Slagschaduw en lichtschittering door windturbineparken

Slagschaduw en lichthinder door lichtschittering zijn belangrijke aspecten bij ruimtelijke inpassing van windturbineparken. En bij het opstellen van vergunningvoorschriften en maatwerkbesluiten. Deze pagina is geschreven naar aanleiding van de uitspraak van de Raad van State van 30 juni 2021.

Slagschaduw

De passerende schaduw van draaiende wieken van een windturbine veroorzaakt op bepaalde plaatsen en onder bepaalde omstandigheden een hinderlijk schaduweffect of wisseling van lichtsterkte.

Dit kan vooral hinderlijk zijn als de schaduw over ramen valt. De mate van hinder en daarmee samenhangende gezondheidsklachten, wordt bepaald door onder meer:

  • de frequentie van het passeren (rotortoerental)
  • de blootstellingsduur
  • de intensiteit van de wisselingen in lichtsterkte

De bestaande jurisprudentie van de Raad van State en het onderzoek daarvoor, geeft het volgende beeld:

  • Slagschaduw beneden 2,5 Hz leidt niet tot verhoogde kans op epileptische aanvallen of andere gezondheidsklachten.
  • Slagschaduw kan als hinderlijk worden ervaren en kan effect op het welbevinden van mensen hebben. Het beperken van de duur kan de hinder verminderen.
  • De afstand is relevant voor de hinder, omdat de hardheid van de schaduw afneemt bij met het vergroten van de afstand.

Passeerfrequentie

De passeerfrequentie is het aantal passeringen van de draaiende molenwieken per seconde. Uit onderzoek komt naar voren dat passeerfrequenties tussen 2,5 en 14 Hz  over het algemeen hinder veroorzaken. Bij grotere turbines is het toerental lager, zodat de passeerfrequenties meestal beneden 2,5 Hz liggen.

Naast de passeerfrequentie is een aantal andere locatiegebonden factoren ook bepalend voor eventuele hinder in de omgeving. Als zich in de buitenmuur van te beschermen gevoelige objecten geen ramen bevinden zal er daar geen hinder door slagschaduw optreden.

Afstand slagschaduw

Over de afstand waarop slagschaduw kan optreden met effect op de omgeving, wordt in diverse onderzoeken gesteld dat dit bij grotere windturbines binnen maximaal 10 maal de rotordiameter het geval is .

Dit komt vooral doordat de schaduw door het turbineblad diffuus wordt op grotere afstanden. De lichtstralen buigen rond het rotorblad van de windturbine en komen weer bij elkaar op grotere afstand. Daardoor neemt de hardheid van de schaduw af. Deze hardheid is een aspect van de hinderbeleving bij slagschaduw. Bij de technische beschouwing van de slagschaduw kan hiermee rekening worden gehouden.

Duur slagschaduw

Uit een onderzoek in Duitsland in 1999 onder omwonenden van windturbines blijkt dat omwonenden die een netto slagschaduwduur van meer dan 15 uur per jaar ervaren, een lagere kwaliteit van leven rapporteren. En een hogere mate van dagelijkse hinder in hun leefomgeving.

Uit het onderzoek bleek ook dat de effecten van geluid op de uitkomsten significant waren. Personen die dichterbij de windturbine woonden, rapporteerden meer hinder. Ongeacht of ze daadwerkelijk slagschaduw ervaarden. Er werd door de onderzoekers daarom aangegeven dat geluid waarschijnlijk een grotere invloed had op de gerapporteerde uitkomsten, dan slagschaduw.

Om deze bevindingen wetenschappelijk te toetsen hebben dezelfde onderzoekers een aanvullende laboratoriumtest gedaan naar de effecten van slagschaduw op het menselijk lichaam en welbevinden. In dit laboratoriumonderzoek werd uitgegaan van het optreden van harde schaduwen. Hierbij wordt 80% van de lichtbron wordt geblokkeerd.

Uit deze onderzoeken blijkt dat slagschaduw in de eerste 20 minuten een fysieke (stress)reactie kan veroorzaken. Bij langere blootstellingsduur daarna, compenseert het lichaam dit (gewenning). Maar juist deze compensatie kost energie en heeft op langere termijn misschien toch een negatief effect. Het beperken van slagschaduwduur wordt daarom door de onderzoekers aanbevolen.

Mede op basis van dit onderzoek, heeft de regering in Duitsland een slagschaduwnormering ingevoerd. De maximaal aanvaardbare schaduwduur is daar 8 uur per jaar.

Stilstandvoorziening

Om de hinder van slagschaduw te beperken, kan naast locatiekeuze worden gedacht aan een automatische stilstandregeling. Die schakelt de windturbine af als slagschaduw optreedt bij gevoelige objecten.

In de uitvoeringspraktijk in Nederland wordt al vaak gewerkt met een vereenvoudigde streefwaarde van 6 uur slagschaduwduur per jaar. Daarna wordt in het slagschaduwonderzoek bepaald welke woningen binnen deze 6 uur contour liggen. En wordt bij de uiteindelijke turbinekeuze een stilstandkalender vastgesteld.

Lichtschittering

Wat betreft hinder door lichtschittering bij het exploiteren van een windturbine, blijkt het volgende uit jurisprudentie. Hinder kan worden voorkomen door niet-reflecterende materialen of coatinglagen te gebruiken op de onderdelen die de hinder veroorzaken. Het meten van reflectiewaarden moet daarbij gebeuren volgens NEN-EN-ISO 2813, of een daaraan minstens gelijkwaardige meetmethode.

Achtergrondinformatie

Voor de milieueffecten van windturbines wat betreft slagschaduw en lichtschittering, wordt in de jurisprudentie van de Raad van State onder andere verwezen wordt naar een onderzoeksrapport van Wind Service Holland te Utrecht, gedateerd 26 september 1995, over (slag-)schaduwhinder.

Over de afstand waarop slagschaduw kan optreden en nog effect heeft op de omgeving, wordt in diverse onderzoeken gesteld dat dit bij moderne windturbines binnen maximaal 10 maal de rotordiameter het geval is. Zie bijvoorbeeld Update of UK Shadow Flicker evidence base - (GOV.UK) en Erläuterungen zur Schattensimulation von Windkraftanlagen 2016 1 (bayern.de).

Internationaal onderzoek is gedaan naar de effecten van slagschaduw als gevolg van windturbines in de nabijheid van woningen  (Knopper, et al; 2014, Wind Turbines and Human Health).  Deze onderzoeken tonen aan dat frequenties beneden circa 2,5 tot 3 Hz (ofwel 2,5 tot 3 passages van licht/donker per seconde) niet leiden tot een verhoogde kans op gezondheidsklachten, zoals epilepsie (Chief Medical Officer of Health (CMOH) Report of Ontario; The Potential Health Impact of Wind Turbines, 2010). Maar frequenties van moderne windturbines liggen ver beneden deze waarde (circa 0,6 – 1 Hz).