinach porannych i popołudniowych, gdy nisko położone na niebie słońce świeci zza turbiny, a cienie rzucane przez łopaty wirnika są mocno wydłużone. Jest on szczególnie zauważalny w okresie zimowym, kiedy to kąt padania promieni słonecznych jest stosunkowo mały (EDR, 2009).

Naukowcy są zgodni, że migotanie o częstotliwości powyżej 2,5 Hz1, zwane efektem stroboskopowym, może być dla człowieka uciążliwe. Ale tylko u 5% osób chorych na epilepsję, które poddano badaniu wpływu migotania światła na samopoczucie, częstotliwości w zakresie 2,5 - 3 Hz wywołały negatywne efekty. U większości osób reakcja ze strony organizmu pojawia się przy wielokrotnie wyższych częstotliwościach, rzędu 16 - 25 Hz. Wg British Epilepsy Association (Brytyjskiego Stowarzyszenia Epilepsji) nie ma żadnych dowodów na to, że zjawisko migotania cieni, którego źródłem jest farma wiatrowa, może wywoływać ataki epilepsji. Maksymalne częstotliwości migotania wywołanego przez współczesne turbiny wiatrowe nie przekraczają bowiem 1 Hz, czyli znajdują się dużo poniżej progowej wartość 2,5 Hz i nie powinny być odbieranie jako szkodliwe (British Epilepsy Association, 2009).

Aby efekt migotania ceni wywoływany przez elektrownie wiatrowe mógł osiągnąć częstotliwość efektu stroboskopowego, a więc przekraczać wartość 2,5 Hz, rotor wiatraka musiałby wykonywać 50 obrotów wirnika na minutę, tymczasem nowoczesne wolnoobrotowe turbiny obracają się z prędkością maksymalną 20 obrotów na minutę. Nowoczesne turbiny wiatrowe wykonują natomiast nie więcej niż 12-20 obrotów na minutę (RES, 2008). Stare turbiny, mniejszych mocy (poniżej 500 kW) mogą obracać się znacznie szybciej, nawet powyżej 50 obrotów na minutę.

Intensywność zjawiska migotania cieni, a tym samym jego odbiór przez człowieka, uzależnione są od kilku czynników (Ove Arup and Partners, 2004):

- wysokości wieży i średnicy wirnika

- odległości „obserwatora” od farmy wiatrowej - im zabudowania mieszkalne są bardziej oddalone od inwestycji, tym efekt migotania cieni jest mniejszy. Zakłada się, że nie jest on w ogóle dostrzegalny przy odległości równej 10-krotnej średnicy rotora (a więc średnio przy 400 – 800 metrach)
pory roku

- zachmurzenia – im większe zachmurzenie tym mniejsza intensywność migotania cieni

- obecności drzew pomiędzy turbiną wiatrową a „obserwatorem” – znajdujące się pomiędzy turbiną wiatrową a „obserwatorem” drzewa lub budowle znacznie redukują efekt migotania cieni

- orientacji okien w budynkach, które znajdują się w strefie migotania cieni

- oświetlenia w pomieszczeniu – jeśli dane pomieszczenie doświetlenie jest przez oświetlenie sztuczne bądź przez okno, które nie znajduje się w strefie oddziaływania cieni, intensywność zjawiska migotania cieni w danym pomieszczeniu będzie znacznie ograniczona.

Już na etapie projektowania farmy wiatrowej specjalne programy komputerowe, np. WindPro, pozwalają na symulację zasięgu i intensywności zjawiska migotania cieni, z którym będziemy mieli do czynienia w konkretnym miejscu. Jest to zawsze tzw. najbardziej pesymistyczny scenariusz, z którym mielibyśmy do czynienia w przypadku zawsze bezchmurnego nieba oraz warunków wietrznych pozwalających na nieprzerwaną pracę turbin. (EDR, 2009). Niewątpliwie jednak możliwość modelowania tego zjawiska na etapie projektowania inwestycji umożliwia zaplanowanie i wdrożenie odpowiednich środków zaradczych, mających na celu ograniczenie negatywnego wpływu farmy w tym zakresie (np. w postaci strefy buforowej z roślinności drzewiastej).

Pomimo tego, że w żadnym kraju nie ma przepisów prawnych regulujących kwestie związane z migotaniem cieni, w kilku z nich istnieją wytyczne, do których inwestorzy farm wiatrowych się stosują. W Niemczech przyjęto, że gospodarstwa domowe i biura znajdujące się w bezpośrednim sąsiedztwie elektrowni wiatrowych mogą być narażone na efekt migotania cieni maksymalnie przez 30 godzin w ciągu roku i 30 minut dziennie, przy założeniu najbardziej pesymistycznego scenariusza, a więc bezchmurnego nieba (Klepinger, 2007). Podobne wytyczne stosuje się również w Belgii (PREDAC, 2004).