[논문]초저주파음의 유해성 및 풍력 발전 소음 관리에 대한 고찰

김성찬; 최민주

doi:10.7776/ask.2021.40.1.073

초저주파음의 유해성 및 풍력 발전 소음 관리에 대한 고찰
Harmfulness of infrasound and wind turbine noise managements 원문보기

한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.40 no.1, 2021년, pp.73 - 83

김성찬 (제주대학교 의공학협동과정) , 최민주 (제주대학교 의학전문대학원 의학과)

초록
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풍력 발전은 미래의 청정 에너지원으로 활용 가치가 높으나, 초저주파 소음을 발생한다. 초저주파 소음은 차폐가 어려우며, 생리적으로 다양한 부정적인 효과를 유발할 수 있다. 본 논문에서는 Wind Turbine Syndrome (WTS)을 유발하는 초저주파수 풍력 소음의 유해성을 개관하고, 풍력 발전기 소음의 측정 및 관리를 위한 기술적인 측면을 고찰하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Wind power energy harvesting has a big potential as a future clean energy resource, but accompanies infrasonic noises. The infrasound is difficult to shield and can induce various negative physiological effects. In this study, the Wind Turbine Syndrome (WTS) caused by the infrasonic noises are intro...

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. (Color available online) The capacity of wind power plants installed throughout the world and its Compound Annual Growth Rate (CAGR) (GWEC, 2019).
표 Table 1. Studies on the physiological and clinical effects of infrasound.
그림 Fig. 2. Location for measuring the sound noises from a horizontal axis wind power generator (IEC 61400-11). (H : Vertical distance from the ground surface to the center of the rotor, D : Diameter of rotor, R0 : Reference distance, R1 : Distance from the center of the rotor to the measuring position).
그림 Fig. 3. (Color available online) Low-frequency noise spectra measured at the different locations of Jeju Hankyung Wind Farm (a) Area 7, (b) Area 8, and (c) Area 9, under different wind speeds. (Korea Research Institute of Standards and Science, 2014).
그림 Fig. 4. (Color available online) Comparison of the low-frequency noise limits of each country.
그림 Fig. 5. (Color available online) Various frequency weighting curves.
그림 Fig. 6. (Color available online) Example of a sound noise contour map measured around Gimpo international airport.

AI 본문요약
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문제 정의

Table 1. Studies on the physiological and clinical effects of infrasound.
본 논문에서는 풍력 발전기에서 발생하는 초저주파 소음의 유해성 및 WTS에 대해 개관하고, 풍력 발전 소음의 관리 현황 및 주요 쟁점을 토의하고자 한다. 이를 통해, 초저주파 소음으로부터 풍력 발전 단지 인근의 거주민을 보호하기 위한 풍력 소음 관리에서 고려해야 할 기술적인 측면을 고찰하고자 한다.
이를 통해, 초저주파 소음으로부터 풍력 발전 단지 인근의 거주민을 보호하기 위한 풍력 소음 관리에서 고려해야 할 기술적인 측면을 고찰하고자 한다.

제안 방법

3(c)는 가장 가까운 풍력발전기로부터 약 500 m 떨어진 위치에서 측정한 결과이다. 다른 풍력 발전기로부터 멀리 떨어져 있어 소음 측정에 영향을 주지 않은 상태에서 측정되었다. 측정 결과 초저주파 소음은 약 50 dB ~ 90 dB 범위에서 변화하고 있으며, 주파수가 감소함에 따라 증가하는 경향을 보이고 있다.
3(a)는 가장 가까운 풍력 발전기로부터 약 90 m 떨어진 거리에서 측정한 결과이다. 주위에 2대의 다른 풍력 발전기가 동작하고 있는 상태에서 측정했다. Fig.

대상 데이터

^[14] 한경지역 풍력 발전 단지에는 11개의 풍력 발전기가 거리를 두고 설치되어 있다. 소음 측정 위치는 풍력 발전기에서 가장 근접되어 있는 주택이며, 풍력 발전기에서 90 m ~ 500 m 떨어진 위치를 선정했다. Fig.
3(b)는 가장 가까운 풍력발전기로부터 약 140 m 떨어진 위치에서 측정한 결과이다. 측정 위치에서 약 330 m 거리에 2대의 풍력 발전기가 동작하고 있는 상태에서 측정되었다. Fig.
5 Hz ~ 80 Hz의 저주파 대역의 소음을 Z-Weighting을 적용하여 측정한다. 측정지점은 소음도가 높을 것으로 예상되는 지점의 지면 위 1.2 m ~ 1.5 m 높이로 선택한다. 풍속이 2 m/s 이상일 때에는 반드시 방풍망을 부착하며, 풍속이 5 m/s를 초과할 때에는 측정하지 않도록 한다.

