31.08.2013 Views

Toelichting bij de nieuwe (PERSEUS) radarhinder ... - TNO

Toelichting bij de nieuwe (PERSEUS) radarhinder ... - TNO

Toelichting bij de nieuwe (PERSEUS) radarhinder ... - TNO

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

Van<br />

Onno van Gent<br />

On<strong>de</strong>rwerp<br />

<strong>Toelichting</strong> <strong>bij</strong> <strong>de</strong> <strong>nieuwe</strong> (<strong>PERSEUS</strong>) radarhin<strong>de</strong>r toetsingsmetho<strong>de</strong><br />

Introductie<br />

Radarsystemen on<strong>de</strong>rvin<strong>de</strong>n mogelijk hin<strong>de</strong>r van windturbines of<br />

windmolenparken. Het Ministerie van Defensie heeft daarom normen opgesteld<br />

waartegen <strong>de</strong> prestatie van <strong>de</strong> radarsystemen getoetst moet wor<strong>de</strong>n. Deze<br />

normen gel<strong>de</strong>n alleen voor <strong>de</strong> militaire radarsystemen en niet voor <strong>de</strong> civiele<br />

radars <strong>bij</strong> luchthaven Schiphol, Eel<strong>de</strong> en De Kooy <strong>bij</strong> Den Hel<strong>de</strong>r. Ter hoogte van<br />

<strong>de</strong>ze radars gel<strong>de</strong>n een an<strong>de</strong>re regelgevingen en <strong>de</strong> toetsingen voor <strong>de</strong>ze<br />

gebie<strong>de</strong>n wor<strong>de</strong>n uitgevoerd door <strong>de</strong> Luchtverkeersleiding Ne<strong>de</strong>rland (LVNL). Zie<br />

ook http://www.win<strong>de</strong>nergie.nl/62/on<strong>de</strong>rwerpen/milieu-en-omgeving/radar.<br />

<strong>TNO</strong> heeft ruime ervaring met het berekenen van door windturbines en hoogbouw<br />

veroorzaakte radarverstoring. De door <strong>TNO</strong> gehanteer<strong>de</strong> methodiek voor <strong>de</strong><br />

berekening van <strong>de</strong> afname van <strong>de</strong> radarprestaties is met het Ministerie van<br />

Defensie overeengekomen.<br />

Naast <strong>de</strong> taak van het formeel beoor<strong>de</strong>len van een bouwplan op mogelijke<br />

radarhin<strong>de</strong>r heeft het Ministerie van Defensie <strong>TNO</strong> toestemming gegeven om in<br />

een adviseren<strong>de</strong> rol samen met een potentiële ontwikkelaar te komen tot een<br />

optimale inpassing van een bouwplan, rekening hou<strong>de</strong>nd met<br />

radarhin<strong>de</strong>raspecten.<br />

De rapportage met <strong>de</strong> resultaten vormt <strong>de</strong> basis voor <strong>de</strong> beoor<strong>de</strong>ling door<br />

Defensie van <strong>de</strong> aanvaardbaarheid van <strong>de</strong> verstoring. Deze beoor<strong>de</strong>ling kan een<br />

vereiste zijn in <strong>de</strong> bouwvergunningsprocedure en/of kan nodig zijn voor een<br />

wijziging van het bestemmingsplan.<br />

De resultaten zijn gebaseerd op het vigeren<strong>de</strong> beleid over verstoringsgebie<strong>de</strong>n<br />

rond militaire radars van het Ministerie van Defensie zoals opgenomen in <strong>de</strong><br />

regeling van het Ministerie van Infrastructuur en Milieu, van 31 augustus 2012, nr.<br />

IENM/BSK-2012/30229, tot wijziging van <strong>de</strong> Regeling algemene regels ruimtelijke<br />

or<strong>de</strong>ning (aanwijzing radarverstoringsgebie<strong>de</strong>n, reserveringsgebie<strong>de</strong>n<br />

hoofdwegen en lan<strong>de</strong>lijke spoorwegen en militaire terreinen geen <strong>de</strong>el uitmakend<br />

van <strong>de</strong> ecologische hoofdstructuur, alme<strong>de</strong> enkele an<strong>de</strong>re wijzigingen) zoals <strong>de</strong>ze<br />

gepubliceerd is in <strong>de</strong> Staatscourant nummer 18324 van 7 september 2012. Zie<br />

ook: https://zoek.officielebekendmakingen.nl/stcrt-2012-18324.html.<br />

De aanvraag voor een beoor<strong>de</strong>ling met <strong>bij</strong>voeging van het <strong>TNO</strong>-rapport dient aan<br />

<strong>de</strong> regionale directie van <strong>de</strong> Defensie Vastgoed Dienst (DVD) te wor<strong>de</strong>n gericht<br />

(voor <strong>de</strong> contactgegevens van <strong>de</strong> DVD zie:<br />

http://www.<strong>de</strong>fensie.nl/cdc/vastgoed_en_beveiliging/dienst_vastgoed_<strong>de</strong>fensie/co<br />

ntact/.<br />

<strong>TNO</strong> voert <strong>de</strong> beoor<strong>de</strong>ling zelf niet uit en draagt ook geen zorg voor het doen<br />

toekomen van het rapport aan Defensie.<br />

Technical Sciences<br />

Ou<strong>de</strong> Waalsdorperweg 63<br />

2597 AK Den Haag<br />

Postbus 96864<br />

2509 JG Den Haag<br />

www.tno.nl<br />

T +31 88 866 10 00<br />

F +31 70 328 09 61<br />

info<strong>de</strong>sk@tno.nl<br />

Datum<br />

29 oktober 2012<br />

Onze referentie<br />

OvG121015<br />

E-mail<br />

onno.vangent@tno.nl<br />

Doorkiesnummer<br />

+31 88 866 40 25<br />

Doorkiesfax<br />

+31 88 866 65 75


Waarom radarhin<strong>de</strong>r vaststellen voor windturbines?<br />

Om <strong>de</strong>ze vraag te kunnen beantwoor<strong>de</strong>n moeten we eerst iets begrijpen van het<br />

