Pemancangan tumbukan hidrolik tanpa mitigasi pada monopile angin lepas pantai berdiameter 8 hingga 11 meter menghasilkan tingkat tekanan suara nol-ke-puncak bawah air sebesar 208 hingga 222 dB re 1 uPa dan tingkat paparan suara pukulan tunggal (SELss) sebesar 183 hingga 194 dB re 1 uPa2s pada jarak 750 meter. Untuk melindungi lumba-lumba pelabuhan (harbor porpoise) dan paus balin yang terancam punah di bawah batas atas resmi BSH Jerman sebesar 160 dB SEL / 190 dB Lpk serta batas Pergeseran Ambang Batas Permanen (PTS) NOAA Fisheries, pengembang lepas pantai menerapkan sistem tandem Peredam Suara Hidro (HSD) dekat tiang dan Tirai Gelembung Besar Ganda (DBBC) medan jauh yang mencapai 18 hingga 24 dB redaman akustik pita lebar (pengurangan energi suara yang diradiasikan sebesar 98,4% hingga 99,6%). Angka-angka di bawah ini berasal dari Biro Manajemen Energi Laut AS (BOEM), Badan Maritim dan Hidrografi Federal Jerman (BSH), NOAA Fisheries (NMFS), dan kumpulan data lapangan Marine Environmental Research.
TL;DR
- SEL pukulan tunggal monopile XL (diameter 8-11 m) tanpa mitigasi pada 750 m: 183 hingga 194 dB re 1 uPa2s (BSH / BOEM Field Monitoring)
- Tingkat nol-ke-puncak (Lpk) monopile XL tanpa mitigasi pada 750 m: 208 hingga 222 dB re 1 uPa (BSH / Marine Environmental Research)
- Batas kebisingan bawah air resmi BSH Jerman pada 750 m: 160 dB re 1 uPa2s (SEL05) dan 190 dB re 1 uPa (Lpk) (BSH Standard)
- Redaman pita lebar Tirai Gelembung Besar Tunggal (BBC): 10 hingga 15 dB pada 750 m (BOEM / North Sea Wind Trials)
- Redaman pita lebar Tirai Gelembung Besar Ganda (DBBC): 14 hingga 19 dB pada 750 m (BSH / Marine Environmental Research)
- Redaman gabungan Sistem Dekat Tiang (HSD / IHC NMS) + DBBC: 18 hingga 24 dB pita lebar (BSH Certified Construction Logs)
- Volume udara bertekanan yang diperlukan untuk operasi DBBC yang efektif: 0,30 hingga 0,50 m3/menit per meter linier selang nosel (BOEM Technical Report)
- Energi pukulan palu untuk monopile turbin generasi berikutnya 12-15 MW: 3.500 hingga 5.500 kJ per pukulan pada 30-45 pukulan/menit (BOEM / Offshore Wind Data)
- Total pukulan palu yang diperlukan per fondasi monopile lepas pantai: 2.500 hingga 5.200 pukulan selama 2,5 hingga 4,5 jam (BSH / BOEM)
- Ambang batas awal PTS NOAA Fisheries untuk paus balin (impulsif): 183 dB SELcum (tertimbang LF) / 219 dB Lpk (NOAA NMFS Guidance)
- Ambang batas awal PTS NOAA Fisheries untuk lumba-lumba pelabuhan (impulsif): 155 dB SELcum (tertimbang VHF) / 202 dB Lpk (NOAA NMFS Guidance)
- Radius penghindaran perilaku lumba-lumba pelabuhan (tanpa mitigasi vs DBBC+HSD): Turun dari 22-30 km menjadi 1,5-3,8 km (Marine Environmental Research)
1. Tingkat Sumber Pemancangan Tumbukan Monopile Tanpa Mitigasi dan Tingkat Suara pada 750 Meter
Ketika palu tumbukan hidrolik menghantam bagian atas monopile baja lepas pantai dengan energi 2.500 hingga 5.500 kilojoule, alat tersebut mengirimkan gelombang tegangan kompresi supersonik menuruni dinding tiang dengan kecepatan ~5.100 m/s. Karena ekspansi struktural Poisson ini merambat lebih cepat daripada kecepatan suara di air laut (~1.500 m/s), gelombang ini meluncurkan gelombang Mach berbentuk kerucut ke dalam kolom air pada sudut sekitar 17 derajat dan membangkitkan gelombang seismik Rayleigh di dasar laut yang memancar kembali ke dalam air. Sementara pemancangan fondasi di darat dirinci dalam statistik kebisingan dan getaran pemancangan tiang pancang konstruksi perkotaan, monopile lepas pantai yang terendam terhubung langsung ke lingkungan laut berimpedansi tinggi dengan kehilangan penyebaran geometris minimal di perairan paparan benua yang dangkal (kedalaman 25 hingga 50 meter).
