1. No category

HINDERBELYSNING
HÖGA VINDKRAFTVERK
2011-02-14
Upprättad av Anna Lund, WSP, för:
Uppdragsnr: 10146900
HINDERBELYSNING
Daterad: 2011-02-14
HÖGA VINDKRAFTVERK
Reviderad:
Handläggare: Anna Lund
Status:
HINDERBELYSNING
HÖGA VINDKRAFTVERK
Konsult
Anna Lund
WSP Ljusdesign
Box 13033
402 51 Göteborg
Besök: Rullagergatan 4
Tel: +46 31 727 25 00
Fax: +46 31 727 25 04
WSP Sverige AB
Org nr: 556057-4880
Styrelsens säte: Stockholm
www.wspgroup.se
Innehåll
BAKGRUND ........................................................................................................................ 3
C:\Documents and Settings\seas10640\Desktop\Rapport hinderbelysning 2011.docx
Mall: Rapport Advanced 2010.dot ver 1.0
HUR FUNGERAR LJUS ......................................................................................................... 4
TEKNISKA TERMER ....................................................................................................................4
LJUSETS EGENSKAPER – STYRKA OCH INTENSITET .............................................................................5
Dagljus i förhållande till elljus .........................................................................................5
Hur långt når ljuset? ........................................................................................................5
UPPLEVELSEN AV LJUS ...............................................................................................................6
Ljus och färg ....................................................................................................................6
Bländning ........................................................................................................................6
HINDERBELYSNING AV VINDKRAFTVERK ............................................................................ 7
KRAV FRÅN SVENSKA MYNDIGHETER .............................................................................................7
Vindkraftverk över 150 meter .........................................................................................7
Vindkraftverk under 150 meter .......................................................................................8
UPPLEVELSE VINDKRAFTBELYSNING ..............................................................................................9
TEST FÖRSÖK MED HINDERBELYSNING ............................................................................ 10
DRAGALIDEN .........................................................................................................................10
HUDS MOAR .........................................................................................................................10
KÄLLSJÖ ................................................................................................................................10
BREDHÄLLA, UPPVIDNINGE KOMMUN.........................................................................................10
2 (11)
Uppdragsnr: 10146900
HINDERBELYSNING
Daterad: 2011-02-14
HÖGA VINDKRAFTVERK
Reviderad:
Handläggare: Anna Lund
Status:
Bakgrund
Utbyggnaden av vindkraft i svensk skogsbygd har de senare åren tagit god fart och
många projekt växer för närvarande fram i alla delar av Sverige. En omständighet
vid utbyggnad av vindkraftparker är avvägandet mellan vindkraftverkets höjd,
kostnader och omgivningspåverkan. För närvarande konstrueras de flesta
vindkraftverk med en totalthöjd strax under 150 meter. Samtidigt pekar allt mer på
det finns ett behov av att kunna bygga vindkraftverk med en totalhöjd överstigande
150 meter.
Vindkraftverk över 150 meter skall enligt Transportstyrelsens regler (TSFS
2010:155) förses med s.k. högintensiv hinderbelysningen för att säkerställa att
vindkraftverken syns ur ett luftfartsperspektiv. Den högintensiva belysningen skall
monteras på vindkraftverkets högsta fasta punkt (dvs turbinhuset eller nacellen) och
utgöras av ett blinkande vitt ljus. Ljuset skall ha intensiteten 100.000 candela (cd)
dag, 20 000 cd skymning och gryning samt 2.000 cd vid mörker.
För att skapa en djupare förståelse för hur detta ser ut i verkligheten och skapa
underlag för framtida beslut i kommunerna har Stena Renewable gjort en tillfällig
installation av högintensivt vit lampa på en befintlig mätmast i Uppvidinge
kommun. Försöket sker i samverkan med leverantören av hinderljus, Orga och
Nätverket för vindbruk.
C:\Documents and Settings\seas10640\Desktop\Rapport hinderbelysning 2011.docx
Mall: Rapport Advanced 2010.dot ver 1.0
Syftet med denna rapport är ge representanter för kommun och länsstyrelse samt
allmänheten en skriftlig information om lagstiftning, teknik och påverkan vad det
gäller hinderbelysning av vindkraftverk över 150 meter.
3 (11)
Uppdragsnr: 10146900
HINDERBELYSNING
Daterad: 2011-02-14
HÖGA VINDKRAFTVERK
Reviderad:
Handläggare: Anna Lund
Status:
Hur fungerar ljus
Inom fysiken definieras ljus som elektromagnetisk strålning inom ett våglängdsområde som ögat är känsligt för. Strålningen är dock osynlig då den består av
strömmar av fotoner som bär på information i form av energi som sedan tolkas av
ögat och hjärnan.