radarprincipe. De afkorting radar of te wel Radio Detection And Ranging (RADAR)<br />

werd door <strong>de</strong> Amerikanen rond 1942 geïntroduceerd. De uitvinding is echter van<br />

ruim voor <strong>de</strong> Twee<strong>de</strong> Wereldoorlog. Een radar is dus niet alleen in staat door het<br />

uitzen<strong>de</strong>n van een radiosignaal een ‘doel’ te <strong>de</strong>tecteren, maar ook om <strong>de</strong> afstand<br />

tot het doel te bepalen. Een radiopuls wordt door <strong>de</strong> radarantenne uitgezon<strong>de</strong>n en<br />

gereflecteerd door een doel. Daarna wordt <strong>de</strong> reflectie of echo door <strong>de</strong><br />

radarantenne weer ontvangen. Radiogolven verplaatsen zich met <strong>de</strong> snelheid van<br />

het licht, oftewel met 300.000 m/s. Door <strong>de</strong> tijd te meten tussen <strong>de</strong> uitgezon<strong>de</strong>n<br />

puls en <strong>de</strong> ontvangen reflectie kan <strong>de</strong> afstand wor<strong>de</strong>n bepaald. Naast <strong>de</strong> afstand<br />

is uiteraard ook <strong>de</strong> richting van <strong>de</strong> echo van belang. Om die re<strong>de</strong>n wordt een<br />

radiopuls uitgezon<strong>de</strong>n en ontvangen in een bun<strong>de</strong>l. Er kan on<strong>de</strong>rscheid gemaakt<br />

wor<strong>de</strong>n tussen twee soorten antennebun<strong>de</strong>lvormen; <strong>de</strong> potloodvormige en <strong>de</strong><br />

vaan-vormige bun<strong>de</strong>l. Bij een potloodvorm wordt <strong>de</strong> radiopuls in een smalle<br />

bun<strong>de</strong>l gezon<strong>de</strong>n en ontvangen. Zo kan je <strong>de</strong> richting in zowel peilingshoek als<br />

elevatie bepalen. Voor een rondzoekradar is <strong>de</strong>ze bun<strong>de</strong>lvorm niet erg praktisch.<br />

Het is als het ware zoeken naar doelen in <strong>de</strong> donkere kamer met een zaklamp met<br />

alleen een hele smalle bun<strong>de</strong>l. Daarom hebben<br />

rondzoekradars altijd een vaanvormige bun<strong>de</strong>l zoals in<br />

Figuur 1 aangegeven. Doordat <strong>de</strong> bun<strong>de</strong>l smal is in<br />

het horizontale vlak kan <strong>de</strong> peiling van een doel<br />

nauwkeurig bepaald wor<strong>de</strong>n. De grote openingshoek<br />

in elevatie zorgt er voor dat alle doelen wor<strong>de</strong>n gezien<br />

van laag tot hoog. Door <strong>de</strong> antenne rond te draaien<br />

om zijn verticale as kan een radarbeeld wor<strong>de</strong>n<br />

opgebouwd over 360° rond <strong>de</strong> radar. Een radar zendt<br />

een radiosignaal uit dat wordt gereflecteerd door een<br />

doel of obstakel en weer door <strong>de</strong>zelf<strong>de</strong> radar wordt<br />

ontvangen. Luchtverkeersradars zijn in staat kleine<br />

reflecties afkomstig van vliegtuigen te <strong>de</strong>tecteren<br />

tussen vaak veel grote reflecties van gebouwen en<br />

an<strong>de</strong>re obstakels. Dit wordt in <strong>de</strong> radar gerealiseerd<br />

Figuur 1: Een vaanvormige<br />

bun<strong>de</strong>l, <strong>de</strong> typische<br />

bun<strong>de</strong>lvorm voor een<br />

rondzoekradar<br />

door <strong>de</strong> <strong>de</strong>tectie van Doppler. Het geluid van een auto die naar ons toe rijdt klink<br />

hoger in frequentie dan <strong>de</strong>zelf<strong>de</strong> auto die met <strong>de</strong>zelf<strong>de</strong> snelheid van ons afrijdt. Dit<br />

wordt het Doppler effect genoemd. Bij radar uitzendingen treedt dit effect ook op.<br />

De frequentie van het reflecteert signaal van een naar ons toe vliegend vliegtuig is<br />

iets hoger dan <strong>de</strong> frequentie van het uitgezon<strong>de</strong>n signaal en iets lager als <strong>de</strong>ze<br />

van ons afvliegt. Bij een stilstaand obstakel is dit niet het geval. Dus door naar het<br />

verschil in frequentie tussen het uitgezon<strong>de</strong>n en ontvangen signaal te kijken kan<br />

een Doppler radar het verschil herkennen tussen een stilstaand voorwerp en een<br />

snel bewegend (vliegend) voorwerp. En daar is nu precies het probleem met<br />

windturbines. De ronddraaien<strong>de</strong> wieken van <strong>de</strong> windturbines veroorzaken<br />

reflecties met Doppler die daardoor voor een radar lijken op een vliegtuig.<br />

Hierdoor kan boven een windpark <strong>de</strong> <strong>de</strong>tectie van vliegtuigen verstoord raken.<br />

Een uiteraard <strong>bij</strong>zon<strong>de</strong>r ongewenste situatie.<br />

