Lärmbelastung durch Photovoltaikanlagen: Hauptquellen und Lösungen

Inhalt:

• Einleitung
• Missverständnisse über Lärmbelastung durch Photovoltaikanlagen
• Was sind die Hauptquellen von Lärm in PV-Anlagen?
• Effektive Lösungen zur Lärmminderung in PV-Anlagen
• Einhaltung von Vorschriften und Normen zur Lärmbelastung in PV-Anlagen
• Fazit

Einleitung

Mit wachsendem globalen Bewusstsein für den Klimawandel wenden sich sowohl private Unternehmen als auch Regierungen zunehmend grünen und nachhaltigen Energiequellen zu. Es ist ein deutlicher Trend weg von Kohle- und Gaskraftwerken hin zu umweltfreundlichen Optionen wie Wind-, Wärme- und Solarenergieanlagen zu beobachten. Während Windparks in Wohn- und Gewerbegebieten Lärmbelastungen verursachen können, wird die Solarenergieproduktion aufgrund ihrer ruhigeren Arbeitsweise bevorzugt. Dennoch können auch Solarparks zur Lärmbelastung beitragen, was die Notwendigkeit effektiver Lärmminderungsmaßnahmen in der Infrastruktur erneuerbarer Energien unterstreicht.

Missverständnisse über Lärmbelastung durch Photovoltaikanlagen

Eine Photovoltaikanlage, auch bekannt als Solarpark, Solarpark oder Solarkraftwerk, ist ein großflächiges, netzgekoppeltes Photovoltaiksystem (PV-System), das zur Lieferung von Handelsstrom ausgelegt ist. Sie unterscheiden sich von den meisten gebäudegebundenen und anderen dezentralen Solaranlagen, da sie Strom auf Versorgungsniveau und nicht an lokale Benutzer liefern. Der Bau und Betrieb von PV-Anlagen spielt eine entscheidende Rolle bei der Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen, der Verbesserung der Energiesicherheit und der Bekämpfung des Klimawandels. Dennoch gibt es, trotz der Bedeutung nachhaltiger Energie, einige Missverständnisse und Mythen über die Lärmbelastung von PV-Anlagen:

• Erzeugen PV-Anlagen kontinuierlich hochfrequenten Lärm?
  Viele glauben, dass PV-Anlagen während des Betriebs kontinuierlich hochfrequenten Lärm erzeugen, der die Lebensqualität der Anwohner stark beeinträchtigt. Tatsächlich erzeugen PV-Anlagen etwas Lärm, dieser ist jedoch in der Regel niederfrequent und auf einem relativ niedrigen Pegel. Mit einer ordnungsgemäßen Planung und Schalldämmung sind die Auswirkungen des Lärms von PV-Anlagen auf die Umwelt minimal.
• Beeinträchtigt der Lärm von PV-Anlagen die menschliche Gesundheit?
  Untersuchungen zeigen, dass die Lärmbelastung von PV-Anlagen typischerweise niedriger ist als der Lärm von städtischem Verkehr und industriellen Geräuschen, was ein vernachlässigbares Gesundheitsrisiko darstellt. Solange nationale und lokale Umweltlärmgrenzwerte eingehalten werden, stellt der Lärm von PV-Anlagen keine wesentliche Bedrohung für die Gesundheit der Anwohner dar.
• Erzeugen PV-Anlagen nachts Lärm?
  Einige glauben, dass PV-Anlagen auch nachts weiterhin Lärm erzeugen, was den Schlaf und das Nervensystem beeinträchtigt. In Wirklichkeit arbeiten PV-Anlagen hauptsächlich tagsüber, wenn ausreichend Sonnenlicht vorhanden ist, und stellen ihren Betrieb nachts im Allgemeinen ein. Geräte wie Wechselrichter und Kühlsysteme laufen nachts nicht.
• Ist der Lärm von PV-Anlagen technisch unvermeidbar?
  Es wird angenommen, dass der Lärm von PV-Anlagen unvermeidbar ist und nicht effektiv durch technische Maßnahmen reduziert werden kann. Tatsächlich hat sich die Lärmkontrolle in PV-Anlagen mit fortschreitenden technologischen Entwicklungen kontinuierlich verbessert. Durch die Auswahl von geräuscharmen Geräten, eine sinnvolle Standortplanung und die Implementierung von Schalldämmungsmaßnahmen kann der Lärm von PV-Anlagen auf ein vernünftiges Maß beschränkt werden.