성능/효과

[1,^34-36] 풍력 발전기의 소음은 날개 끝 부분에서 주로 발생하며, 소음의 주파수 특성은 날개 통과 주파수와 밀접하게 관련되어 있다.^{[1, 34, 37]} 풍력 터빈은 일반적으로 매우 낮은 속도로 회전하는 타워 공진 주파수를 가지기 때문에 1 Hz 이하의 초저주파 대역에서 큰 에너지를 가진다.
3(a) ~ (c)에서 측정 거리가 커지면 풍속에 따른 측정된 소음의 편차가 줄고 있다. 동일한 위치에서 측정된 소음은 풍속이 증가하면 커지는 경향을 보이나, 측정 거리가 멀어져 소음이 작아질 때 측정된 소음은 풍속의 영향이 줄어드는 것으로 나타났다.
초저주파 풍력 소음은, Fig. 3으로부터, 풍력 발전기로부터의 거리, 근처에 동작 중인 풍력 발전기의 유무 및 풍속에 크게 영향을 받는 것을 확인할 수 있다. Fig.
다른 풍력 발전기로부터 멀리 떨어져 있어 소음 측정에 영향을 주지 않은 상태에서 측정되었다. 측정 결과 초저주파 소음은 약 50 dB ~ 90 dB 범위에서 변화하고 있으며, 주파수가 감소함에 따라 증가하는 경향을 보이고 있다. 예상할 수 있듯이, 측정 거리가 가까울수록 소음의 크기가 커지고 있다.

후속연구

WTS는 풍력 발전 단지 인근의 거주민을 대상으로 수집된 임상 데이터를 기반으로 정리된 내용이다. WTS에 대한 인식과 합리적인 경계심은, 풍력 소음의 피해를 최소화하는 풍력 소음 관리 가이드라인설정을 위한 건설적인 동기를 부여할 수 있을 것으로 기대된다.^{[5, 6, 8, 9, 15, 21, 26-33]}
6).^[53] 이러한 소음 분포 지도는 풍력 발전 단지 인근 거주민들에게 노출되는 초저주파 소음의 피폭량을 평가하기 위해 핵심 자료로 활용될 수 있다. 소음의 피폭량은 개념적으로 소음의 주파수 및 크기에 따른 소음의 인체에 미치는 효과를 반영하여 산출할 수 있다.
한다. 또한 초저주파 소음에 대한 개별적인 민감도를 고려하여 초저주파 소음에 대한 거주민들의 시달림에 대한 실태 파악 및 유발된 질환에 대한 역학 조사가 필요하다. 이러한 자료가 확보되면, WTS 으로부터 풍력 발전 단지 인근 거주민을 보호하기 위한 소음 허용 한도 설정 및 풍력 발전 단지와의 이격 거리 설정 등을 위한 학술적인 근거가 마련될 수 있을 것으로 기대한다.
또한 초저주파 소음에 대한 개별적인 민감도를 고려하여 초저주파 소음에 대한 거주민들의 시달림에 대한 실태 파악 및 유발된 질환에 대한 역학 조사가 필요하다. 이러한 자료가 확보되면, WTS 으로부터 풍력 발전 단지 인근 거주민을 보호하기 위한 소음 허용 한도 설정 및 풍력 발전 단지와의 이격 거리 설정 등을 위한 학술적인 근거가 마련될 수 있을 것으로 기대한다.
^{[1, 37, 39]} 아직 인간의 청각 기관을 통해 감지하지 못하는 초저주파 소리에 대한 인체의 주파수 반응 특성은 아직 명확히 보고된 바 없다. 인체의 초저주파수 음에 대한 주파수 반응 특성이 명확하지 않은 상태에서, 초저주파수 대역의 풍력 소음에 대한 G-Weighting 적용 여부의 적절성은 명확하지 않으며, 향후 학술적으로 면밀한 검증이 요구된다.
국내에서는 아직 초저주파 소음의 유해 사례에 대한 현황이 파악되지 못한 상태이다. 풍력 발전 단지의 소음이 건강에 미치는 부정적인 효과를 확인하기 위해, 풍력 발전 단지 인근 주민을 대상으로, 초저주파 소음의 노출 정도와 소음으로 유발된 질환을 파악하는 역학 조사가 요구된다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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