Datum<br />

29 oktober 2012<br />

Onze referentie<br />

OvG121015<br />

Blad<br />

2/14


Naast <strong>de</strong> hierboven beschreven primaire radars zijn er ook secundaire radars. In<br />

tegenstelling tot een primaire radar hoeft het radiosignaal uitgezon<strong>de</strong>n door <strong>de</strong><br />

secundaire radar alleen ontvangen te wor<strong>de</strong>n door een ontvanger in het vliegtuig.<br />

Deze uitzending van <strong>de</strong> radar wordt beantwoord door een zen<strong>de</strong>r (transpon<strong>de</strong>r) in<br />

het vliegtuig en weer ontvangen door <strong>de</strong> secundaire radar. In <strong>de</strong> uitzending vanaf<br />

het vliegtuig wordt extra informatie toegevoegd in <strong>de</strong> vorm van on<strong>de</strong>r an<strong>de</strong>re een<br />

i<strong>de</strong>ntificatieco<strong>de</strong> en vlieghoogte, die aan <strong>de</strong> radarzij<strong>de</strong> aan <strong>de</strong> radarcontroller<br />

wordt weergegeven. Na<strong>de</strong>el van dit systeem is het feit dat een vliegtuig moet<br />

meewerken en antwoord moet geven op een on<strong>de</strong>rvraging. Bij vijandige<br />

vliegtuigen is dit uiteraard niet geval. Een situatie waar met name militaire radars<br />

mee geconfronteerd wor<strong>de</strong>n. Door het on<strong>de</strong>rvraag-en-antwoord principe van <strong>de</strong><br />

secundaire radar is <strong>de</strong>ze echter wel min<strong>de</strong>r gevoelig voor interferentie ten gevolge<br />

van obstakels en windturbines. Daarom hoeft <strong>bij</strong> een bouwplan alleen <strong>de</strong><br />

radarhin<strong>de</strong>r van <strong>de</strong> primaire radar te wor<strong>de</strong>n on<strong>de</strong>rzocht. Als <strong>de</strong> hin<strong>de</strong>r on<strong>de</strong>r <strong>de</strong><br />

norm blijft zal dit in het algemeen ook gel<strong>de</strong>n voor <strong>de</strong> secundaire radar. Bei<strong>de</strong><br />

radarsystemen zijn vaak geïntegreerd in één ronddraaiend antennesysteem, zie<br />

Figuur 2.<br />

Figuur 2: Een foto van <strong>de</strong> verkeersleidingsradar met on<strong>de</strong>raan <strong>de</strong> antenne van <strong>de</strong> primaire radar<br />

en daarbovenop het antenneraam van <strong>de</strong> secundaire radar. Het geheel draait rond.<br />

Ou<strong>de</strong> regelgeving<br />

Volgens <strong>de</strong> ou<strong>de</strong> regelgeving dien<strong>de</strong> een toetsing te wor<strong>de</strong>n uitgevoerd door <strong>TNO</strong><br />

als een gebouw of windturbine zich binnen straal van 15 zeemijlen bevond rond<br />

<strong>de</strong> vijf MASS (Military Approach and Surveillance System) verkeersleidingsradars<br />

in Leeuwar<strong>de</strong>n, Twente, Soesterberg, Volkel en Woensdrecht of <strong>de</strong> twee MPR<br />

(Medium Power Radar) gevechtsleidingsradars te Wier en Nieuw Milligen. Ver<strong>de</strong>r<br />

werd rekening gehou<strong>de</strong>n met een primaire radar op het Marine Vliegkamp De<br />

Kooy in Den Hel<strong>de</strong>r.<br />

Een gebouw of windturbines waar<strong>bij</strong> het dak van <strong>de</strong> gon<strong>de</strong>l on<strong>de</strong>r <strong>de</strong><br />

maaiveldhoogte bleef ter plekke van <strong>de</strong> primaire radar vermeer<strong>de</strong>rd met 45 m<br />

hoef<strong>de</strong> niet getoetst te wor<strong>de</strong>n, zie Figuur 3.<br />

Datum<br />

29 oktober 2012<br />

Onze referentie<br />

OvG121015<br />

Blad<br />

3/14


45 m<br />

Figuur 3: Het toetsingsgebied zoals toegepast door het Ministerie van Defensie in <strong>de</strong> ou<strong>de</strong><br />

regeling.<br />

Bij <strong>de</strong> ou<strong>de</strong> rekenmetho<strong>de</strong> werd alleen het schaduw effect van een windturbine op<br />

<strong>de</strong> betreffen<strong>de</strong> primaire radar berekend. De relatieve <strong>de</strong>tectieafstan<strong>de</strong>n werd<br />

berekend voor <strong>de</strong> situatie als gevolg van het schaduweffect van <strong>de</strong> te plaatsen<br />

windturbine. De schaduwwerking werd geëvalueerd op 100 km afstand van <strong>de</strong><br />

radar, en geldt voor het gebied recht achter het obstakel. Profielen zijn berekend<br />

vanaf <strong>de</strong> horizontaal gezien vanuit <strong>de</strong> radar, wat leidt tot een profiel dat begint op<br />

590 m hoogte (zie situatieschets in Figuur 4). Uit <strong>de</strong>ze berekening kwam een<br />

percentage aan <strong>de</strong>tectiekansverlies voor een doel op 100 km afstand van <strong>de</strong><br />

radar.<br />

Figuur 4: Situatieschets van <strong>de</strong> berekening. De schaduwwerking werd berekend op 100 km van <strong>de</strong><br />

radar en langs een profiel dat startte op het horizontaal niveau van het NAP <strong>bij</strong> <strong>de</strong> radar. De<br />

hoogte van het obstakel is ook ten opzichte van <strong>de</strong>ze lijn. De terreinschaduw zorgt ervoor dat een<br />

<strong>de</strong>el van het obstakel onbelicht blijft, en dus niet <strong>bij</strong>draagt aan <strong>de</strong> schaduwwerking.<br />