Hauptquellen für Lärm in PV-Anlagen

Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) sind zwar vorteilhaft für die erneuerbare Energieerzeugung, aber nicht völlig geräuschlos. Die Hauptquellen dieses Umgebungsgeräusches sind Wechselrichter und Transformatoren.

• Wechselrichter:
  Wechselrichter spielen eine entscheidende Rolle bei der Umwandlung des von den Solarmodulen erzeugten Gleichstroms (DC) in Wechselstrom (AC), der in das lokale Netz eingespeist werden kann. Dieser Umwandlungsprozess beinhaltet ein schnelles Umschalten des Stromflusses, das Lärm erzeugt. Die Schalter arbeiten mit einer Frequenz von 60 Zyklen pro Sekunde (60 Hz), was zu tonalen Geräuschen bei 120 Hz und deren Harmonischen (240 Hz, 360 Hz, 480 Hz usw.) führt. Diese Geräusche entstehen durch den schnellen Schaltvorgang, der für eine effiziente Leistungsumwandlung erforderlich ist.
• Transformatoren:
  Transformatoren in Photovoltaikanlagen sind dafür verantwortlich, die Spannung zu erhöhen, um eine Einspeisung in das lokale Netz zu ermöglichen. Der Lärm der Transformatoren entsteht hauptsächlich durch drei Quellen: Kerngeräusche, Spulengeräusche und Lüftergeräusche. Kern- und Spulengeräusche werden durch elektromagnetische Kräfte erzeugt, die zweimal pro Wechselstromzyklus auftreten und eine primäre Geräuschfrequenz von 120 Hz sowie deren Harmonische erzeugen. Lüftergeräusche stammen von Hochgeschwindigkeitskühllüftern, die zur Temperaturregelung benötigt werden.

Zusätzlich zu diesen Hauptquellen tragen mechanische Bewegungen innerhalb der Komponenten, wie Spulenvibrationen und der Betrieb von Hochgeschwindigkeitslüftern, zum kontinuierlichen Umgebungsgeräusch bei, das durch den Betrieb der Anlage entsteht.

Effektive Lösungen zur Lärmreduzierung in PV-Anlagen

Um die Auswirkungen von Lärm aus Photovoltaikanlagen auf nahegelegene Gemeinschaften zu minimieren, können verschiedene Strategien eingesetzt werden:

