Radar

Om vindkraftverk og radar 

Vindkraftverk vil medføre negative virkninger for radarer dersom vindturbinene plasseres slik at de forstyrrer radarsignalet. En radar er et instrument som kan måle avstand og objekters bevegelsesretning ved hjelp av radiobølger. Radaren sender ut pulser av radiobølger, og mottar refleksjoner fra for eksempel fjell, skip og fly. Tidsforskjellen mellom puls og mottatt refleksjon bestemmer avstanden til den reflekterende gjenstanden. Signalforstyrrelser vil i ulik grad forringe kvaliteten på radardata, og konsekvensene av dette vil variere med type radar.

Alle typer radarer kan i teorien påvirkes av vindturbiner, men på denne siden vil vi omtale flyradarer, forsvarets radarer og værradarer. Dette mener vi er godt dekkende for hvilke typer radarer som brukes til lands i Norge.

Luftfart og elektronisk kommunikasjon, som Radar blir ofte regnet som en form for elektronisk kommunikasjon, og bruk av radar er viktig for luftarten. For mer informasjon av vindturbiners påvirkning for disse temaene vises det til nettside for elektronisk kommunikasjon og nettside for luftfart.

Hvordan kan vindkraftverk påvirke radar 

Flyradar 

I den sivile luftfarten benyttes to forskjellige typer radarer. Primær- og sekundærradar, se boks «Flyradar» til høyre på siden for mer informasjon). Disse kan påvirkes av et vindkraftverk på litt forskjellige måter.

Formålet til en flyradar er å detektere luftfartøy, og på den måten overvåke og kontrollere lufttrafikken. Det er derfor viktig at radaren har størst mulig dekning, det vil si fri sikt for å kunne oppdage luftfartøyene. Andre objekter enn luftfartøy, som er plassert i siktlinje til en primærradar, vil anses som støy og skape uønskede signaler. Prosessering av radarsignaler har blant annet til hensikt å fjerne slike uønskede signaler. I hvilken grad forstyrrelsene kan aksepteres må vurderes for hvert enkelt tilfelle.

Vindturbiner som er plassert i en radars siktlinje, vil påvirke radaren ved at radaren vil motta et reflektert signal fra vindturbintårnet, og et svakere reflektert signal med varierende frekvens fra vindturbinbladene. Reflekterte signaler fra vindturbiner er uønskede refleksjoner. Uønskede refleksjoner kan også komme fra bakken, fjellsider, hus, kjøretøy og alt som ikke er av interesse å detektere. Uønskede refleksjoner som ikke blir fjernet i prosesseringen kan gi feil informasjon på radarskjermen.

Når vindturbiner eller andre objekter blokkerer sikten for en radar, vil det være vanskelig for radaren å oppdage objekter som befinner seg bak vindturbinen. Det er i tillegg vanskelig å filtrere bort uønskede signaler fra vindturbiner, uten å fjerne signaler fra andre objekter i samme posisjon som vindturbinene. Det betyr at radaren vil ha problemer med å detektere andre objekter i umiddelbar nærhet til vindturbinene.

For sekundærradarer kan problemet være refleksjoner fra vindturbiner, dersom vindturbinen(e) er plassert for nært radaren. De fleste av disse refleksjonene kan filtreres bort, men dette må vurderes i hvert tilfelle.

Det er avstanden mellom vindturbinene og luftfartsanleggene (flyplasser og navigasjonsanlegg), som er førende for hvilke restriksjoner som gjelder. Dersom vindturbiner planlegges innenfor en gitt avstand skal flysikringstjenesten hos Avinor kontaktes, slik at det kan utføres egne analyser og operative vurderinger i forbindelse med inn- og utflygningsprosedyrer, og eventuelle virkninger for kommunikasjons, navigasjons- og overvåkningssystemene (herunder flyradar). I forbindelse med konsesjonsbehandlingen av vindkraftverk kan det være hensiktsmessig å operere med en fast minsteavstand for når forholdene mellom sivil luftfart og vindkraftverk må avklares med Avinor. Luftfartstilsynet og Avinor mener denne grensen må settes til 16 kilometer. Ved tvil om avstand mellom vindturbiner og luftfartsanlegg skal Avinor kontaktes.

Forsvarets radarer 

Et vindkraftverk kan påvirke Forsvarets radarer på samme måte som sivile flyradarer påvirkes. Forsvaret har både faste radarer og mobile våpensystemer med egne radarer. De mobile våpensystemene med radar er en del av luftforsvarssystemer, og vil kunne utplasseres der det er behov for luftforsvar. Ved slik utplassering kan potensielt vindturbiner i nærheten forstyrre den mobile radaren.

Forsvaret har vurdert at det må være en minsteavstand på ti kilometer mellom deres faste radarer og vindturbiner. På avstander over 30 kilometer vil påvirkningen sannsynligvis være akseptabel. Dette må vurderes i hvert enkelt tilfelle.

Værradar 

For en værradar vil blokkering av radarsignaler føre til svekkelse av signalene bak vindturbiner. I tillegg kan vindturbiner også forstyrre innhenting av nedbørs- og vinddata fra en værradar, selv når radarsignalet er over vindturbinen

En værradar måler både nedbør og vind ved hjelp av refleksjon fra nedbør. Signaler som sendes ut fra en værradar, og deretter reflekteres i nedbøren og tilbake til radaren, innhenter informasjon om nedbørens bevegelse. Når radarsignalet treffer et roterende vindturbinblad, vil det returnerte signalet også inneholde informasjon om bevegelse fra turbinbladet. Det er derfor vanskelig å skille mellom signalet som reflekteres fra nedbør og roterende turbinblader. Dermed kan ikke signaler fra vindturbinblader fjernes fra radardata, på samme måte som man gjør for signaler som reflekteres fra stillestående gjenstander. Vindturbiner som er plassert i værradarens siktlinje vil på denne måten påvirke værradaren. Se eksempel i figur under.

