Johan forskar om buller

2020-07-15

Buller beror mycket på väder och vind. Vår institution har en egen forskningsstation där vi bland annat forskar kring väder, vind och buller.

Johan Arnqvist, forskare i vindkraft, på en av institutionens mätstationer.
Johan Arnqvist, forskare i vindkraft, på en av institutionens mätstationer. Just det här projektet handlar om vägtrafik, men resultaten förväntas också vara till stor nytta för vindkraft, för det är i stort sett samma modeller som används när man ska beräkna ljudet från vindturbiner.

Buller beror mycket på väder och vind. I Marsta, strax norr om Uppsala har institutionen för geovetenskaper en forskningsstation och där bedrivs bland annat forskning i meteorologi men också av buller.

Johan forskar kring, väder, vind och buller

- I Marsta, strax norr om Uppsala har institutionen för geovetenskaper en forskningsstation och där bedrivs bland annat forskning i meteorologi men också av buller. Johan Arnqvist, forskare i vindkraft, åker regelbundet ut för att kontrollera att mätstationerna fungerar och samla in värden. Den här morgonen hade han sällskap av kollegan Christoffer Hallgren.

Vad är buller?

- Buller är ljud som inte är önskvärt, eller som uppfattas som störande. Jag brukar faktiskt försöka att undvika ljust ordet buller, eftersom min forskning handlar om ljudutbredning. I just detta fall mäts buller, men det skulle lika gärna kunna vara någon annan typ av ljud.

Vad är syftet med bullerprojektet?  

- Syftet med projektet är att undersöka om det går att få modeller som beräknar ljudutbredning (och därmed ljudets styrka på olika platser) genom att förbättra beskrivningen av turbulens (virvlar och vindbyar) i luften. Turbulens ändrar sig väldigt mycket med väder och tid på dagen, och är tätt sammanlänkat med andra faktorer som bestämmer ljudutbredning, som hur vind och temperatur ändrar sig med höjden. För att kunna jämföra modellen med verkligheten mäts ljud på flera avstånd från gamla E4:an, och tillsammans med mätningar av turbulens, och övriga förhållanden i atmosfären hoppas vi få en bra bild av vad modellen behöver klara av för att matcha verkligheten.

Hur påverkas ljud av väder, vind och temperatur?

- Man kan säga att det finns tre aspekter av ljudet. Källan, utbredningen och hur mottagaren uppfattar ljudet. Alla tre aspekter påverkas faktiskt av vädret. Vägljud låter annorlunda i vått väglag, temperatur och vind får ljudbanorna att svänga av och antingen koncentreras längs marken, eller gå upp mot himlen, turbulens i luften påverkar markstudsen, och vindstyrkan påverkar hur mycket ljud maskeras av vindbrus i träd och våra öron. Det finns också massa andra sätt som vädret påverkar ljudutbredningen. 

Är det mindre buller på vintern när det ligger snö på marken?

- Tvärt om! På vintern är det flera effekter i vädret som gör att vägbuller blir starkare. Det har bland andra tidigare docenten i meteorologi här, Conny Larsson, visat. Precis när det snöar kör fordon dock i allmänhet lite långsammare, och då låter det mindre. Om det dessutom ligger fluffig snö överallt blir ljudet från däcken lite lägre, och studsar från backen blir inte lika starka.

Du forskar kring vindkraft, är det en effektiv energikälla?

- Det beror på hur man ser det. I normalfallet brukar effektiviteten (alltså hur mycket effekt verket producerar i förhållande till den maximala effekt det kan producera) ligga någonstans mellan 20 och 40 procent. Det är inte önskvärt att ha en mycket högre effektivitet, för det innebär att man har ställt upp en för svag turbin. Det är faktiskt samma för andra sätt att generera el. Vattenkraft utnyttjar lite mer av sin kapacitet, medan solkraft mycket mindre.

Det som är avgörande för om en kraftkälla är framgångsrik eller inte är i huvudsak priset till vilken elen produceras, och miljöpåverkan. Just nu är landbaserad vindkraft det billigaste att bygga, men det beror också lite på vilka förutsättningar som finns. I Sverige är det ganska bra vindresurser och framför allt väldigt bra med balanskraft (från vattenkraft, kärnkraft och export/import till grannar) så här har vi bra förutsättningar för vindkraft. Dock har vi ett mycket lågt elpris, så det är svårt för alla energiproducenter. 

Hur ser framtiden ut för vindkraft i Sverige?

- I dagsläget är det svårt att se något annat realistiskt alternativ än en storskalig utbyggnad av vindkraft. Det är logiskt eftersom det har en relativt liten miljöpåverkan, vi har bra förutsättningar, och på sikt kommer våra kärnkraftverk att bytas ut. Om man ser på länder med liknande förutsättningar som satsat på ny kärnkraft (Finland och England) verkar det alternativet inte vara konkurrenskraftigt rent prismässigt. Jag ska dock tillägga att jag forskar på meteorologi, så min kunskap om kraftsystemet handlar framförallt om resurssidan på förnyelsebar elproduktion, inte om kraftsystemet i sig.

Till sist, finns det någon risk för att Sverige ska drabbas av en elkris?

- Återigen, min forskning handlar framförallt om resurssidan. Det finns ju tekniska aspekter när det gäller elnät, politiska aspekter, osv. Kraftsystemet är komplicerat. Kort kan man säga att det finns alla förutsättningar för att vi ska undvika elbrist, även med en betydligt större andel förnyelsebar elproduktion än idag. Den verkligt intressanta frågan är snarare hur mycket vi är beredda att betala för att ha garanterad effekt i hela Sverige. Är det ok att det finns tillräckligt med effekt 99.9999 procent av tiden, 99.9 procent av tiden eller är det till och med ok att vi betalar stora elanvändare att reglera sin elanvändning för att jämna ut belastningen? Om vi vill vara väldigt säkra på att det hela tiden finns tillräcklig effekt behöver vi bygga en överkapacitet (tex genom mer kärnkraft eller mer vindkraft), men vi kan också implementera smarta löningar genom att utnyttja kombinationer av förnyelsebar elproduktion som jämnar ut produktionen, såsom kombinationer av vind- sol- och vattenkraft.

Läs mer om meteorologi

Läs mer om vår luft, vatten och landskaslära.

Vid stationen i Marsta mäts mängder av saker som berättar om förhållandena i luften. Temperatur och vind på olika höjder, men också strålning, luft- och markfuktighet och turbulens i luften. 

Nyheter från institutionen för geovetenskaper