1. Akustische Gehäuse:
   Das Einhausen von Wechselrichtern und Transformatoren in schalldämpfenden Gehäusen kann die Lärmemissionen erheblich reduzieren. Diese Gehäuse sind darauf ausgelegt, den Schall zu absorbieren und einzuschließen, sodass er nicht in die Umwelt gelangt. Sie sind besonders wirksam bei der Geräuschreduzierung von Geräten mit kontinuierlichem Betrieb.
2. Modernisierte Ausrüstung:
   Die Investition in modernere, leisere Wechselrichter und Transformatoren kann die Lärmbelastung erheblich senken. Neuere Modelle verfügen häufig über fortschrittliche Technologien zur Lärmreduzierung, wie verbesserte Kühlsysteme und leisere Schaltmechanismen, die die Geräuschemissionen während des Betriebs verringern.
3. Strategische Platzierung der Ausrüstung:
   Das Platzieren von lauten Geräten in ausreichendem Abstand von Wohngebieten und sensiblen Bereichen kann die Lärmwirkung minimieren. Das Unterbringen von Wechselrichtern und Transformatoren in speziellen Räumen oder geschlossenen Bereichen, vorzugsweise mit Schalldämmmaterialien, trägt ebenfalls zur Lärmkontrolle bei.
4. Regelmäßige Wartung:
   Regelmäßige Wartung der PV-Anlagentechnik stellt sicher, dass mechanische Komponenten reibungslos und leise arbeiten. Durch routinemäßige Inspektionen und Wartungen von Kühllüftern, Transformatoren und Wechselrichtern kann Lärm, der durch Verschleiß oder fehlerhafte Teile entsteht, verhindert werden.
5. Schallabsorbierende Materialien:
   Der Einsatz schallabsorbierender Materialien beim Bau von PV-Anlagen kann die Schallübertragung erheblich reduzieren. Die Integration dieser Materialien in Wände, Decken und Böden trägt zur Schalldämmung bei und verbessert den allgemeinen akustischen Komfort.
6. Pflanzenbarrieren:
   Das Anlegen von Pflanzenbarrieren, z. B. durch das Anpflanzen von Bäumen und Sträuchern rund um die PV-Anlage, wirkt als natürliche Schallbarriere. Pflanzen absorbieren und lenken Schallwellen ab, was die Lärmbelastung in den umliegenden Bereichen wirksam reduzieren kann.
7. Erweiterte Schallüberwachung:
   Die Implementierung von Schallüberwachungssystemen ermöglicht eine kontinuierliche Verfolgung der Lärmbelastung. Diese Systeme liefern Echtzeitdaten und Alarme, wenn die Geräuschpegel die zulässigen Grenzwerte überschreiten, sodass sofortige Maßnahmen zur Behebung und Minderung von Lärmproblemen ergriffen werden können.

Durch die Anwendung dieser Lärmminderungsmaßnahmen können PV-Anlagen harmonischer in ihre Umgebung integriert werden und minimalen Lärm verursachen, sodass Anwohner und die Tierwelt nicht gestört werden.

Einhaltung von Vorschriften zur Lärmbelastung in PV-Anlagen

Verschiedene Normen und Vorschriften wurden in Ländern und Regionen festgelegt, um Lärmemissionen von Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) zu steuern und zu kontrollieren, damit deren Auswirkungen auf die Umwelt innerhalb akzeptabler Grenzen bleiben. Im Folgenden werden die wichtigsten Standards und Vorschriften in Europa und bestimmten Ländern beschrieben, die Anforderungen an das Lärmschutzmanagement von PV-Anlagen regeln:

1. Europäische Normen (EN-Normen)

• EN 61672-1:2013 – Diese Norm legt die Leistungsanforderungen für Schallpegelmesser fest, die zur genauen Messung von Lärm verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Lärmemissionen von PV-Anlagen ordnungsgemäß bewertet werden.
• EN 12354 – Diese Norm gibt Richtlinien zur Bauakustik und konzentriert sich auf den Schallschutz innerhalb von Gebäuden, was hilft, Lärm in den Strukturen, in denen PV-Geräte untergebracht sind, zu verstehen und zu mindern.

2. EU-Vorschriften

• EU-Umgebungslärmrichtlinie (END) 2002/49/EG – Diese Richtlinie verpflichtet die EU-Mitgliedstaaten, den Umgebungslärm, einschließlich des Lärms von Industrieanlagen wie PV-Anlagen, zu bewerten und zu verwalten. Sie schreibt die Erstellung von Lärmkarten und Lärmminderungsplänen vor, um die Lärmbelastung zu reduzieren. In Industriegebieten liegen die zulässigen Lärmpegel tagsüber typischerweise bei 60–70 dB(A), nachts bei 50–60 dB(A) (spezifische Anforderungen können je nach Region variieren).
• EU-Richtlinie über den Lärm von Maschinen (2000/14/EG) – Diese Richtlinie regelt die Lärmemissionen von Maschinen, einschließlich der in PV-Anlagen verwendeten Geräte. Sie legt zulässige Lärmpegel fest und verlangt von den Herstellern, Lärmdaten für ihre Geräte bereitzustellen. Für Maschinenlärm liegen die typischen Grenzwerte je nach Typ und Verwendung der Geräte bei 70–80 dB(A).