De nærmeste områdende rundt en værradar vil ikke være aktuelle for vindkraftutbygging. Det er fra Metrologisk institutt ønskelig med en minsteavstand mellom værradar og turbin på 5 km for å unngå næreffekter. Når avstanden er mellom 5 til 20 kilometer må det gjøres individuelle vurderinger av det enkelte prosjektet. Når avstanden fra værradar til vindpark er over 20 kilometer vil som regel radarsignalene gå over vindturbinene. Vindturbinene utenfor 20 kilometer vil allikevel kunne medføre forstyrrelser i nedbørs- og vinddata.

Hvilke avbøtende tiltak kan være aktuelle? 

Det ideelle for å unngå at vindturbiner forstyrrer radarteknologi, er at vindturbinene plasseres slik at de ikke hindrer sikt til radaren.

Behovet for avbøtende tiltak, og eventuelt hvilke tiltak som egner seg, er noe som må vurderes for hvert enkelt prosjekt. Vurderingen vil alltid avhenge av om vindkraftverket planlegges i nærheten av en radar, og i så fall hvilken type radar.

Flyradar 

Dersom det viser seg nødvendig med avbøtende tiltak for å ivareta funksjonaliteten til flyradarer, kan disse tiltakene enten gjennomføres ved turbinene eller ved den aktuelle radaren.

• Tiltak ved vindturbiner:
  • Teknologitilpasninger ved vindturbinene, slik at radarsignaler i mindre grad reflekteres fra turbinbladene
  • Minsteavstand til radar, og høydebegrensninger for vindturbiner
  • Tilpasning av driften ved en eller flere vindturbiner. For eksempel når vindretningen gjør at vindturbinen(e)s rotor står på tvers av radarsignalene.
• Tiltak ved radarer:
  • Retningsstyrte antenner eller andre tilpasninger ved radarens søkestrategi
  • Ny teknologi som kan fylle inn for tapt eller uegnet signal
  • Bedre tolkning (prosessering) av radarsignalet

Forsvarets radar 

For Forsvarets faste radarer kan de samme avbøtende tiltakene som nevnes for sivil flyradar være aktuelle. I tillegg kan et avbøtende tiltak for Forsvarets radarer være midlertidig stans av turbiner ved operative beredskapssituasjoner eller øvelser.

Værradar 

For å avbøte forstyrrelse av en værradar kan et avbøtende tiltak være å flytte radaren, eller supplere radaren med en tilleggsradar, som blir plassert slik at den kan kompensere for forstyrrelsene vindturbinene skaper. Det kan være store kostnader knyttet til eventuell flytting av radarer. Meteorologisk institutt har estimert kostnaden for nye radarer til å være 25-30 millioner kroner. Det kan også være utfordrende å finne gode plasseringer av en ny radar. Værradarnettverket er satt sammen for å dekke et størst mulig område med færrest mulig værradarer, så å flytte en radar, vil ofte svekke radardekningen i deler av radarnettverket.

Et annet alternativ kan være å benytte nye og bedre algoritmer i analysen av radardataen, for å fjerne vindturbinene fra radarbildet. Hittil har det vært utfordrende å finne algoritmer som ikke forringer værradarobservasjonene. I dag har vi ikke tilgang til algoritmer som på en god måte kompenserer for vindturbiner. Meteorologisk institutt ser framtidsmuligheter i å korrigere for enkeltturbiner ved manuelt å identifisere radarpunkter med forstyrrelser, fjerne disse og erstatte med et gjennomsnitt av verdier i nærliggende punkter. Dette krever at forstyrrelsen er begrenset i utstrekning.

Teknologisk utvikling 

Ny overvåkningsteknologi er i ferd med og fases inn i norsk luftfart, og de konvensjonelle sekundærradarene skal etter hvert fases ut. I perioden frem mot 2035 vil de siste radarene til Avinor bli avviklet, og erstattet av annen teknologi. Potensialet for at vindturbiner forstyrrer flyovervåkningen vil da bli vesentlig redusert.

Forsvaret planlegger å etablere nye radarer. De nye radarene vil dels erstatte eksisterende radarer, og dels etableres på nye steder. Nye radarer vil sannsynligvis være mer følsomme for forstyrrelser, men kan som regel leveres med løsninger som skal redusere påvirkning fra vindturbiner.

Hva trenger vi mer kunnskap om? 

Behovet for ny kunnskap er i stor grad knyttet til usikkerheter om betydningen av påvirkning fra vindturbiner for radarer, og det er til dels mangel på konsensus i fagmiljøet. Flere studier har blitt gjennomført for temaet, som har ført til en bedre forståelse hvordan virkningene kan bli redusert. Det vil kreve ekstra studier å redusere disse usikkerhetene. Det er knyttet usikkerhet til hvordan forstyrrelser fra mange vindturbiner i et vindkraftverk skal summeres.

Det er behov for mer kunnskap om hvor grensen går mellom en degradering av radardata det kan kompenseres for, og en degradering av data som vil gi en varig svekkelse av radardatagrunnlaget. Det er et stort behov for ny grønn energi, og det kan bli konflikter mellom opprettholdelse av et godt radarnettverk og behovet for ny kraft. Det er derfor behov for nye metoder for å korrigere for forstyrrelser fra vindturbiner.