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Forschung: Windparks sollen leiser werden

Messmikrofon nahe einer Windkraftanlage auf der Schwäbischen Alb. © Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW)

| Kira Crome |

Forscher haben in einer Langzeit-Studie die Auswirkungen von Infraschall auf das gesundheitliche Befinden von Anwohnern eines Windparks untersucht. Einen Zusammenhang konnten sie aber nicht nachweisen. Jetzt werden die Forschungen auf einem Windenergieanlagen-Testfeld in der Schwäbischen Alb vertieft. Sie suchen weiter nach Antworten. Ziel ist außerdem, Lärm-Minderungsmaßnahmen für die Betriebsführung von Windenergieanlagen zu entwickeln.  

Windenergieanlagen verursachen Geräusche. Manche Menschen fühlen sich dadurch in ihrem gesundheitlichen Wohlbefinden gestört – auch wenn die Anlagen nachweislich die vorgeschriebenen Grenzwerte für Geräuschimmissionen einhalten. Bislang gibt es nur wenige Studien über den Zusammenhang zwischen Schallimmissionen und Belästigungsempfinden. In einem großangelegten Feldversuch im Windpark Wilstedt in der Nähe von Bremen hatten Wissenschaftler der Universität Halle-Wittenberg zwischen 2012 und 2014 erstmals systematisch physikalische Schallmessungen an den Anlagen vorgenommen und Anwohner befragt, ob und welche Art von Geräuschen sie wahrnehmen. Das Ergebnis: Jeder Zehnte Wilstedter fühlte sich stark belästigt. Warum das so ist, konnte das Forschungsteam nicht eindeutig erklären. In einem Folgeprojekt widmete sich ein Forschungsverbund deshalb insbesondere tieffrequentem Schall und nicht akustisch wahrnehmbarem Infraschall sowie Bodenerschütterungen.

Über die negativen Auswirkungen von Infraschall unterhalb der Wahrnehmungsschwelle liegen bisher nur wenige wissenschaftliche Erkenntnisse vor. Infraschall liegt im Frequenzbereich unter 20 Hertz, ist für die meisten Menschen nicht mit dem Gehör wahrnehmbar und gilt in der Diskussion um den Ausbau der Windenergienutzung als große Unbekannte. Die Untersuchungen im „TremAc“-Forschungsprojekt (kurz für: „Objektive Kriterien zu Erschütterungs- und Schallemissionen durch Windenergieanlagen im Binnenland“) gelten als bislang umfangreichste Schallforschung in Deutschland. Nun liegen die Ergebnisse des Verbundprojekts vor.

Unterhalb der Wahrnehmbarkeitsgrenze
Für ihre Studie haben die Forscher der Universitäten TU München, Halle-Wittenberg, Stuttgart und Bielefeld sowie des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) zusammen mit einem Ingenieursdienstleister die Schwingungen, die sich in der Atmosphäre als akustische und zugleich im Boden als seismische Wellen ausbreiten, im Windpark Wilstedt sowie an einer Windenergieanlage im baden-württembergischen Ingersheim gemessen. Die Schallmessungen sollten eine Forschungslücke schließen. Bislang habe die Wissenschaft Emission und Wahrnehmung von Geräuschen einerseits und Erschütterungen andererseits meist isoliert betrachtet, erklärt Theodoros Triantafyllidis, Leiter des Instituts für Bodenmechanik und Felsmechanik am KIT und Koordinator des TremAc-Forschungsverbunds. „Das greift jedoch zu kurz, um zu verstehen, warum Anwohner über Belästigungen durch Windkraftanlagen klagen, auch wenn die vorgeschriebenen Pegelwerte eingehalten werden und Menschen physiologisch gar nichts mehr hören dürften.“

Parallel dazu wurden die Anlagen-Anrainer nach ihren Wahrnehmungen befragt. Das Ergebnis: Die Schallwellen, die rings um den Windpark Wilstedt und die Anlage in Ingersheim gemessen und dem Anlagenbetrieb zugeordnet werden konnten, wiesen nur äußerst geringe Schallamplituden im tieffrequenten Bereich auf, sagt Johannes Pohl, Diplom-Psychologe am Institut für Psychologie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. „Und auch die gemessenen Bodenschwinggeschwindigkeiten wiesen Amplituden auf, welche um ein Vielfaches unterhalb der Spürbarkeitsgrenze des Menschen liegen.“ Das bedeutet: Die Schallemissionen seien für den Menschen nicht wahrnehmbar gewesen. „Dies macht es unwahrscheinlich, dass diese Wellenarten Stresseffekte auslösen oder ein Grund für erlebte Belästigungen sein können“, erklärt Pohl. Ein Zusammenhang zwischen akustischen oder seismischen Wellen und körperlichen oder psychischen Beschwerden lasse sich mit den Messungsdaten nicht plausibel nachweisen, schlussfolgern die Forscher.