| Jenis Fondasi dan Diameter Monopile | Energi Pukulan Palu Tipikal (kJ) | SEL Pukulan Tunggal Tanpa Mitigasi pada 750 m (dB re 1 uPa2s) | Tingkat Puncak Tanpa Mitigasi (Lpk) pada 750 m (dB re 1 uPa) | Sumber |
|---|---|---|---|---|
| Tiang Pancang Pin Jacket Empat Kaki (diameter 2,4 - 3,5 m) | 800 - 1.800 kJ | 172 - 179 dB | 196 - 204 dB | BOEM / BSH Monitoring |
| Monopile Standar (5,0 - 6,5 m, turbin 4-6 MW) | 1.500 - 2.500 kJ | 177 - 184 dB | 202 - 210 dB | BSH North Sea Dataset |
| Monopile Besar (7,5 - 9,0 m, turbin 8-10 MW) | 2.500 - 4.000 kJ | 183 - 189 dB | 208 - 216 dB | Marine Environmental Research |
| Monopile XL (9,5 - 11,5 m, turbin 12-15 MW) | 4.000 - 5.500 kJ | 187 - 194 dB | 213 - 222 dB | BOEM / US Atlantic & North Sea |
| SEL Kumulatif (SELcum, 3.500 pukulan tanpa mitigasi pada 750 m) | 3.000 - 4.500 kJ | 217 - 226 dB (kumulatif) | — | NOAA NMFS / BOEM Modeling |
| Batas Atas Resmi BSH Jerman pada 750 m (persentil ke-95 SEL05) | Semua instalasi komersial | <= 160 dB SEL05 | <= 190 dB Lpk | German BSH Noise Standard |
Sumber: US Bureau of Ocean Energy Management (BOEM) Acoustic Monitoring dan German BSH Offshore Noise Standard
2. Redaman Tirai Gelembung dan Sistem Pengurangan Dekat Tiang
Untuk menjembatani kesenjangan 23 hingga 34 dB antara kebisingan monopile XL tanpa mitigasi dan ambang batas regulasi 160 dB SEL05, kontraktor menerapkan penghalang akustik dua lapis. Tirai Gelembung Besar Ganda (DBBC) medan jauh membentangkan dua selang nosel berlubang konsentris di dasar laut pada radius 60 hingga 150 meter di sekitar tiang pancang, menciptakan dinding gelembung udara yang naik dan menghasilkan ketidakcocokan impedansi akustik yang kuat serta hamburan resonansi. Karena arus pasang surut di atas 0,7 m/s dapat mendorong kepulan gelembung hingga terbuka di dekat permukaan, pengembang memasangkan DBBC dengan sistem dekat tiang yang bebas pengaruh arus seperti jaring Peredam Suara Hidro (HSD) dari elemen penala berisi busa/gas atau selubung terenkapsulasi IHC Noise Mitigation Screen (NMS).
| Konfigurasi Sistem Pengurangan Kebisingan | Redaman SEL Pita Lebar pada 750 m (dB) | Pengurangan Tingkat Puncak (Lpk) pada 750 m (dB) | Pita Frekuensi Dominan Efektivitas Puncak | Sumber |
|---|---|---|---|---|
| Tirai Gelembung Besar Tunggal (BBC, >= 0,3 m3/menit/m udara) | 10 - 15 dB | 12 - 17 dB | 125 Hz - 4.000 Hz | BSH / Marine Environmental Research |
| Tirai Gelembung Besar Ganda (DBBC, cincin konsentris) | 14 - 19 dB | 16 - 22 dB | 80 Hz - 8.000 Hz | BOEM / BSH Field Logs |
| Jaring resonansi dekat tiang Hydro-Sound Damper (HSD) saja | 10 - 13 dB | 11 - 15 dB | 63 Hz - 2.000 Hz | Marine Environmental Research |
| IHC Noise Mitigation Screen (NMS, tabung baja dinding ganda) | 13 - 17 dB | 14 - 19 dB | 50 Hz - 5.000 Hz | BSH Certified Trial Reports |
| Susunan Resonator Akustik Bawah Air AdBm (panel Helmholtz) | 11 - 15 dB | 12 - 16 dB | 60 Hz - 1.000 Hz | BOEM / North Sea Trials |
| Sistem Gabungan HSD Dekat Tiang + DBBC Medan Jauh (Tandem) | 18 - 24 dB | 20 - 27 dB | 50 Hz - 10.000 Hz | BSH / BOEM US Atlantic |
| Sistem Gabungan IHC NMS + DBBC Medan Jauh (Tandem) | 20 - 25 dB | 22 - 28 dB | 40 Hz - 10.000 Hz | BSH / Marine Environmental Research |
Sumber: Marine Environmental Research Offshore Pile Driving Abatement Studies
3. Redaman Bergantung Frekuensi dan Batas Flanking Dasar Laut
Kendala rekayasa kritis dari penghalang kebisingan kolom air adalah flanking seismik dasar laut (seabed seismic flanking). Bahkan jika tirai gelembung memblokir 99,9% kerucut Mach langsung yang merambat melalui air, gelombang kompresi dan geser yang diradiasikan dari separuh bagian bawah monopile yang terkubur merambat keluar melalui sedimen laut dan muncul kembali ke dalam kolom air di luar cincin tirai gelembung. Sama seperti gelombang tanah frekuensi rendah yang melewati penghalang permukaan dalam statistik getaran tanah dan gemuruh kereta bawah tanah serta metro, flanking dasar laut membatasi redaman bawah air maksimum yang dapat dicapai sebesar 8 hingga 14 dB di bawah 63 Hz terlepas dari kapasitas kompresor udara.
