風電場運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，我國風電裝機增長迅速，風電機組規模逐漸朝著大型化方向發展，為了進一步提高風電場運行效率，開發區域已轉移至低風速地區。由于管理部門缺少對風電場運行噪聲排放問題的重視，風電場噪聲污染問題日漸突顯，噪聲擾民現象嚴重，加劇了風電場與群眾之間的矛盾，對風電場運行穩定以及經濟效益獲取造成了一定阻礙。本文主要圍繞風電場運行期間噪聲影響范圍展開論述，并提出針對性措施，希望能夠對風電場周圍噪聲進行科學控制。

關鍵詞：風電場運行;噪聲影響范圍;防治措施

引言

現階段，我國面臨著資源供應緊張，環境保護標準愈加嚴格的局面，風能作為可再生能源的基本類型，具有清潔性作用，在風能資源較為豐富地區一經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，我國風電裝機增長迅速，但是與傳統能源發電相比，占比仍然只是小數。據調查，2021年1月-8月全國發電量累計為5.3894萬億千瓦時，相比2020年同期增長了6166.1億千瓦時，累計同比增長11.3%，其中風電發電量3650.8億千瓦時，占比為全國發電量的6.77%，具有非常強大的發展潛力。

1、風力發電機結構

發展到現代的風力發電機組，按照傳動鏈結構特點可分為三大類主流常見的機組：第一、低速發電機（傳動比=1），分為永磁直驅或勵磁直驅機組;第二，B-中速發電機（傳動比=10～50），半直驅機組;第三、C-高速發電機（傳動比=50-100+以上），雙饋或失速型機組。其主要的組成可以分為三大部分：第一、主傳動系統：主軸、主軸承、 齒輪箱、 剎車系統 聯軸器、發電機、 鎖定系統、潤滑系統;第二、偏航系統：偏航電機、偏航減速器 偏航軸承、制動系統;第三、變槳系統：變槳電機、變槳減速器 變槳軸承。

2、噪聲影響

2.1噪聲源

風電機組噪聲主要來自空氣動力學噪聲、機械噪聲及結構噪聲。機械噪聲及結構噪聲主要有：由于齒輪、軸承等機械部件在運轉過程中相互碰撞摩擦產生振動，而通過固體結構輻射噪聲;不平衡的電磁力使發電機產生電磁振動，并通過固體結構輻射電磁噪聲;由轉動軸等旋轉機械部件產生周期作用力激發的噪聲。

2.2噪聲影響范圍

風能發電廠機群排列是通過測風塔所測得的當地風場參數確定。通常情況下，如果是風機排距大于200m，則風機之間產生的影響即可忽略不計。但現階段，由于國內外大中型風電場風機排距一般都大于200m，所以，在對聲環進行評估時，一般都不考慮單臺風機群噪聲影響問題，而是重點分析單臺風機對其周邊聲環產生的環境影響。一般風力發電機應遠離居住區250米以上會滿足要求。噪聲在60分貝下壞境是安全環境，在80分貝以上為噪聲環境，白天等效噪聲值為55分貝，夜間應低于40分貝，商業工業混雜區噪聲值為60分貝，超標則影響人體健康。

風機周圍環境受聲點噪聲是由環境背景噪聲和風機噪聲能量衰減疊加后的聲級。風機噪聲主要為空氣動力型噪聲，即主要是旋轉的風機葉片和空氣的摩擦聲，對于同一風機，其噪聲主要與風速有關，當風速增加時，風機噪聲隨之增大。

對新建風電場，選取合適的噪聲預測模型，并將風速8m/s作為考慮因素，同時類比當地同類機型噪聲監測結果，綜合分析后，確定噪聲影響范圍，并劃定為以風機機座為中心、夜間噪聲達標距離為半徑的圓形區域，作為噪聲防護區，提出噪聲防護區內不能建設居民住宅等敏感建筑物的建議。

對已建風電場，由于風機實際運行過程中，所處環境中的風速不斷變化，因此從最不利影響因素角度分析，在確定風力發電機組噪聲影響范圍時，應以當地風速8m/s情況下，夜間噪聲的達標距離為準。

3、聲環境保護目標

通常情況下，風電場聲環境敏感目標多指住宅區、機關單位、學校醫院、野生保護區等場所，這些場所對噪聲具有一定敏感性。風電場會分布在人口稀少區域，如西北黃土高原上，敏感目標多為住宅區，且具有分散性分布特征，一片區域只有1到3戶居民。

4、噪聲防治措施

4.1新建風電場噪聲預防措施

對新建風電場，應嚴格秉持“預防為主、防治結合”原則，在環境影響評價、設計、設備采購、運行階段對風機噪聲予以控制。①在環評、設計、選址階段，詳細調查每臺風機噪聲影響范圍內的敏感目標分布情況，一旦防護距離區域內的居民，則首先采取避讓保護距離措施，并調整各風機機位。在不可避免的情形下，對附近居民等敏感點進行了搬遷，并根據國家有關法規予以了賠償。②風機廠家早在生產時就制定了如下的安全措施：風電機采用隔音防震型，變速齒輪箱為減噪型，風機艙內表層貼覆阻尼隔聲材料，葉片用減速葉片等[1]。

4.2已建成風電場噪聲治理措施

對于已建成風電場噪聲防治措施，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。針對風機噪聲產生特點，目前噪聲源控制措施主要從降低機械噪聲入手，如阻尼減振、隔聲、消聲、吸聲及隔振等。②傳播途徑。由于風機體積大、高度較高，采取隔聲屏障、綠化隔離帶等措施，對噪聲影響范圍內敏感目標噪聲治理效果不明顯[2]。

總結

風電場建設普遍存在噪聲污染嚴重情況，而噪聲排放又屬于環境影響當中的一種，相關管理部門應高度重視這類問題。在建設風電場過程中，應對每個機位進行逐一噪聲評估，采取科學手段控制噪聲傳播，達到降噪目的。同時，對由降噪措施引起的電量損耗進行定量分析，盡可能調節噪聲控制合理與風電場建設經濟性之間關系，確保風電場建設順利開展。

參考文獻：

[1]楊柳，陳少敏，巫發明，李潤旭，陳世超.兆瓦級風電機組噪聲源研究及降噪優化[J].風能，2021（07）：80-85.

[2]李曉玲，蔣立榮，李凌云.風電場運行期噪聲影響范圍及防治措施[J].內燃機與配件，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：內蒙古呼和浩特市，學歷： ?大學本科，職稱： ?工程師，研究方向：環境工程