Daarnaast werd <strong>bij</strong> een bouwplan bestaan<strong>de</strong> uit meer<strong>de</strong>re windturbines alleen <strong>de</strong><br />

windturbine getoetst die op kortste afstand van <strong>de</strong> radar stond. Defensie<br />

accepteer<strong>de</strong> in principe een verlies van <strong>de</strong>tectieafstand van ten hoogste 10%.<br />

Nieuwe regelgeving<br />

15 NM (27.8 km)<br />

TESTING AREA<br />

Bij <strong>de</strong> <strong>nieuwe</strong> regelgeving wordt voor het vastleggen van <strong>de</strong><br />

radarverstoringsgebie<strong>de</strong>n een normprofiel aangehou<strong>de</strong>n die voor gebouwen loopt<br />

tot 15 km (zie Figuur 5) vanaf <strong>de</strong> primaire radar en voor windturbines tot 75 km<br />

Datum<br />

29 oktober 2012<br />

Onze referentie<br />

OvG121015<br />

Blad<br />

4/14


(zie Figuur 6) vanaf <strong>de</strong> primaire radar. Windturbines in het zicht van <strong>de</strong> radar<br />

veroorzaken vanwege overwegend stalen en bewegen<strong>de</strong> on<strong>de</strong>r<strong>de</strong>len en omvang<br />

ernstige verstoring van het radarbeeld. Daarom gel<strong>de</strong>n voor windturbines ruimere<br />

radarverstoringsgebie<strong>de</strong>n dan voor overige bouwwerken. Er wordt rekening<br />

gehou<strong>de</strong>n met <strong>de</strong> vijf militaire verkeersleidingsradars in Leeuwar<strong>de</strong>n, Twente,<br />

Soesterberg, Volkel en Woensdrecht en <strong>de</strong> twee militaire gevechtsleidingsradars<br />

te Wier en Nieuw Milligen.<br />

15 km<br />

0.25°<br />

Figuur 5: Het hoogteprofiel (niet op schaal) voor gebouwen. Als een <strong>de</strong>el van het gebouw door<br />

het profiel steekt dient een toetsing plaats te vin<strong>de</strong>n.<br />

15 km<br />

0.25°<br />

Figuur 6: Het hoogteprofiel (niet op schaal) voor windturbines. Als <strong>de</strong> tip van <strong>de</strong> wiek door het<br />

profiel steekt dient een toetsing plaats te vin<strong>de</strong>n.<br />

De locatiegegevens van <strong>de</strong> vijf verkeersleidingsradars en van <strong>de</strong><br />

gevechtsvuurleidingsradars te Nieuw Milligen en Wier wor<strong>de</strong>n weergegeven in<br />

Tabel 1. In <strong>de</strong>ze tabel zijn zowel <strong>de</strong> antennehoogtes aangegeven die<br />

aangehou<strong>de</strong>n wor<strong>de</strong>n voor <strong>de</strong> bepaling van het toetsingsprofiel als ook <strong>de</strong><br />

feitelijke antennehoogtes van <strong>de</strong> primaire radarantenne, toegepast in <strong>de</strong><br />

<strong>de</strong>tectiekansberekeningen.<br />

Tabel 1: Locatiegegevens van <strong>de</strong> vijf MASS verkeersleidingsradars en <strong>de</strong><br />

gevechtsvuurleidingsradar te Nieuw Milligen en Wier, <strong>de</strong> aangehou<strong>de</strong>n antennehoogte voor het<br />

toetsingsprofiel en <strong>de</strong> toepaste feitelijke hoogte van <strong>de</strong> primaire radarantenne.<br />

MASS primaire radar Coördinaten<br />

Rijksdriehoekstelsel<br />

65 m<br />

Antennehoogte t.o.v. NAP<br />

Maaiveld<br />

75 km<br />

Antennehoogte voor<br />

toetsingsprofiel ten<br />

opzichte van NAP<br />

Feitelijke<br />

antennehoogte<br />

ten opzichte<br />

van NAP<br />

X [m] Y [m] [m] [m]<br />

Leeuwar<strong>de</strong>n 179139 582794 30 27.3<br />

Twente 258306 477021 71 68.8<br />

Soesterberg 147393 460816 63 60.2<br />

Volkel 176525 407965 49 46.9<br />

Woensdrecht 083081 385868 48 45.2<br />

AOCS Nieuw Milligen 179258 471774 53 Gerubriceerd*<br />

Wier 170509 585730 24 Gerubriceerd*<br />

* Deze gegevens zijn bekend <strong>bij</strong> Defensie.<br />

NAP<br />

65 m<br />

Antennehoogte t.o.v. NAP<br />

Maaiveld<br />

NAP<br />

Datum<br />

29 oktober 2012<br />

Onze referentie<br />

OvG121015<br />

Blad<br />

5/14


Variaties in <strong>de</strong> hoogte van het terrein wor<strong>de</strong>n bepaald uit het Actueel<br />

Hoogtebestand Ne<strong>de</strong>rland (AHN-1) met een spatiële resolutie van 10 m. In dit<br />

bestand bevindt zich bebouwing van <strong>de</strong> ste<strong>de</strong>lijke gebie<strong>de</strong>n mits <strong>de</strong><br />

aaneengesloten bebouwing een oppervlakte beslaat die groter is dan 1 km 2 . Het<br />

hoogtebestand is opgenomen in <strong>de</strong> perio<strong>de</strong> tussen 1998 en 2003, dus<br />

veran<strong>de</strong>ringen in bebouwing van na die datum wor<strong>de</strong>n in het mo<strong>de</strong>l niet<br />

meegenomen. Buiten <strong>de</strong>ze gebie<strong>de</strong>n is <strong>de</strong> hoogte gelijk aan het maaiveld. Buiten<br />