Människan kan se i både ljus och mörker, vi adapterar (vänjer oss) vid olika
ljusförhållande. Hur snabbt vi adapterar beror på hur stor skillnaden är mellan de
ljusförhållande vi rör oss genom, men det är även åldersrelaterat. Yngre människor
adapterar snabbare än äldre och är därför inte lika känsliga för bländning.
Tekniska termer
Belysningsstyrka är måttet på hur mycket ljus som faller på en yta. Enheten är lux.
LED står för lightemitting diode, en allt vanligare, energieffektiv och långlivad liten
ljuskälla. Den konverterar direkt elektrisk energi utan värmeförluster till ljus.
Ljusflöde är måttet på hur mycket ljus en ljuskälla totalt avger i alla riktningar.
Enheten är lumen (lm).
Ljusstyrka är ett mått på hur mycket ljus en ljuskälla eller armatur avger i en
angiven vinkel, något som ofta redovisas i s.k. ljuskurvor. Enheten är candela (cd).
Ljusutbyte är en ljuskällas verkningsgrad och är förhållandet mellan ljusflödet och
ljuskällans wattförbrukning. Enhet är lumen/watt (lm/W).
C:\Documents and Settings\seas10640\Desktop\Rapport hinderbelysning 2011.docx
Mall: Rapport Advanced 2010.dot ver 1.0
Luminans motsvarar en ytas ljusstyrka per ytenhet i en bestämd riktning.
Beteckning för luminans är L och enheten cd/m2.
Spektralfördelning är hur en ljuskälla inom synstrålningens frekvensområde 380 780 nanometer (nm) fördelar sin elektromagnetiska strålning i våglängder, från kort
till lång, från blått till rött. Monokromatiska ljuskällor alstar sitt färgade ljus inom
en enda, avgränsad våglängd. "Vita" LED innehåller normalt liksom lysrör ett
lyspulver för att bredda dess spektrum.
4 (11)
Uppdragsnr: 10146900
HINDERBELYSNING
Daterad: 2011-02-14
HÖGA VINDKRAFTVERK
Reviderad:
Handläggare: Anna Lund
Status:
Ljusets egenskaper – styrka och intensitet
Belysningsstyrkan säger inget om hur vi ljus uppfattar omgivningen och ljusstyrka
säger inget om hur intensiv uppfattar ljuskällan. För att får en uppfattning av ljust
eller dunkelt måste omgivning och ljuskälla ställas i förhållande till varandra.
På natten gör det svaga månljuset stor skillnad för vårt seende därför att
grundförutsättningen är mörker. På samma sätt blir upplevelsen av en strålkastare
begränsad om den tänds i dagsljus, då det redan är mycket ljust i omgivningen.
Även avståndet till ljuskällan spelar stor roll. Ljusstyrkan minskar med avståndet,
jämför stjärnorna och solen, som egentligen också är en stjärna, bara mycket
närmare.
Dagljus i förhållande till artificiellt ljus
Det ljus vi människor kan åstadkomma är mycket svagt jämfört med solen. För att
sätta ljus i proportion så ger en molnig dag ger ungefär 2500 lux i belysningsstyrka
på marken. En normal kontorsbelysning inomhus är mycket svagare, 300-500 lux,
ändå upplevs den miljön som ljus. På kvällen ger gatubelysningen ungefär 10 lux på
marken, något som är fullt tillräckligt för att köra bil i många kilometer i timmen.
Och för den romantiska middagen i stearinljusets sken får man ungefär 1 lux från
vardera ljus.
Hur syns ljuset?
”Ljus syns inte förrän det träffar en yta.”
C:\Documents and Settings\seas10640\Desktop\Rapport hinderbelysning 2011.docx
Mall: Rapport Advanced 2010.dot ver 1.0
Detta betyder att ljuspunkten som är lampan syns och man upplever ljuset som
träffar en yta men att själva ljusstrålen där emellan inte syns.
Den vinkel som ljuset strålar ut ifrån lampan är intressant, riktar den sig upp och
bort från betraktaren minskar risken att träffas av ljuset och därmed att bli belyst och
bländad.
Enda gången själva ljusstrålen faktiskt kan upplevas är till exempel i viss dimma
eller regn. Där är vattnet i luften den yta som fångar ljuset och gör det synligt.
Ljusstyrkan minskar med avståndet och ljuset blir svagare ju längre det färdas.
