風(fēng)電場運(yùn)行期噪聲影響范圍及防治措施

郭曉娜 張爽爽

摘要：自改革開放之后，我國風(fēng)電裝機(jī)增長迅速，風(fēng)電機(jī)組規(guī)模逐漸朝著大型化方向發(fā)展，為了進(jìn)一步提高風(fēng)電場運(yùn)行效率，開發(fā)區(qū)域已轉(zhuǎn)移至低風(fēng)速地區(qū)。由于管理部門缺少對風(fēng)電場運(yùn)行噪聲排放問題的重視，風(fēng)電場噪聲污染問題日漸突顯，噪聲擾民現(xiàn)象嚴(yán)重，加劇了風(fēng)電場與群眾之間的矛盾，對風(fēng)電場運(yùn)行穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)效益獲取造成了一定阻礙。本文主要圍繞風(fēng)電場運(yùn)行期間噪聲影響范圍展開論述，并提出針對性措施，希望能夠?qū)︼L(fēng)電場周圍噪聲進(jìn)行科學(xué)控制。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電場運(yùn)行;噪聲影響范圍;防治措施

引言

現(xiàn)階段，我國面臨著資源供應(yīng)緊張，環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)愈加嚴(yán)格的局面，風(fēng)能作為可再生能源的基本類型，具有清潔性作用，在風(fēng)能資源較為豐富地區(qū)一經(jīng)推廣就受到了大眾青睞，其逐漸成為未來我國電力資源主要來源之一。改革開放之后，我國風(fēng)電裝機(jī)增長迅速，但是與傳統(tǒng)能源發(fā)電相比，占比仍然只是小數(shù)。據(jù)調(diào)查，2021年1月-8月全國發(fā)電量累計(jì)為5.3894萬億千瓦時(shí)，相比2020年同期增長了6166.1億千瓦時(shí)，累計(jì)同比增長11.3%，其中風(fēng)電發(fā)電量3650.8億千瓦時(shí)，占比為全國發(fā)電量的6.77%，具有非常強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)

發(fā)展到現(xiàn)代的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，按照傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為三大類主流常見的機(jī)組：第一、低速發(fā)電機(jī)（傳動(dòng)比=1），分為永磁直驅(qū)或勵(lì)磁直驅(qū)機(jī)組;第二，B-中速發(fā)電機(jī)（傳動(dòng)比=10～50），半直驅(qū)機(jī)組;第三、C-高速發(fā)電機(jī)（傳動(dòng)比=50-100+以上），雙饋或失速型機(jī)組。其主要的組成可以分為三大部分：第一、主傳動(dòng)系統(tǒng)：主軸、主軸承、 齒輪箱、 剎車系統(tǒng) 聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)、 鎖定系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng);第二、偏航系統(tǒng)：偏航電機(jī)、偏航減速器 偏航軸承、制動(dòng)系統(tǒng);第三、變槳系統(tǒng)：變槳電機(jī)、變槳減速器 變槳軸承。

2、噪聲影響

2.1噪聲源

風(fēng)電機(jī)組噪聲主要來自空氣動(dòng)力學(xué)噪聲、機(jī)械噪聲及結(jié)構(gòu)噪聲。機(jī)械噪聲及結(jié)構(gòu)噪聲主要有：由于齒輪、軸承等機(jī)械部件在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中相互碰撞摩擦產(chǎn)生振動(dòng)，而通過固體結(jié)構(gòu)輻射噪聲;不平衡的電磁力使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電磁振動(dòng)，并通過固體結(jié)構(gòu)輻射電磁噪聲;由轉(zhuǎn)動(dòng)軸等旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件產(chǎn)生周期作用力激發(fā)的噪聲。

2.2噪聲影響范圍

風(fēng)能發(fā)電廠機(jī)群排列是通過測風(fēng)塔所測得的當(dāng)?shù)仫L(fēng)場參數(shù)確定。通常情況下，如果是風(fēng)機(jī)排距大于200m，則風(fēng)機(jī)之間產(chǎn)生的影響即可忽略不計(jì)。但現(xiàn)階段，由于國內(nèi)外大中型風(fēng)電場風(fēng)機(jī)排距一般都大于200m，所以，在對聲環(huán)進(jìn)行評估時(shí)，一般都不考慮單臺風(fēng)機(jī)群噪聲影響問題，而是重點(diǎn)分析單臺風(fēng)機(jī)對其周邊聲環(huán)產(chǎn)生的環(huán)境影響。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)應(yīng)遠(yuǎn)離居住區(qū)250米以上會(huì)滿足要求。噪聲在60分貝下壞境是安全環(huán)境，在80分貝以上為噪聲環(huán)境，白天等效噪聲值為55分貝，夜間應(yīng)低于40分貝，商業(yè)工業(yè)混雜區(qū)噪聲值為60分貝，超標(biāo)則影響人體健康。

風(fēng)機(jī)周圍環(huán)境受聲點(diǎn)噪聲是由環(huán)境背景噪聲和風(fēng)機(jī)噪聲能量衰減疊加后的聲級。風(fēng)機(jī)噪聲主要為空氣動(dòng)力型噪聲，即主要是旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)葉片和空氣的摩擦聲，對于同一風(fēng)機(jī)，其噪聲主要與風(fēng)速有關(guān)，當(dāng)風(fēng)速增加時(shí)，風(fēng)機(jī)噪聲隨之增大。