Ne<strong>de</strong>rland gebruikt <strong>TNO</strong> terreinhoogtegegevens afkomstig van <strong>de</strong> NASA Shuttle<br />

Radar Topography Mission (SRTM) met een resolutie van 3 boogsecon<strong>de</strong><br />

(ongeveer 90 m langs een meridiaan). Als een <strong>de</strong>el van het bouwplan wordt<br />

afgeschermd door het tussenliggen<strong>de</strong> terrein of door bebouwing in een ste<strong>de</strong>lijk<br />

gebied, en dus niet wordt belicht door <strong>de</strong> radar, dan wordt dit <strong>de</strong>el van het<br />

bouwplan niet betrokken in <strong>de</strong> berekening.<br />

De 15 km en 75 km cirkels rond <strong>de</strong> vijf verkeersleidingsradars, twee<br />

gevechtsleidingsradars en <strong>de</strong> ste<strong>de</strong>lijke gebie<strong>de</strong>n volgens het AHN-1 bestand zijn<br />

weergeven in Figuur 7.<br />

Figuur 7: De locaties van <strong>de</strong> vijf verkeersleidingsradars (groen ruit) en <strong>de</strong> twee<br />

gevechtsleidingsradars (ro<strong>de</strong> ruit) met daaromheen <strong>de</strong> 15 en 75 km cirkels. De donkergrijze<br />

vlakken zijn <strong>de</strong> in <strong>de</strong> AHN-1 ge<strong>de</strong>finieer<strong>de</strong> ste<strong>de</strong>lijke gebie<strong>de</strong>n<br />

In <strong>de</strong> overlapgebie<strong>de</strong>n van <strong>de</strong> cirkels geldt <strong>de</strong> laagste hoogte. In Figuur 8 is een<br />

kaart opgenomen afkomstig uit <strong>de</strong> regelgeving <strong>bij</strong>lage H, met daarop <strong>de</strong><br />

radarverstoringsgebie<strong>de</strong>n en <strong>de</strong> maximale hoogtes voor bouwwerken of<br />

Datum<br />

29 oktober 2012<br />

Onze referentie<br />

OvG121015<br />

Blad<br />

6/14


windturbines. Er dient een toetsing door <strong>TNO</strong> uitgevoerd te wor<strong>de</strong>n als een <strong>de</strong>el<br />

van het bouwwerk door het bebouwingsprofiel steekt of als <strong>de</strong> tip van <strong>de</strong> wiek door<br />

het windturbineprofiel steekt.<br />

Figuur 8: Kaart van Ne<strong>de</strong>rland met <strong>de</strong> radarverstoringsgebie<strong>de</strong>n overgenomen uit <strong>de</strong> officiële<br />

regeling (Bijlage H) met daarop <strong>de</strong> maximale hoogtes van bouwwerken en windturbines.<br />

Datum<br />

29 oktober 2012<br />

Onze referentie<br />

OvG121015<br />

Blad<br />

7/14


Rekenmetho<strong>de</strong><br />

Voor <strong>de</strong> rekenmetho<strong>de</strong> wordt gebruik gemaakt van een simulatie programma<br />

<strong>PERSEUS</strong> (Program for the Evaluation of Radar Systems in an Exten<strong>de</strong>d Urban<br />

Setting). Dit programma is door <strong>TNO</strong> ontwikkeld in opdracht van <strong>de</strong> ministeries<br />

van Defensie en van Infrastructuur en Milieu. Binnen dit mo<strong>de</strong>l wordt niet alleen <strong>de</strong><br />

schaduw berekend veroorzaakt door het bouwplan, zoals <strong>bij</strong> <strong>de</strong> ou<strong>de</strong> metho<strong>de</strong>,<br />

maar ook <strong>de</strong> reflecties veroorzaakt door <strong>de</strong> statische mast en gon<strong>de</strong>l en <strong>de</strong><br />

draaien<strong>de</strong> wieken (Doppler). De primaire radars zijn binnen <strong>PERSEUS</strong> tot in groot<br />

<strong>de</strong>tail gemo<strong>de</strong>lleerd, waardoor een beter beeld wordt verkregen van het verlies<br />

aan radar<strong>de</strong>tectie in <strong>de</strong> directe omgeving van het bouwplan als ook in <strong>de</strong><br />

schaduw. Door <strong>de</strong> ge<strong>de</strong>tailleer<strong>de</strong> mo<strong>de</strong>llering van <strong>de</strong> radar komen eventuele<br />

verbeteringen die <strong>de</strong> radarfabrikant aan kan brengen in <strong>de</strong> signaalverwerking ook<br />

tot uiting in betere prestatie van <strong>de</strong> primaire radar tegen windturbines. Ook wor<strong>de</strong>n<br />

binnen <strong>PERSEUS</strong> <strong>de</strong> vijf verkeersleidingsradars opgenomen in een radarnetwerk,<br />

waardoor een mogelijk verlies aan <strong>de</strong>tectie van één radar kan wor<strong>de</strong>n<br />

gecompenseerd door een an<strong>de</strong>re radar in een netwerk. Zie Figuur 9.<br />

Figuur 9: Een voorbeeld hoe een radar links op <strong>de</strong> tekening wordt beïnvloed door een aantal<br />

windturbines in <strong>de</strong> antennebun<strong>de</strong>l. Beïnvloeding is niet alleen direct boven het windpark maar<br />

over <strong>de</strong> gehele vaanvormige openingshoek in elevatie. Voor <strong>de</strong> radar rechts liggen <strong>de</strong><br />

windturbines achter zijn horizon waardoor beïnvloeding boven hetzelf<strong>de</strong> gebied niet plaatsvindt.<br />

Ook bebouwing kan afscherming geven.<br />

Het radarsimulatiemo<strong>de</strong>l <strong>PERSEUS</strong> berekent voor elke verkeersleidingsradar <strong>de</strong><br />

