Slagschaduw: ‘simpel’ probleem, maar lastig te berekenen [blog]

Nederland is dichtbevolkt. Dat betekent dat de ontwikkeling van 14% duurzame energieopwekking in 2020 alleen op een goedkope manier plaatsvinden als alle ruimte in Nederland effectief en efficiënt gebruikt worden. Het rijk en provincies hebben concentratiegebieden aangewezen waar windenergie in grote windparken geconcentreerd ontwikkeld dient te worden. Bij veel van deze aangewezen gebieden hebben omwonenden zorgen over slagschaduweffecten van de te ontwikkelen windparken. In dit bericht geef ik een korte uitleg over slagschaduwproblematiek, de bijbehorende norm en de verschillende mogelijkheden om de hinder te onderzoeken.

Wat is slagschaduw

Slagschaduw bij windturbines is de hinder die ontstaat doordat de bewegende delen van een windturbine de zonnestralen tijdelijk blokkeren waardoor bij locaties in de omgeving van een windturbine kortdurende schaduwflikkeringen kunnen optreden. Als deze schaduwen zich over een raam bewegen kan de hinder worden vergeleken met een knipperende tl-buis in een kantoorgebouw of het rijden langs een rij bomen bij een ondergaande zon. De flikkerbeleving leidt bij moderne windturbines niet direct tot gezondheidsklachten zoals epilepsie omdat de flikkerfrequentie lager is dan 2,5 Hz. De hinder kan echter wel als irriterend worden ervaren. Eventuele slagschaduwhinder van windturbines is simpel te voorkomen door op de juiste momenten de windturbine stil te zetten. Met behulp van rekenmodellen kan exact berekend worden op welke tijden slagschaduw ter plaatse zou kunnen optreden en dus wanneer stilstand van de windturbine nodig is als de zon schijnt.

Slagschaduw complex door Nederlandse wet

Tot zover lijkt slagschaduw een simpel probleem met een simpele oplossing. Als sprake is van hinder, dan zet je de windturbine stil en wordt de hinder beperkt. Toch ligt het in de praktijk nog wat ingewikkelder. Het probleem wordt complex gemaakt door de beschrijving van de maximale norm in Nederlandse wet- en regelgeving. De relevante regels die de hoeveelheid slagschaduw op woningen en kwetsbare objecten beperken, staan vermeld in de activiteitenregeling milieubeheer. Volgens de regels uit artikel 3.12 mag voor een gemiddeld jaar slagschaduw op een woning (toetspunt) plaatsvinden voor een maximaal aantal van ‘17 dagen met een slagschaduwduur van meer dan 20 minuten’. Als de teller van 17 dagen wordt overschreden, dient een stilstand voorziening te worden toegepast om de hinder te beperken. Het probleem van deze vorm van normering zit hem het gebruik van de term ‘gemiddeld’ en de waarde van maximaal 17 dagen met meer dan 20 minuten.

Voorbeeld van stilstandkalender

Voorbeeld van stilstandkalender

Advies van Pondera Consult

Het gebruik van Maximaal 17 dagen met een langere slagschaduwduur dan 20 minuten is een zeer bijzondere normeringsmaat. Dit betekent namelijk dat, theoretisch gezien, een object gedurende 365 dagen in het jaar 19 minuten per dag aan slagschaduwduur zonder probleem zou kunnen ontvangen (365 * 19 = 115 uur). Aan de andere kant zouden ook 18 dagen van 21 minuten slagschaduwduur wel normoverschrijding kunnen veroorzaken (6,3 uur). Het verschil in de daadwerkelijk opgetreden totale jaarlijkse slagschaduwduur tussen deze twee uitersten is groot. In de praktijk kunnen dit soort theoretische extremen echter niet voorkomen doordat de slagschaduwduur gebonden is aan de stand van de zon, de aanwezigheid van bewolking en de aanwezige windrichting. Om de benodigde uitleg en de berekeningen simpel te houden stellen wij in reguliere gevallen voor om als leidraad een maximale slagschaduwduur van afgerond 6 uur per jaar (17x20min =+/- 6 uur) te hanteren. Ondervindt een woning gemiddeld meer dan 6 uur slagschaduwhinder per jaar, dan adviseren wij de betreffende windturbine stil te zetten. Bij toepassing van dit advies zal er in de praktijk nooit sprake zijn van norm overschrijdende slagschaduw.

Deze strengere benadering betekent echter wel dat er nog ruimte is voor enige slagschaduwhinder waarbij de wet nog niet overtreden wordt. Soms wordt er meer maatwerk gevraagd. Als een dergelijke situatie zich voordoet, is het van belang dat de berekeningsmethoden die de hoeveelheid slagschaduw onderzoeken, aansluiten bij de wettelijke normering. Om meer inzicht te krijgen in het verschil tussen maximaal 6 uur slagschaduwduur per jaar en maximaal een aantal van 17 dagen met meer dan 20 minuten slagschaduwduur per dag, hebben wij vier veel gebruikte onderzoeksmethodieken beschreven in een paper. Drie van de vier onderzoeksmethoden zijn gebaseerd op onze eigen methodieken. De onderzoeksmethodieken geven een voorspelling van de te verwachte slagschaduwduur die gaat optreden. De methodieken variëren in complexiteit en kunnen worden benoemd als: “benadering, schatting, simulatie of historisch”.