Samtidigt blir ljusbilden bredare och mindre intensiv. På samma sätt ändras
uppfattningen om ljuskällan (lampan). Ju längre bort den är desto mindre ser den ut
och den upplevs svagare och mindre intensiv.
5 (11)
Uppdragsnr: 10146900
HINDERBELYSNING
Daterad: 2011-02-14
HÖGA VINDKRAFTVERK
Reviderad:
Handläggare: Anna Lund
Status:
Upplevelsen av ljus
Ljus och färg
Människor reagerar olika på ljus i olika färger. Dels är det en känslomässig
upplevelse, dels är det en fysisk påverkan som beror på att ljus strålar i olika
våglängder. Även den del av ljuset som ligger utanför det synliga spektret på verkar
oss starkt. Det är tillexempel därför elektriskt ljus inte kan ersätta solljus vad gäller
olika kroppsliga processer som produceringen av kroppseget D-vitamin.
Den första färgen vår hjärna registrerar är röd. Detta är en överlevnadsinstinkt vi har
som nyfödda, men även senare i livet upptäcker vi röd färg före alla andra.
Forskning har visat att rött ljus / färg påverkar kroppen starkt genom puls, andning
och känslor. Rött ljus kan vara både vilsamt och stressande. Ett rödfärgat ljus tar ut
andra färger vilket upplevs vilsamt i vissa sammanhang, det blir mindre information
för hjärnan att tolka. Därför är till exempel motorvägsljus åt det röda hållet. Men när
det röda ljuset blir för starkt kan det istället bli stressande, dels på grund av den
fysiska påverkan av kroppen, dels på grund av att hjärnan får för lite information att
tolka.
Det vita ljuset är fördelat över hela färgspektret och ger därför information om alla
saker i alla färger, efterliknande solens ljus. Vitt ljus skapar mycket information då
det lyfter fram allt sin omgivning.
Upplevelsen av det vita ljuset kan dock variera mycket då det är beroende av vilken
ljuskälla som används. Olika ljuskällor har olika egenskaper, de kan upplevas varma
eller kalla, och de återger färgspektret lite olika.
C:\Documents and Settings\seas10640\Desktop\Rapport hinderbelysning 2011.docx
Mall: Rapport Advanced 2010.dot ver 1.0
Bländning
Om ögat utsätts för en högre ljushet än det är adapterar för upplevs det som
bländning. Till exempel när man i mörker möter en bil med helljuset på. Ju större
kontrasten är desto kraftigare blir bländningen. Det finns grader av bländning, allt
från lite irritation, till kraftiga obehag.
Att se en lampa är inte det samma som att utsättas för bländning, det hänger på om
omgivningens ljushet motsvarar lampans ljushet och om ögat hunnit vänja sig vid
rådande ljusförhållande.
6 (11)
Uppdragsnr: 10146900
HINDERBELYSNING
Daterad: 2011-02-14
HÖGA VINDKRAFTVERK
Reviderad:
Handläggare: Anna Lund
Status:
Hinderbelysning av vindkraftverk
Krav från svenska myndigheter
Transportstyrelsen är den myndighet som satt regelverket kring hinderbelysning,
med utgångspunkt för flygfartens säkerhet. Projektörer har att följa
Reglerna finns beskrivna i föreskriften TSFS 2010:155.
Projektörer har att följa föreskriften och ansvarar för att kraven efterlevs.
C:\Documents and Settings\seas10640\Desktop\Rapport hinderbelysning 2011.docx
Mall: Rapport Advanced 2010.dot ver 1.0
Enligt den konsekvensutredning som gjordes av Transportstyrelsen inför införandet
av de nya föreskrifterna medför de nya reglerna mindre miljöpåverkan jämfört med
de tidigare föreskrifterna eftersom man numera tillåts dämpa ljuset under natten.
Bilden visar på vilket sätt det högintensiva vita ljuset ska lysa. I horisontalplanet och strax
ovan ska ljuset intensitet vara som störst medan det under horisontalplanet ska avta kraftigt.
Ringarna visar en principskiss över hur ljuspunkten upplevs mot sin bakgrund. På dagen är
ljuspunkten stor, men bakgrunden ljus. I skymning kan ljuspunkten variera från stor till liten
och i mörker är den ljuspunkten liten men kontrasten mot bakgrunden är större.
7 (11)
Uppdragsnr: 10146900
HINDERBELYSNING
Daterad: 2011-02-14
HÖGA VINDKRAFTVERK
Reviderad:
Handläggare: Anna Lund
Status:
Vindkraftverk över 150 meter
På dagen ska vindkraftverket vara försett med vitt ljus med en intensitet på 100.000
candela som blinkar 40-60 gånger per minut. Enligt Transsportstyrelsen får
ljusstrålen inte träffa markytan på närmare avstånd än 5 km från vindkraft-verket.