<strong>de</strong>tectiekans van een doel met een radardoorsne<strong>de</strong> van 2 m 2 , fluctuatiestatistiek<br />

Swerling case 1, en loos alarmkans 1×10 -6 . Dit zijn typische getallen waarvoor<br />

voor luchtverkeersradars <strong>de</strong> <strong>de</strong>tectiekans wordt uitgerekend. Afhankelijk van <strong>de</strong><br />

locatie van het bouwplan moet <strong>de</strong> <strong>de</strong>tectiekans geëvalueerd wor<strong>de</strong>n op een<br />

normhoogte van 300, 500 of 1000 voet ten opzichte van het maaiveld. Indien op<br />

1000 voet geëvalueerd wordt, zal mid<strong>de</strong>ling van <strong>de</strong>tectiekansen binnen een cirkel<br />

met een straal van 500 m toegepast wor<strong>de</strong>n. De ligging van <strong>de</strong>ze gebie<strong>de</strong>n boven<br />

Ne<strong>de</strong>rland is aangegeven in Figuur 10. De 300 voet normhoogtes liggen dicht<br />

rond en in het verleng<strong>de</strong> van start- en landingsbanen van <strong>de</strong> militaire vliegvel<strong>de</strong>n.<br />

Een uitzon<strong>de</strong>ring daarop is het gebied rond het militaire oefengebied <strong>bij</strong> <strong>de</strong><br />

Vliehors. Ook daar bevind zich een 300 voet gebied in verband met <strong>de</strong><br />

Datum<br />

29 oktober 2012<br />

Onze referentie<br />

OvG121015<br />

Blad<br />

8/14


laagvliegen<strong>de</strong> vliegtuigen aldaar. De 500 voet gebie<strong>de</strong>n komen in het algemeen<br />

overeen met <strong>de</strong> Control (CTR) zones rond <strong>de</strong> verschillen<strong>de</strong> vliegvel<strong>de</strong>n in<br />

Ne<strong>de</strong>rland. Dit zijn <strong>de</strong> gebie<strong>de</strong>n waarbinnen <strong>de</strong> vliegtuigen manoeuvres uitvoeren<br />

na <strong>de</strong> start of vlak voor <strong>de</strong> landing. Op een hoogte van 1000 voet dient er, met<br />

enige uitzon<strong>de</strong>ringen, lan<strong>de</strong>lijke <strong>de</strong>kking te zijn en volgen <strong>de</strong> vliegtuigen in het<br />

algemeen rechtere routes. Om die re<strong>de</strong>n wordt op <strong>de</strong>ze hoogte een mid<strong>de</strong>ling van<br />

<strong>de</strong>tectiekansen binnen een cirkel met een straal van 500 m toegepast. Dit is<br />

gebaseerd op <strong>de</strong> kans dat:<br />

• Een vliegtuig zich boven een windturbine bevindt op het moment dat het<br />

wordt aangestraald door <strong>de</strong> ronddraaien<strong>de</strong> radar;<br />

• Het feit dat radarsystemen hun doelen blijven volgen ondanks dat er <strong>bij</strong><br />

één scan geen <strong>de</strong>tectie van het vliegtuig plaatsvindt<br />

• Een rotatie snelheid van <strong>de</strong> radarantenne van 3 secon<strong>de</strong>n per<br />

omwenteling<br />

• En een gemid<strong>de</strong>l<strong>de</strong> minimale snelheid van een vliegtuig. In Figuur 10<br />

wor<strong>de</strong>n <strong>de</strong> normhoogtegebie<strong>de</strong>n getoond voor het verkeersleiding<br />

radarnetwerk.<br />

Aangezien <strong>de</strong> bei<strong>de</strong> gevechtleidingsradars kleinere doelen moet kunnen<br />

<strong>de</strong>tecteren geldt voor <strong>de</strong>ze primaire radars een afwijken<strong>de</strong> radarsne<strong>de</strong> en<br />

Swerling case. En omdat <strong>de</strong>ze radars niet wor<strong>de</strong>n toegepast voor <strong>de</strong> begeleiding<br />

tij<strong>de</strong>ns starten en lan<strong>de</strong>n geldt er alleen een 1000 voet normhoogte en<br />

normgebied ten opzichte van het maaiveld. Deze radardoorsne<strong>de</strong> en Swerling<br />

case gegevens zijn echter gerubriceerd en mogen door <strong>TNO</strong> niet vrijgegeven<br />

wor<strong>de</strong>n zon<strong>de</strong>r toestemming van het Ministerie van Defensie.<br />

Datum<br />

29 oktober 2012<br />

Onze referentie<br />

OvG121015<br />

Blad<br />

9/14


Figuur 10: De voorlopige ligging van <strong>de</strong> normhoogtes op 300 voet (rood) en 500 voet (blauw). Op<br />

1000 voet dient <strong>de</strong> verkeersleiding radarnetwerk, op enige uitzon<strong>de</strong>ringen na, een lan<strong>de</strong>lijke<br />

<strong>de</strong>kking te hebben. Tevens zijn op <strong>de</strong>ze kaart met een groene markering <strong>de</strong> locaties aangeven van<br />

het verkeersleiding radarnetwerk bestaan<strong>de</strong> uit een vijftal radarsystemen.<br />