| Pita Frekuensi 1/3 Oktaf | Pangsa Energi Monopile XL Tanpa Mitigasi | Redaman BBC Tunggal (dB) | Redaman Tandem HSD + DBBC (dB) | Mekanisme Fisik Pembatas |
|---|---|---|---|---|
| 16 Hz - 50 Hz | 12% - 18% | 4 - 7 dB | 8 - 12 dB | Flanking gelombang Rayleigh dasar laut di luar cincin |
| 63 Hz - 125 Hz | 35% - 45% (Puncak Spektral Primer) | 9 - 13 dB | 16 - 21 dB | Resonansi elemen busa HSD + dinding gelembung |
| 160 Hz - 315 Hz | 28% - 35% (Puncak Sekunder) | 13 - 18 dB | 21 - 26 dB | Ketidakcocokan impedansi awan gelembung |
| 400 Hz - 1.000 Hz | 8% - 12% | 18 - 25 dB | 25 - 32 dB | Penyerapan resonansi gelembung Minnaert |
| 1.250 Hz - 10.000 Hz | < 3% | 22 - 30 dB | 28 - 35 dB | Hamburan frekuensi tinggi + peredaman air laut |
Sumber: BOEM Technical Report on Low-Frequency Seabed Propagation and Flanking
4. Palu Kebisingan Rendah Alternatif dan Metode Pemasangan Non-Tumbukan
Untuk mengurangi ketergantungan pada armada kapal kompresor udara (yang menghabiskan 15.000 hingga 28.000 liter diesel laut per monopile hanya untuk menyalakan 12 hingga 18 kompresor geladak bagi satu DBBC), konsorsium rekayasa telah mengembangkan palu perpanjangan pulsa dan sistem pemasangan getar (vibratory). Dengan merentangkan durasi pukulan palu dari 4 milidetik menjadi 15-30 milidetik menggunakan ruang bantalan atau peredam jet air, palu pembentuk pulsa menggeser energi akustik menjauh dari pita 100-300 Hz dan menurunkan tingkat puncak sebesar 6 hingga 11 dB pada sumbernya.