3. Nationale Vorschriften

• Deutschland: Das Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) und die Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm) regeln Lärmemissionen von Industrieanlagen, einschließlich PV-Anlagen, und legen spezifische Grenzwerte und Anforderungen für den Lärmschutz fest. In der Nähe von Wohngebieten dürfen die Lärmpegel tagsüber in der Regel 50–55 dB(A) und nachts 35–40 dB(A) nicht überschreiten.
• Frankreich: Der Umweltkodex (Code de l'environnement) überwacht das Lärmmanagement und gibt Richtlinien für die Überwachung und Kontrolle der Lärmbelastung vor. Lokale Behörden können zusätzliche lärmbezogene Maßnahmen festlegen, die für PV-Anlagen spezifisch sind. In Wohngebieten liegen die typischen Lärmpegelgrenzen bei 55 dB(A) tagsüber und 45 dB(A) nachts.
• Vereinigtes Königreich: Das Noise Act 1996 und das Environmental Protection Act 1990 regeln Lärmbelastungen und -schutzmaßnahmen, die auch für PV-Anlagen und andere industrielle Aktivitäten gelten. In Wohngebieten sollten die Lärmpegel tagsüber in der Regel 50–55 dB(A) und nachts unter 40–45 dB(A) liegen.

4. Lokale und regionale Vorschriften

• Lokale Vorschriften: Viele Regionen und Gemeinden haben eigene spezifische Lärmschutzbestimmungen, die strengere Grenzwerte oder zusätzliche Anforderungen für den Lärmschutz in PV-Anlagen auferlegen können. Dazu gehören oft auch Vorschriften zu Bebauungsplänen, Baugenehmigungsauflagen und lokalen Umweltschutzregelungen. Die spezifischen Dezibel-Grenzwerte variieren je nach Region und legen oft strengere Anforderungen an den industriellen Lärmschutz fest.

Die Einhaltung dieser Normen und Vorschriften stellt sicher, dass PV-Anlagen innerhalb akzeptabler Lärmpegel betrieben werden und die Umwelt und angrenzende Gemeinschaften vor übermäßiger Lärmbelastung geschützt werden.

Fazit

Obwohl Lärmbelastung von Photovoltaikanlagen im Vergleich zu anderen industriellen Kontexten in der Regel weniger gravierend ist, bleibt sie ein wichtiger Aspekt für die erfolgreiche Implementierung von Solarenergieprojekten. Durch das Verständnis der Lärmquellen, die Bewertung ihrer Auswirkungen und den Einsatz effektiver Lärmschutzstrategien können PV-Anlagen harmonischer in ihre Umgebung integriert werden. Die Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben sowie fortlaufende technologische Entwicklungen tragen dazu bei, Lärmbelastungen weiter zu minimieren und eine nachhaltigere sowie gemeinschaftsfreundlichere Herangehensweise an erneuerbare Energien zu fördern.

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Referenz:

Uhrwerk. (2023, 23. März). Ja, Solarparks können Lärm erzeugen! Acentech. https://www.acentech.com/resources/yes-solar-farms-can-produce-noise/

Behörde, C. S. (2024, 1. Januar). Empfehlungen zum Lärm von Solarparks. Community Solar Authority. https://communitysolarauthority.com/solar-farm-noise-recommendations/

Systems, S. F. (2024, Juli 3). Schallschutzlösungen für Solarparks und Lärmminderung. Sound Fighter Systems. https://www.soundfighter.com/solar-farm-noise-reduction/

Wikipedia-Mitarbeiter. (2024, März 29). Fotovoltaik-Kraftwerk. Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaic_power_station

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