Studie des Umweltbundesamtes kommt zu ähnlichem Ergebnis
Eine jüngst veröffentlichte Studie des Umweltbundesamtes (UBA) konnte ebenfalls keinen Zusammenhang zwischen Infraschallgeräuschen um oder unter der Wahrnehmungsschwelle und akuten körperlichen Reaktionen finden. Allerdings wurde die Studie als Experimentaluntersuchung mit einer geringen Anzahl von Versuchspersonen und einem vergleichsweise kurzen Beschallungszeitraum mit synthetischen reinen Infraschallsignalen durchgeführt. Daher können die Forschungsergebnisse nicht generalisiert und daraus keine möglichen langfristigen gesundheitlichen Auswirkungen von Infraschallimmissionen im Wohnumfeld abgeleitet werden, erklären die Autoren. Möglichen Langzeiteffekten könne nur eine Langzeitstudie im Wohnumfeld auf die Spur kommen. Ein entsprechendes Forschungsvorhaben will das UBA im kommenden Jahr auf den Weg bringen.

Folgeprojekt auf der Schwäbischen Alb will offene Fragen klären
Mit ihren Erkenntnissen aus dem TremAc-Projekt wollen sich die beteiligten Umweltpsychologen der Universität Halle-Wittenberg aber nicht zufriedengeben. Zwar konnten die notwendigen Messverfahren etabliert und optimiert werden, um tieffrequenten Schall und Infraschall im Wohnumfeld messen und Windenergieanlagen zuordnen zu können. Damit könnten die Ergebnisse der TremAc-Studie für die Windenergienutzung in Deutschland wegweisend sein, sagt Pohl: „Sie tragen zu einer Versachlichung der Diskussion rund um Bodenerschütterungen und den Infraschall bei.“ Einer Erklärung, warum manche Menschen sich durch Geräusche von Windenergieanlagen gestört fühlen, obwohl auch andere Geräte wie Klimaanlagen oder Kühlschränke in noch direkterer Nähe Infraschall erzeugen, ist die Forschung damit aber noch nicht näher. „Weitere Forschungen werden hierfür allerdings nötig sein – um einerseits eine noch windparkspezifischere Datenbasis zu schaffen und um andererseits die physikalischen und psychologischen Faktoren, die zu einer Belästigung beitragen können, besser zu verstehen“, erklärt Pohl.

Daher starten Umweltpsychologen ein Folgeprojekt, das auf den Erfahrungen der bisherigen Schallforschungsarbeit aufbaut. Ziel des Forschungsprojekts Inter-Wind (kurz für: Interdisziplinäre Analyse und Minderungsansätze – Anwohnererleben akustischer und seismischer Windenergieanlagen-Emissionen) ist es daher, besser als bisher zu verstehen, welche Faktoren bei der Belästigung durch Anlagengeräusche zusammenspielen – und aus diesem Wissen Verbesserungsansätze abzuleiten. Beteiligt sind Umwelt- und Sozialpsychologen der MSH Medical School Hamburg und Universität Halle-Wittenberg sowie das Karlsruher Institut für Technologie (KIT-GPI), das Stuttgarter Institut für Flugzeugbau (SWE) und das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW).

Untersucht wird, wie Meteorologie und geologischer Untergrund bei der Schall- und Bodenbewegungsausbreitung zusammenwirken, wie Geräusche von Windenergieanlagen von den Menschen wahrgenommen und beurteilt werden, welche Faktoren die Wahrnehmung beeinflussen und welche Maßnahmen bei bestimmten Wetterlagen als entlastend empfunden werden.

Die Feldforschung findet in und um die Windparks Tegelberg und Lauterstein auf der Schwäbischen Alb statt. Vor allem die Windenergieanlagen auf dem Tegelberg haben für Beschwerden in der nahen Gemeinde Kuchen gesorgt. Auch mit der dort aktiven Bürgerinitiative „Windkraftanlagen Kuchen“ wollen die Forscher zusammenarbeiten. Akustische Messungen finden nicht nur in den Windparks, sondern auch auf dem gerade genehmigten und im Aufbau befindlichen Windenergie-Forschungstestfeld WINSENT bei Stötten statt, das in unmittelbarer Nähe der Windparks liegt. Mit Hilfe der bereits errichteten Messmasten sollen Windgeschwindigkeit und -richtung, atmosphärische Schichtung, Bewölkung und Niederschlag erfasst und zusätzlich die jeweilige Ausbreitung von Schallwellen in der Luft und Erschütterungswellen im Boden gemessen werden.

Auf Basis der erhobenen Schalldaten wollen die Forscher Minderungsmaßnahmen entwickeln und auf dem Testfeld erproben. Die Windparkbetreiber haben sich bereit erklärt, gemeinsam veränderte Betriebsführungen auch in den kommerziell betriebenen Parks zu erproben, sollte die Analyse dazu Anregungen ergeben. Mit Ergebnissen rechnen die Forscher im Jahr 2022.