| Teknologi Pemasangan Fondasi | Pengurangan SEL Pita Lebar vs Palu Tumbukan | Pengurangan Tingkat Puncak (Lpk) | Kendala Operasional / Geoteknis | Sumber |
|---|---|---|---|---|
| Palu Hidrolik Perpanjangan Pulsa (IQIP PULSE / MENCK MNRU) | 4 - 8 dB | 6 - 11 dB | Mengurangi amplitudo puncak melalui pukulan berbantalan 20 ms | BSH / Manufacturer Trials |
| Pemancangan Tiang Pancang Getar (Palu Vibro Aksial) | 15 - 20 dB | 18 - 25 dB (Kontinu) | Penolakan di endapan glasial padat; memerlukan tumbukan akhir | BOEM / North Sea Demos |
| Gentle Driving of Piles (GDP, aksial + torsi frekuensi tinggi) | 16 - 22 dB | 20 - 26 dB | Didemonstrasikan pada tiang sedang; peningkatan ke 10 m XL | Carbon Trust / TUD GDP |
| Pemancangan Tiang Pancang Internal Berbantuan Jet Air | 8 - 14 dB | 9 - 15 dB | Mengurangi gesekan kulit sumbat tanah internal sebesar 40%-60% | Marine Environmental Research |
| Fondasi Suction Bucket Jacket / Mono-Bucket | 25 - 35 dB (Hanya suara pompa) | > 35 dB (Tanpa pukulan tumbukan) | Terbatas pada pasir/lempung homogen tanpa batu besar | BSH / Dogger Bank & Borkum Riffgrund |
Sumber: German BSH and Offshore Wind Industry Low-Noise Foundation Trials
5. Ambang Batas PTS/TTS Mamalia Laut dan Radius Zona Eksklusi
Perizinan regulasi baik di Eropa maupun Amerika Serikat berpusat pada pencegahan Pergeseran Ambang Batas Permanen (PTS, kerusakan sel rambut telinga dalam yang tidak dapat pulih) serta meminimalkan Pergeseran Ambang Batas Sementara (TTS) dan perpindahan habitat pada fauna laut. Melengkapi garis dasar kebisingan pelayaran berkelanjutan yang dilacak dalam statistik kavitasi baling-baling kapal laut dan kebisingan bawah air, NOAA Fisheries (NMFS) menetapkan kriteria ganda tertimbang frekuensi untuk pemancangan tiang pancang impulsif. Di Atlantik AS, melindungi paus sikat Atlantik Utara yang sangat terancam punah memerlukan pelampung Pemantauan Akustik Pasif (PAM) dan pengamat visual untuk menjaga zona bebas hingga 10 km selama pemancangan di luar musim atau berenergi tinggi.
| Kelompok Pendengaran Mamalia Laut (NOAA NMFS) | Awal PTS Impulsif (SELcum Tertimbang / Lpk Tidak Tertimbang) | Awal TTS Impulsif (SELcum Tertimbang / Lpk Tidak Tertimbang) | Radius Risiko PTS: Tanpa Mitigasi vs Redaman 20 dB | Sumber |
|---|---|---|---|---|
| Cetacea Frekuensi Rendah (Paus Sikat, Bungkuk, Sirip) | 183 dB SELcum / 219 dB Lpk | 168 dB SELcum / 213 dB Lpk | Turun dari 3,2 - 5,8 km menjadi 180 - 420 m | NOAA Fisheries (NMFS) / BOEM |
| Cetacea Frekuensi Tinggi (Lumba-lumba, Paus Pilot, Pausuh) | 185 dB SELcum / 230 dB Lpk | 170 dB SELcum / 224 dB Lpk | Turun dari 120 - 250 m menjadi < 30 m | NOAA Fisheries (NMFS) |
| Cetacea Frekuensi Sangat Tinggi (Lumba-lumba Pelabuhan) | 155 dB SELcum / 202 dB Lpk | 140 dB SELcum / 196 dB Lpk | Turun dari 4,5 - 8,2 km menjadi 250 - 600 m | NOAA NMFS / BSH Porpoise Studies |
| Pinnipedia Phocidae di Air (Anjing Laut Pelabuhan & Abu-abu) | 185 dB SELcum / 218 dB Lpk | 170 dB SELcum / 212 dB Lpk | Turun dari 1,1 - 2,4 km menjadi 80 - 190 m | NOAA Fisheries (NMFS) |
| Radius Gangguan Perilaku / Penghindaran Lumba-lumba Pelabuhan | ~140 - 145 dB SELss (tidak tertimbang) | — | Turun dari 22 - 30 km menjadi 1,5 - 3,8 km | Marine Environmental Research |
| Protokol Pencegahan Soft-Start / Ramp-Up (energi pukulan 10%-20%) | 20 - 30 menit sebelum daya penuh | Mengurangi paparan PTS jarak dekat >85% | Memungkinkan cetacea bergerak keluar dari zona 1 km dalam | BOEM / BSH Permit Conditions |
Ringkasan: Pemancangan Tiang Pancang Angin Lepas Pantai dan Redaman Tirai Gelembung dalam Angka
| Metrik | Nilai | Sumber |
|---|---|---|
| SELss monopile XL (9,5-11,5 m) tanpa mitigasi pada 750 m | 187 - 194 dB re 1 uPa2s | BOEM / BSH Monitoring |