Elke onderzoeksmethode tracht mogelijke overschrijding van de juridische norm inzichtelijk te maken. Voor meer informatie kunt u de uitgebreide paper lezen. Zonder al te veel in te gaan op de technische kanten van de methodieken, trekken wij de conclusie dat de toepassing van een maximale slagschaduwduur in uren per jaar als norm het meest communiceerbaar is. Echter, op dit moment sluit een dergelijke methodiek niet aan op de omschrijving in de wettekst en soms is gezien het dichtbevolkte karakter van ons land, meer maatwerk nodig. Toetsing aan de huidige precieze beschrijving in de wet kan plaatsvinden door gebruik te maken van een historische (reflectieve) onderzoeksmethode. Met deze methode wordt gekeken naar wat de daadwerkelijk opgetreden slagschaduwduren zouden zijn in een periode van de laatste tien jaar: alsof de windturbine er 10 jaar staat dus. Er wordt hierbij gebruik gemaakt van zonneschijn- en windrichting-statistiek dat op elk specifiek uur van de laatste tien jaar heeft plaatsgevonden.

Voorbeeld resultaat uit simulatie methodiek voor het bepalen van slagschaduw

Voorbeeld resultaat uit simulatie methodiek voor het bepalen van slagschaduw

Meer uitleg van de berekeningsmethoden

De eerste methodiek is onze eerder genoemde 6-uurs benadering waarbij de te verwachten slagschaduwduur wordt berekend door gebruik te maken van de gemiddelde maandelijkse zonneschijnduur. Het resultaat is een te verwachten slagschaduwduur voor een gemiddeld jaar. Als deze waarde groter is dan 6 uur, wordt een stilstand voorziening geadviseerd. De methodiek geeft echter geen inzicht in de daadwerkelijke juridische norm. Onze ervaring is dat bij toepassing van maximaal 6 uur vrijwel geen klachten optreden.

De twee methodiek is bedacht door derden waarbij het aantal dagen wordt geteld waarop, theoretisch gezien, slagschaduw van meer dan 20 minuten zou kunnen optreden. Dit aantal dagen wordt vervolgens vermenigvuldigd met de gemiddelde maandelijkse zonneschijnduur (en andere correctiefactoren) om tot een gemiddeld aantal dagen met meer dan 20 minuten zonneschijn te komen. Groot nadeel van deze methodiek is het feit dat de waarde van gemiddelde zonneschijnduur (en correctiefactoren) geen gemiddelde is van de hoeveelheid dagen met meer dan 20 minuten slagschaduw maar en gemiddelde is van de duur van de zonneschijn. Het is theoretisch dus incorrect om een gemiddelde van een duur te gebruiken bij een telling van een aantal dagen. Uit eigen onderzoek volgt dat deze methodiek bij slagschaduw van een enkele windturbine de effecten onderschat maar dat het de effecten bij cumulatieve slagschaduweffecten van meerdere windturbines op één woning overschat.

Een alternatieve berekeningsmethode is om de hoeveelheid slagschaduw in een jaar te simuleren. Dit geeft niet alleen inzicht in één gemiddeld jaar maar geeft ook informatie over alle andere mogelijke jaren. Zo kan aangegeven worden wat de te verwachtte minimale en maximale slagschaduwduren zijn en wat de spreiding is ten opzichte van de gemiddelde waarden. Zo is bij bijvoorbeeld bij een fictief project het minimum aantal dagen per jaar met slagschaduwduren van meer dan 20 minuten, 6 terwijl het maximum aantal dagen 24 bedraagt. Dit grote verschil zit hem in de grote mogelijke spreiding van de tijden dat de zon schijnt in Nederland. Het gemiddelde in dit voorbeeld was 15 dagen per jaar met 68% van de jaren tussen de 12 en de 19 dagen per jaar. De grote spreiding geeft wel aan dat men zeer voorzichtig om moet gaan met het gebruik van gemiddelde waarden. Het grote nadeel van de simulatiemethode is echter dat de benodigde berekeningen complexer zijn dat het vraagstuk benodigd. Ook de simulatie methode is nog steeds een inschatting van de toekomstige situatie.

Een elegantere oplossing is om een reflectieve methode te gebruiken voor het berekenen van de slagschaduwduren. Hierbij wordt gekeken naar de daadwerkelijke tijden in de afgelopen 10 jaren waarop slagschaduw zou hebben opgetreden als de windturbine er al had gestaan. Door een historische benadering te gebruiken kan exact gekeken worden naar de slagschaduwduur die in de praktijk zou hebben opgetreden als de windturbine was geplaatst. Deze methode is het simpelst uit te leggen en geeft een goede indicatie van de mogelijk toekomstige slagschaduwhinder. De historische methode hebben wij ontwikkeld om naast ons advies over de 6-uurs benadering op een juiste manier inzicht te kunnen geven in mogelijke overschrijdingen van de juridische norm voor slagschaduw.

