Schallmessung an Windkraftanlagen

Abteilung BE
Diplomarbeit 2006/07
Titel: Schallmessung an Windkraftanlagen
Verfasser: Andreas Fichtenbauer, Andreas Hatzenbichler, Paul Aichholzer
Betreuer: DI Kurt Zimmermann
Unterstützung: Windkraft Simonsfeld GmbH & Co KG

Beschreibung:

Ziel der Diplomarbeit war es, eine Messstation zu errichten, die die zusätzliche Lärmbelastung nach Errichtung einer Windkraftanlage erfasst. Die Fa. Windkraft Simonsfeld ist bemüht, den vom Rotor verursachten Schallpegel mit Hilfe der Windkraftanlagenhersteller zu verringern. Um eine Auswirkung der Verbesserungen feststellen zu können, sind Langzeitmessungen erforderlich. Unsere Messstation soll dazu dienen, den Schallpegel in den an Windparks angrenzenden Wohngebieten zu bestimmen und die Mehrbelastung an „Lärm“ darzustellen.
Um den Schallpegel nachvollziehbar darstellen zu können, sind eine Reihe von zusätzlichen Messungen, wie z.B. Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit, erforderlich. Der Schallpegel wird mit einem Präzisionsmikrofon erfasst. Da Schall niemals konstant ist, ist eine komplizierte Beschaltung des „Schallpegelmesssignals“ notwendig. Zusammen mit den Messwerten der Windkraftanlage (Rotordrehzahl, Windgeschwindigkeit an der Gondel usw.) werden mittels Mikrocontroller die erforderlichen Daten erstellt und zwischengespeichert. Die Speicherkapazität reicht für 4 Tage. Weiters können die Daten über ein GSM-Modem abgefragt werden.
Da unsere Messstation für den mobilen Einsatz gedacht ist, wird diese von einem Akku versorgt, welcher mittels zweier Solarpaneelen geladen wird. Unsere Aufgabe war es, eine komplette Messstation zu fertigen. Dazu waren die Erstellung der Hardware, Software und der mechanische Aufbau notwendig.
Die Hardware besteht hauptsächlich aus der Leiterplatte mit allen erforderlichen elektronischen Bauteilen. Dazu wurden alle Schaltungen in einer Leiterplattensoftware (Eagle) zusammengefügt und ein Layout entworfen. Ein großer Teil der gesamten Diplomarbeit umfasst die Software. Mit dieser musste der Mikrocontroller in der Lage sein, die einzelnen Messwerte einzulesen, zwischenzuspeichern und für ein Modem abfragbar bereitzustellen. Zusätzlich wurde ein LCD-Display angesprochen, das Datum und Zeit anzeigt. Die Solarpaneele, der Akku und die Hardware wurden danach auf einem Mast montiert.