På natten ska vindkraftverket vara försett
med vitt ljus med en intensitet på 2.000
candela som blinkar 40-60 gånger per
minut. Enligt Transsportstyrelsen får
ljusstrålen inte träffa markytan på
närmare avstånd än 5 km från
vindkraftverket.
I vindkraftsparker med vindkraftverk
över 150 meter ska några strategiskt
placerade yttre verk vara försedda med
högintensivt blinkande vitt ljus. Alla
verk innanför dessa ska vara försedda
med lågintensivt rött fast ljus.
Detta innebär att en park med bara höga
vindkraftverk kan ha, som i exemplet,
7st högintensiva vita blinkande lampor
medan det i parken med lägre
vindkraftverk krävs hela 22st
medelintensiva blinkande röda lampor.
C:\Documents and Settings\seas10640\Desktop\Rapport hinderbelysning 2011.docx
Mall: Rapport Advanced 2010.dot ver 1.0
Vindkraftspark med verk högre än 150m.
Vindkraftverk under 150 meter
I skymning (och på dagen om
bakgrundsluminsansen understiger
500cd/m2) ska vindkraftverket vara försett
med rött ljus med en intensitet på 2.000
candela som blinkar 20-60 gånger per
minut. Enligt Transsportstyrelsen får
ljusstrålen inte träffa markytan på närmare
avstånd än 5 km från vindkraft-verket.
I vindkraftsparker med vindkraftverk
under 150 meter ska samtliga yttre verk
vara försedda med medelintensivt
blinkande rött ljus. Alla verk innanför
dessa ska vara försedda med lågintensivt
rött fast ljus.
Vindkraftspark med verk lägre än 150m.
8 (11)
Uppdragsnr: 10146900
HINDERBELYSNING
Daterad: 2011-02-14
HÖGA VINDKRAFTVERK
Reviderad:
Handläggare: Anna Lund
Status:
Upplevelse vindkraftbelysning
Ljuskällan i det höga vindkraftverket har en spridningsvinkel på ca 4 grader. Det
innebär att den är mycket smalstrålande och att ljuset som tränger ut är samlat och
intensivt och att själva ljusöppningen är liten.
Dagtid uppnås 100.000 cd. I gryning och skymning uppnås 20.000 cd. Nattetid
uppnås 2.000 cd. Hur upplevs detta egentligen? Vilka är proportionerna?
Dessa höga candela-värden kan uppnås med lampor som vi passerar varje dag. En
enkel halogenlampa som sitter i en spotlight, till exempel hemma i hallen eller
vardagsrummet för att lysa upp en tavla, kan nå 16.000cd. Läslampan i bussen eller
hemma ovanför sängen är av mindre modell än den som ska lysa upp tavlor och
kommer upp i ungefär 2.000cd.
Hur ljust blir det då av lampan på vindkraftverket?
Dagtid - En intensitet på 100.000 cd i 4 graders spridningsvinkel ger en
belysningsstyrka av 1 lux på 500 meters avstånd eller 180 lux på 20 meters avstånd.
Det ska jämföras med dagsljuset som i sämsta fall en mulen dag är 2.500 lux.
Nattetid - En intensitet på 2.000 cd i 4 graders spridningsvinkel ger en
belysningsstyrka av 0,01 lux på 500 meters avstånd eller 4 lux på 20 meters avstånd.
Stjärnljus är också runt 0,01 lux starkt när det träffar jordens yta.
C:\Documents and Settings\seas10640\Desktop\Rapport hinderbelysning 2011.docx
Mall: Rapport Advanced 2010.dot ver 1.0
Detta innebär att det ljus som färdas ut från lampan på vindkraftverket inte är
särskilt starkt och att det avtar snabbt med avståndet. Ljuset orkar inte lysa upp
något utom det i sin absoluta närhet, bara någon meter bort.
Det högintensiva vita ljuset är som starkast när vi har dagsljus. Även en mulen dag
är bakgrunden så pass ljus att risken för bländning från själva lampan är minimal. På
natten lyser det högintensiva ljuset svagt och även om vi ser själva lampan tydligt
mot natthimlen är den inte tillräckligt stark för att ge upphov till bländning. De nya
ljuskällorna som i princip inte lyser under horisontal-planet minskar risken för
bländning ytterligare.
Även om det högintensiva vita ljuset är starkare än det medelintensiva röda ljuset
kan det vara så att vi ser rött ljus tydligare då vi fysiskt är gjorda för att upptäcka röd
färg först av allt. Detta beror naturligtvis på placering av vindkraftverket samt
rådande väderförhållanden.