Conclusie

Wat in het begin een simpel probleem leek, is door een ingewikkelde norm lastig op een eenvoudige manier uit te rekenen. Om onnodige onderzoeken en berekeningen te voorkomen, waar een simpele oplossing voorhanden is, blijven wij dan ook adviseren om slagschaduwhinder te onderzoeken met behulp van de 6-uurs benadering. Als een woning gemiddeld meer dan 6 uur slagschaduwhinder kan verwachten, adviseren wij om de windturbine stil te zetten op elk zonnig moment dat slagschaduw zou kunnen optreden. Als initiatiefnemers en bevoegde gezagen dit voorbeeld volgen, zal slagschaduwhinder in de praktijk beperkt blijven en zullen het windpark en de windturbines altijd voldoen aan de huidige juridische normen..
Mocht er toch noodzaak zijn voor meer maatwerk, kan de historische methode gebruikt worden die op een reflectieve manier het meest accuraat inzicht geeft in de mogelijke slagschaduwhinder die in de praktijk kan optreden. Andere methoden om de juridische norm uit te rekenen maken naar mijn mening te veel gebruik van (onjuiste) gemiddelde waarden en/of zijn te abstract om de werkelijkheid goed recht te doen.

Wellicht kan de wettelijke tekst ooit worden aangepast naar een maximale slagschaduwduur per jaar zodat het voor zowel omwonenden als ontwikkelaars duidelijk is waar ze aan toe zijn en ‘onnodige’ discussies en onderzoeken kunnen worden voorkomen. Het toepassen van deze wijziging in de wet zal in de praktijk maar weinig verschil gaan opleveren met de huidige gang van zaken in de omgang met slagschaduw maar de benodigde uitleg wel sterk versimpelen.

Naschrift

Momenteel worden er ook systemen ontwikkeld die per windturbine direct kunnen uitrekenen hoeveel slagschaduw er op woningen optreedt. Hierdoor kan real-time de optredende slagschaduwhinder bij worden gehouden waarbij bij normoverschrijding (17 dagen x 20 minuten) bij een toets punt de windturbine wordt stilgezet. Het is echter sterk de vraag of de huidige regelgeving en de huidige normering rekening heeft gehouden met het feit dat het emmertje van 20 minuten elke dag zou kunnen vollopen. Tevens is het nog onduidelijk hoe dergelijke regelsystemen rekening gaan houden met cumulatieve slagschaduweffecten van meerdere windturbines op één toetspunt. De praktijk zal uitwijzen of dergelijke technische methoden tot meer klachten en hinder zullen leiden. Ik hoop in ieder geval dat we,voordat deze technische ontwikkelingen toegepast gaan worden, we de wettelijke norm kunnen versimpelen. Het is immers voor zowel de klagers als de beklaagden onwenselijk als klachten en hinderbeleving toenemen.
The following two tabs change content below.
Bouke Vogelaar
Mijn naam is Bouke Vogelaar en ik werk bij Pondera Consult als technisch specialist en ben inhoudelijk betrokken bij milieuonderzoeken. In de relatief jonge markt voor duurzame energie wordt in de zoektocht naar een betere wereld de werkelijkheid soms uit het oog verloren. Door wederom de connectie te maken tussen realiteit en visie hoop ik praktijkgerichte oplossingen te kunnen creëren. Het begrijpelijk maken van technisch complexe zaken is hierbij noodzakelijk. Via mijn blogposts hoop ik mijn ideeën te kunnen delen.
Bouke Vogelaar

Laatste berichten van Bouke Vogelaar (toon alles)

FacebookTwitterLinkedInEmail
Dit bericht is geplaatst in blog en getagd , , , , , . Bookmark de permalink. Trackbacks zijn gesloten, maar u kunt een reactie achterlaten.

Één Reactie

  1. B.J. Hanning
    Geplaatst op 24 november 2016 om 7:05 am | Permalink

    Geachte heer Vogelaar,

    Ik zou graag kennis willen opdoen naar het berekenen van slagschaduw bij windturbines op gevels van woningen. Kunt u mij ook adviseren wie een cursus hierin geeft?
    Met vriendelijke groet,
    Berend Hanning
    Vergunningverlener RUD-Zeeland
    06-51200601

Plaats een reactie

Uw e-mailadres wordt nooit gepubliceerd noch gedeeld. Verplichte velden zijn gemarkeerd met een *

U mag deze HTML-elementen en attributen gebruiken <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*
*

Om spam te voorkomen vragen wij u onderstaande som op te lossen *

  • Gloort er licht aan de horizon
    voor kleine windturbines?

    Innovatie in de wind

    10 jaar Pondera

    Slagschaduw

    p3
    p4
  • Abonneren op ons blog