對新建風(fēng)電場，選取合適的噪聲預(yù)測模型，并將風(fēng)速8m/s作為考慮因素，同時(shí)類比當(dāng)?shù)赝悪C(jī)型噪聲監(jiān)測結(jié)果，綜合分析后，確定噪聲影響范圍，并劃定為以風(fēng)機(jī)機(jī)座為中心、夜間噪聲達(dá)標(biāo)距離為半徑的圓形區(qū)域，作為噪聲防護(hù)區(qū)，提出噪聲防護(hù)區(qū)內(nèi)不能建設(shè)居民住宅等敏感建筑物的建議。

對已建風(fēng)電場，由于風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行過程中，所處環(huán)境中的風(fēng)速不斷變化，因此從最不利影響因素角度分析，在確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組噪聲影響范圍時(shí)，應(yīng)以當(dāng)?shù)仫L(fēng)速8m/s情況下，夜間噪聲的達(dá)標(biāo)距離為準(zhǔn)。

3、聲環(huán)境保護(hù)目標(biāo)

通常情況下，風(fēng)電場聲環(huán)境敏感目標(biāo)多指住宅區(qū)、機(jī)關(guān)單位、學(xué)校醫(yī)院、野生保護(hù)區(qū)等場所，這些場所對噪聲具有一定敏感性。風(fēng)電場會(huì)分布在人口稀少區(qū)域，如西北黃土高原上，敏感目標(biāo)多為住宅區(qū)，且具有分散性分布特征，一片區(qū)域只有1到3戶居民。

4、噪聲防治措施

4.1新建風(fēng)電場噪聲預(yù)防措施

對新建風(fēng)電場，應(yīng)嚴(yán)格秉持“預(yù)防為主、防治結(jié)合”原則，在環(huán)境影響評價(jià)、設(shè)計(jì)、設(shè)備采購、運(yùn)行階段對風(fēng)機(jī)噪聲予以控制。①在環(huán)評、設(shè)計(jì)、選址階段，詳細(xì)調(diào)查每臺風(fēng)機(jī)噪聲影響范圍內(nèi)的敏感目標(biāo)分布情況，一旦防護(hù)距離區(qū)域內(nèi)的居民，則首先采取避讓保護(hù)距離措施，并調(diào)整各風(fēng)機(jī)機(jī)位。在不可避免的情形下，對附近居民等敏感點(diǎn)進(jìn)行了搬遷，并根據(jù)國家有關(guān)法規(guī)予以了賠償。②風(fēng)機(jī)廠家早在生產(chǎn)時(shí)就制定了如下的安全措施：風(fēng)電機(jī)采用隔音防震型，變速齒輪箱為減噪型，風(fēng)機(jī)艙內(nèi)表層貼覆阻尼隔聲材料，葉片用減速葉片等[1]。

4.2已建成風(fēng)電場噪聲治理措施

對于已建成風(fēng)電場噪聲防治措施，可以從噪聲源、噪聲傳播途徑和噪聲接受者三方面控制。①噪聲源。降低聲源本身的噪聲是治本的方法。針對風(fēng)機(jī)噪聲產(chǎn)生特點(diǎn)，目前噪聲源控制措施主要從降低機(jī)械噪聲入手，如阻尼減振、隔聲、消聲、吸聲及隔振等。②傳播途徑。由于風(fēng)機(jī)體積大、高度較高，采取隔聲屏障、綠化隔離帶等措施，對噪聲影響范圍內(nèi)敏感目標(biāo)噪聲治理效果不明顯[2]。

總結(jié)

風(fēng)電場建設(shè)普遍存在噪聲污染嚴(yán)重情況，而噪聲排放又屬于環(huán)境影響當(dāng)中的一種，相關(guān)管理部門應(yīng)高度重視這類問題。在建設(shè)風(fēng)電場過程中，應(yīng)對每個(gè)機(jī)位進(jìn)行逐一噪聲評估，采取科學(xué)手段控制噪聲傳播，達(dá)到降噪目的。同時(shí)，對由降噪措施引起的電量損耗進(jìn)行定量分析，盡可能調(diào)節(jié)噪聲控制合理與風(fēng)電場建設(shè)經(jīng)濟(jì)性之間關(guān)系，確保風(fēng)電場建設(shè)順利開展。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊柳，陳少敏，巫發(fā)明，李潤旭，陳世超.兆瓦級風(fēng)電機(jī)組噪聲源研究及降噪優(yōu)化[J].風(fēng)能，2021（07）：80-85.

[2]李曉玲，蔣立榮，李凌云.風(fēng)電場運(yùn)行期噪聲影響范圍及防治措施[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（04）：88-89.DOI：10.19475/j.cnki.issn1674-957x.2017.04.038.

作者簡介：郭曉娜，出生年月：1982/08/27，性別：女，民族： ?蒙古，籍貫：內(nèi)蒙古呼和浩特市，學(xué)歷： ?大學(xué)本科，職稱： ?工程師，研究方向：環(huán)境工程