Mo<strong>de</strong>llering windturbine<br />

Bij het mo<strong>de</strong>lleren van <strong>de</strong> radarreflectie en schaduwwerking wordt gebruik<br />

gemaakt van <strong>de</strong> feitelijke afmeting van <strong>de</strong> windturbine. Van <strong>de</strong>ze afmetingen<br />

wor<strong>de</strong>n <strong>de</strong> gegevens afgeleid ten behoeve <strong>de</strong> mo<strong>de</strong>llering binnen <strong>PERSEUS</strong>. Het<br />

is ook om die re<strong>de</strong>n dat <strong>TNO</strong> <strong>de</strong> beschikking dient te krijgen van een 3D CAD<br />

tekening van <strong>de</strong> turbine waar<strong>bij</strong> alle buitenmaten van <strong>de</strong> turbine zichtbaar zijn. De<br />

wieken dienen op <strong>de</strong> tekening in <strong>de</strong> representatieve werkstand te staan.<br />

De lengte van <strong>de</strong> gon<strong>de</strong>l is ge<strong>de</strong>finieerd als <strong>de</strong> afstand van <strong>de</strong> ‘hub’ tot aan <strong>de</strong><br />

achterzij<strong>de</strong> van <strong>de</strong> gon<strong>de</strong>l in het verleng<strong>de</strong> van <strong>de</strong> as. De hoogte en breedte van<br />

<strong>de</strong> gon<strong>de</strong>l zijn gebaseerd op het effectieve oppervlak van <strong>de</strong> voor- en zijkant van<br />

<strong>de</strong> gon<strong>de</strong>l en kunnen dus iets afwijken van <strong>de</strong> feitelijke afmetingen. De lengte van<br />

<strong>de</strong> wiek is ge<strong>de</strong>finieerd als <strong>de</strong> halve diameter van <strong>de</strong> rotor. De breedte van <strong>de</strong><br />

wiek wordt afgeleid van het frontaal oppervlak.<br />

De maatvoering windturbine, noodzakelijk voor <strong>de</strong> juiste mo<strong>de</strong>llering, zijn<br />

weergeven in Tabel 2.<br />

Datum<br />

29 oktober 2012<br />

Onze referentie<br />

OvG121015<br />

Blad<br />

10/14


Tabel 2: De afmetingen van <strong>de</strong> windturbine zoals afgeleid van <strong>de</strong> informatie ontvangen van <strong>de</strong><br />

opdrachtgever<br />

On<strong>de</strong>r<strong>de</strong>el Afmeting [m]<br />

Ashoogte<br />

Tiphoogte<br />

Breedte gon<strong>de</strong>l<br />

Lengte gon<strong>de</strong>l<br />

Hoogte gon<strong>de</strong>l<br />

Diameter mast on<strong>de</strong>r<br />

Diameter mast boven<br />

Lengte mast<br />

Lengte wiek<br />

Breedte wiek<br />

<strong>PERSEUS</strong> houdt ook rekening met <strong>de</strong> reeds in Ne<strong>de</strong>rland geplaatste<br />

windturbines. Het zogenaam<strong>de</strong> baseline-bestand van meer dan tweeduizend<br />

windturbines geeft <strong>de</strong> situatie aan binnen Ne<strong>de</strong>rland, vastgelegd voor eind maart<br />

2012, door Win<strong>de</strong>nergie Nieuws 1 . De voor <strong>de</strong> simulatie noodzakelijke afmetingen<br />

van <strong>de</strong> windturbines zijn, volgens een door Defensie goedgekeur<strong>de</strong> metho<strong>de</strong>,<br />

afgeleid van <strong>de</strong> in dit bestand opgenomen gegevens, zijn<strong>de</strong> fabrikant, opgewekt<br />

vermogen, ashoogte en rotordiameter. Het bestand zal op regelmatige basis<br />

wor<strong>de</strong>n geactualiseerd. In Figuur 11wor<strong>de</strong>n <strong>de</strong> locaties van alle turbines in dit<br />

bestand getoond.<br />

1 Voor meer informatie, zie http://www.win<strong>de</strong>nergie-nieuws.nl/<br />

Datum<br />

29 oktober 2012<br />

Onze referentie<br />

OvG121015<br />

Blad<br />

11/14


Figuur 11: Het Baseline windturbine bestand van eind maart 2012 bestaand uit meer dan 2000<br />

windturbines verspreid over Ne<strong>de</strong>rland (Bron: Win<strong>de</strong>nergie-Nieuws.nl).<br />

Net als <strong>bij</strong> <strong>de</strong> ou<strong>de</strong> regeling stelt <strong>TNO</strong> alleen een rapportage op met daarin <strong>de</strong><br />

resultaten van <strong>de</strong> berekeningen. Deze rapportage dient ter beoor<strong>de</strong>ling<br />

aangebo<strong>de</strong>n wor<strong>de</strong>n aan Defensie. Deze hanteert in principe een minimale<br />

<strong>de</strong>tectie kans van 90% binnen <strong>de</strong> normhoogtes.<br />

Noodzakelijke gegevens voor het uitvoeren van<br />

toetsingen<br />

1. De opdrachtgever levert aan <strong>TNO</strong> <strong>de</strong> beoog<strong>de</strong> locatie(s) van <strong>de</strong> object(en) in<br />

het bouwplan. Locatiegegevens wor<strong>de</strong>n door <strong>de</strong> opdrachtgever naar keuze<br />

aangeleverd in <strong>de</strong> vorm van coördinaten in het rijksdriehoeksstelsel of in<br />

lengtegraad/breedtegraad coördinaten waar<strong>bij</strong> uitgegaan wordt van WGS84<br />

(zoals die verkregen kunnen wor<strong>de</strong>n met <strong>bij</strong>voorbeeld een GPS ontvanger).<br />

2. De opdrachtgever levert aan <strong>TNO</strong> per locatie <strong>de</strong> hoogte van het maaiveld in NAP.<br />

3. De opdrachtgever levert aan <strong>TNO</strong> per locatie het type object waarvan <strong>de</strong><br />

radarverstoring bepaald dient te wor<strong>de</strong>n.<br />

4. De opdrachtgever levert aan <strong>TNO</strong> <strong>de</strong> technische tekeningen van <strong>de</strong> buitenkant<br />

van <strong>de</strong> object(en) waarvan <strong>de</strong> radarverstoring bepaald dient te wor<strong>de</strong>n.<br />