Ljusbilden inom vindkraftparken och i dess närhet kommer att förändras till följd av
hindermarkeringen. En vindkraftanläggning innebär att det tillkommer punktvis
blinkande belysning men hur många av vindkraftparkens ljus som är synliga beror
på var i landskapet man befinner sig.
9 (11)
Uppdragsnr: 10146900
HINDERBELYSNING
Daterad: 2011-02-14
HÖGA VINDKRAFTVERK
Reviderad:
Handläggare: Anna Lund
Status:
Testförsök med hinderbelysning
Dragaliden
Energimyndigheten har beviljat Svevind AB stöd för vindpilotprojektet Storskalig
vindkraft i norra Sverige. Under våren har Svevind testat en ny typ av högintensiv
belysning på Dragaliden. Testerna har bland annat skett i syfte att utvärdera
avskärmningen och styrtekniken för hinderbelysningen. I projektet ingår bland annat
att utreda hur belysningen ska avskärmas för att minimera eventuella olägenheter
för närboende. I dagsläget är planen är att montera högintensiv belysning på de två
kommande höga vindkraftverken på Dragaliden som ska uppföras i augusti.
Huds Moar
Vindparken på Huds Moar består av sex vindkraftverk med totalhöjden 145 meter
som vanligtvis har hinderbelysning med medelintensivt rött blinkande ljus. På ett av
verken monterades för en tid en lampa med högintensivt vitt blinkande ljus. Under
testperioden filmades parken under olika förhållanden och från olika platser i
omgivningen. Erfarenhet och kunskap från testet kan man ta del av på
Rabbaleshedes Krafts hemsida.
Källsjö
C:\Documents and Settings\seas10640\Desktop\Rapport hinderbelysning 2011.docx
Mall: Rapport Advanced 2010.dot ver 1.0
Prov av hinderbelysning System BT5000 med LED-teknik. Lampan har en vertikal
strålningsvinkel på bara 3 grader som reducerar utstrålningen under det horisontala
planet och ses därför svagare från marken jämfört med äldre teknologi. Man tittade
också på OCAS styrsystem som med hjälp av radar tänder
hinderbelysningen bara när flygfarkoster detekterats.
Bredhälla, Uppvidninge kommun
Specifikation provlampa ORGA L600-63B
Ljusintensitet: Dag 100.000 cd / skymning 20.000 cd / natt 2.000 cd.
LED-ljuskälla med mjukstart för maximal livslängd.
Blink-intervallet är programmerbart, både i antal blink / minut samt i
synkronisering till andra objekt.
Ljusspridning i horisontalt: 200 grader
Ljusspridning i vertikalt : 3-7 grader med högsta intensiteten på +1 grad.
Lampan är dimbar
En ny version av lampan lanseras inom kort. Där kommer inte hela lampan
vara tänd i skymnings- och nattläget, utan bara precis så många LED-ringar
som behövs för att uppnå riktiga candela-värden. Detta innebär en mindre
lysande yta, alltså mindre synlighet från marken.
Bilden visar lampans ljuskurva som väl följer det svenska regelverket utan att
någon extra avskärmning behövs.
10 (11)
Uppdragsnr: 10146900
HINDERBELYSNING
Daterad: 2011-02-14
HÖGA VINDKRAFTVERK
Reviderad:
Handläggare: Anna Lund
Status:
Källförteckning
Litteratur
TSFS 2010:155
Ljus o& Rum
Våra vanligaste ljuskällor 2011, Annell
Liten ordbok, Annell
Övrigt
C:\Documents and Settings\seas10640\Desktop\Rapport hinderbelysning 2011.docx
Mall: Rapport Advanced 2010.dot ver 1.0
Presentation Trafikverket, Henrik Ivre
Presentation Studiebesök vid Källsjö i Halland 20 okt 2010, Vindbruk
halland AB, Energimyndighetens Nätverk för vindbruk, OCAS AS och BTI
light systems
Presentation Vindkraftseminarium Stockholm 13-12-2010 Rolf Bakken
Testpilot / Program Manager
Presentation Tester av hinderbelysning på Dragaliden, Energimyndighetens
och Svevind
Presentation Vindpilotprojektet utvecklar ny hinderbelysning,
Energimyndighetens och Svevind
Presentation Test av hinderbelysning på Huds Moar, Energimyndighetens
och Rabbalshede Kraft
Screening of High Intensity Aviation Warning Light. Orga, Peter Jakobsen
11 (11)