| Tingkat puncak (Lpk) monopile XL tanpa mitigasi pada 750 m | 213 - 222 dB re 1 uPa | BOEM / BSH Monitoring |
| SELss monopile standar (5,0-6,5 m) tanpa mitigasi pada 750 m | 177 - 184 dB re 1 uPa2s | BSH North Sea Dataset |
| SELss tiang pancang pin jacket (2,4-3,5 m) tanpa mitigasi pada 750 m | 172 - 179 dB re 1 uPa2s | BOEM / BSH Monitoring |
| Batas kebisingan resmi BSH Jerman pada 750 m (SEL05 / Lpk) | 160 dB re 1 uPa2s / 190 dB re 1 uPa | German BSH Noise Standard |
| Pengurangan SEL pita lebar Tirai Gelembung Besar Tunggal (BBC) | 10 - 15 dB | BSH / Marine Environmental Research |
| Pengurangan SEL pita lebar Tirai Gelembung Besar Ganda (DBBC) | 14 - 19 dB | BOEM / BSH Field Logs |
| Pengurangan SEL pita lebar mandiri Hydro-Sound Damper (HSD) | 10 - 13 dB | Marine Environmental Research |
| Pengurangan SEL mandiri IHC Noise Mitigation Screen (NMS) | 13 - 17 dB | BSH Certified Trial Reports |
| Pengurangan SEL Tandem Dekat Tiang (HSD/NMS) + DBBC Medan Jauh | 18 - 25 dB | BSH / BOEM US Atlantic |
| Batas atas redaman flanking dasar laut di bawah 50 Hz | Maksimum 8 - 12 dB | BOEM Technical Report |
| Pasokan udara bertekanan yang diperlukan untuk cincin selang DBBC | 0,30 - 0,50 m3/menit per meter | BOEM / BSH Best Practice |
| Pengurangan sumber palu hidrolik perpanjangan pulsa | 4 - 8 dB SEL / 6 - 11 dB Lpk | BSH / Manufacturer Trials |
| Pengurangan kebisingan pemancangan getar / Gentle Driving of Piles (GDP) | 15 - 22 dB SEL | Carbon Trust / BOEM |
| Ambang batas PTS impulsif NOAA NMFS untuk paus balin | 183 dB SELcum / 219 dB Lpk | NOAA Fisheries (NMFS) |
| Ambang batas PTS impulsif NOAA NMFS untuk lumba-lumba pelabuhan | 155 dB SELcum / 202 dB Lpk | NOAA Fisheries (NMFS) |
| Radius risiko PTS paus balin (tanpa mitigasi vs redaman 20 dB) | Turun dari 3,2-5,8 km menjadi 180-420 m | NOAA NMFS / BOEM |
| Radius penghindaran lumba-lumba pelabuhan (tanpa mitigasi vs DBBC+HSD) | Turun dari 22-30 km menjadi 1,5-3,8 km | Marine Environmental Research |
Metodologi dan Sumber
Data yang dikumpulkan dalam laporan ini berasal dari basis data pemantauan konstruksi lepas pantai resmi, badan energi kelautan nasional, dan literatur akustik bawah air yang ditinjau sejawat (peer-reviewed):
- US Bureau of Ocean Energy Management (BOEM): Offshore Wind Energy Acoustic Monitoring Reports and Low-Frequency Seabed Propagation Studies, mencakup pengukuran lapangan Block Island, Coastal Virginia, Vineyard Wind, dan South Fork.
- German Federal Maritime and Hydrographic Agency (BSH): Standard Investigation of the Impacts of Offshore Wind Turbines on the Marine Environment (StUK4) and Noise Mitigation Concept Guidelines.
- NOAA Fisheries (National Marine Fisheries Service — NMFS): Technical Guidance for Assessing the Effects of Anthropogenic Sound on Marine Mammal Hearing.
- Marine Environmental Research: Empirical field evaluations of Big Bubble Curtains, Hydro-Sound Dampers, and harbor porpoise passive acoustic monitoring (C-POD/F-POD) across North Sea wind farms.
- Catatan data: Tingkat Paparan Suara pukulan tunggal (SELss, dalam dB re 1 uPa2s) mengintegrasikan energi akustik selama durasi satu pukulan palu yang dinormalisasi menjadi 1 detik, sedangkan SEL kumulatif (SELcum) menjumlahkan energi di seluruh 2.500 hingga 5.200 pukulan yang diperlukan untuk memancang satu tiang (SELcum = SELss + 10 * log10(N) untuk penerima stasioner). Karena mamalia laut berenang menjauh selama pemasangan, pemodelan paparan pergerakan hewan yang realistis menghasilkan paparan kumulatif 6 hingga 12 dB lebih rendah daripada persamaan penerima stasioner.
Pembaruan terakhir: 19 Oktober 2026. Kami meninjau dan memperbarui statistik ini setiap kuartal seiring diterbitkannya laporan konstruksi BOEM Atlantik AS dan catatan pengurangan kebisingan monopile XL Laut Utara Eropa yang baru.