De tekeningen, <strong>bij</strong> voorkeur 3D CAD, dienen maatvoeringen te bevatten met<br />

een nauwkeurigheid van 0,1 meter.<br />

Datum<br />

29 oktober 2012<br />

Onze referentie<br />

OvG121015<br />

Blad<br />

12/14


Kosten, doorlooptij<strong>de</strong>n en voorwaar<strong>de</strong>n<br />

De maximale doorlooptijd van een standaard toetsing bedraagt drie weken. De<br />

kosten die daaraan gemoeid zijn bedragen € 3000,- excl. btw, prijspeil 2012. Dit<br />

bedrag is per situatie, dus voor één combinatie van een aantal windturbine<br />

locaties, type turbine, ashoogte, et cetera. Het gehele bedrag dient <strong>bij</strong> aanvang<br />

van <strong>de</strong> opdracht betaald te wor<strong>de</strong>n. Voor een windturbinepark bestaan<strong>de</strong> uit meer<br />

dan vier turbines geldt een meerprijs. De werkzaamhe<strong>de</strong>n wor<strong>de</strong>n uitgevoerd<br />

on<strong>de</strong>r <strong>de</strong> 'Algemene Voorwaar<strong>de</strong>n voor on<strong>de</strong>rzoeksopdrachten aan <strong>TNO</strong>', van<br />

september 2010, zoals ge<strong>de</strong>poneerd <strong>bij</strong> <strong>de</strong> Rechtbank te Den Haag en <strong>de</strong> Kamer<br />

van Koophan<strong>de</strong>l Haaglan<strong>de</strong>n van toepassing. In tegenstelling tot wat staat<br />

vermeld in <strong>de</strong> voorwaar<strong>de</strong>n op gebied van geheimhouding, behoudt <strong>TNO</strong> zich het<br />

recht voor overleg te voeren met het Ministerie van Defensie over het on<strong>de</strong>rhavige<br />

bouwplan. Voordat dit daadwerkelijk gebeurt, zal dit wor<strong>de</strong>n gemeld aan <strong>de</strong><br />

opdrachtgever. Bij weigering zal door <strong>TNO</strong> geen ver<strong>de</strong>re actie on<strong>de</strong>rnomen<br />

wor<strong>de</strong>n en zal <strong>de</strong> opdracht niet ver<strong>de</strong>r uitgevoerd wor<strong>de</strong>n.<br />

<strong>TNO</strong> in <strong>de</strong> adviseren<strong>de</strong> rol<br />

Naast <strong>de</strong> taak van het formeel beoor<strong>de</strong>len van een bouwplan op mogelijke<br />

radarhin<strong>de</strong>r heeft het Ministerie van Defensie <strong>TNO</strong> toestemming gegeven om in<br />

een adviseren<strong>de</strong> rol samen met een potentiële ontwikkelaar te komen tot een<br />

optimale inpassing van een bouwplan, rekening hou<strong>de</strong>nd met<br />

radarhin<strong>de</strong>raspecten. Op basis van overleg tussen <strong>de</strong> potentiele opdrachtgever en<br />

<strong>TNO</strong> zal een initieel uitgangspunt wor<strong>de</strong>n ge<strong>de</strong>finieerd waarvoor <strong>TNO</strong> een offerte<br />

opstelt. Na een schriftelijk akkoord van <strong>de</strong> ontwikkelaar zal dit initiële uitgangspunt<br />

wor<strong>de</strong>n doorgerekend met <strong>PERSEUS</strong>. De resultaten zullen in verschillen<strong>de</strong><br />

diagrammen wor<strong>de</strong>n verzameld in een PowerPoint presentatie. In <strong>de</strong>ze<br />

presentatie zullen eveneens <strong>de</strong> uitgangspunten wor<strong>de</strong>n vermeld.<br />

Als <strong>de</strong> (tussen)resultaten nog niet aan <strong>de</strong> eisen voldoen, kan in overleg met of<br />

mogelijk advies van <strong>TNO</strong> door <strong>de</strong> opdrachtgever besloten wor<strong>de</strong>n tot een<br />

eventuele vervolgstap. Deze vervolgstap maakt geen on<strong>de</strong>r<strong>de</strong>el een initiële<br />

offerte, maar wordt gefactureerd op basis van meerwerk. In overleg kan per geval<br />

uiteraard hierop afgeweken wor<strong>de</strong>n.<br />

Afkortingen<br />

AHN Actueel Hoogtebestand Ne<strong>de</strong>rland<br />

AOCS Air Operations Control Station<br />

CAD Computer Ai<strong>de</strong>d Design<br />

CTR Control zone<br />

LVNL Luchtverkeersleiding Ne<strong>de</strong>rland<br />

MASS Military Approach Surveillance System<br />

NAP Normaal Amsterdams Peil<br />

NASA National Aeronautics and Space Administration<br />

<strong>PERSEUS</strong> Program for the Evaluation of Radar Systems in an Exten<strong>de</strong>d<br />

Urban Setting<br />

PSR Primary Surveillance Radar<br />

Datum<br />

29 oktober 2012<br />

Onze referentie<br />

OvG121015<br />

Blad<br />

13/14


RADAR Radio Detection And Ranging<br />

RDS Rijksdriehoeksstelsel<br />

SRTM Shuttle Radar Topography Mission<br />

SSR Secondary Surveillance Radar<br />

<strong>TNO</strong> Ne<strong>de</strong>rlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk<br />

On<strong>de</strong>rzoek<br />

Datum<br />

29 oktober 2012<br />

Onze referentie<br />

OvG121015<br />

Blad<br />

14/14

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!