Зависимость от энергии ветра приводит к увеличению числа работающих ветряных турбин. Но когда срок службы этих турбин заканчивается, они оказываются на свалках.
К 2050 году глобальный объем отходов от лопастей ветряных турбин может превысить 43 млн. тонн. Это вызывает опасения по поводу воздействия на окружающую среду, так как лопасти ветряных турбин в основном изготавливаются из неперерабатываемых материалов.
Исследователи активно ищут устойчивое решение, и Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) представила одну из таких альтернатив.
Они создали новый тип смолы для лопастей ветряных турбин из биоресурсов. Новая смола предназначена для химической переработки и позволяет восстанавливать и повторно использовать компоненты лопастей.
- Это позволит предотвратить выброс старых лопастей на свалки. Смола получила название PECAN, что расшифровывается как PolyEster Covalently Adaptable Network.
«Метод PECAN для создания лопастей ветряных турбин, пригодных для вторичной переработки, - это очень важный шаг в наших усилиях по созданию циркулярной экономики энергетических материалов». (Джони Грин, заместитель директора лаборатории NREL по механическим и теплотехническим наукам)
Исследователи использовали эту смолу из биомассы для создания прототипа 9-метрового лезвия. Они обнаружили, что новая смола по своим характеристикам соответствует текущему промышленному стандарту лопастей. Лопасти, используемые сегодня, изготавливаются из термореактивной смолы.
В настоящее время ветряные лопасти могут быть механически переработаны по истечении 20-летнего срока службы. Процесс утилизации включает в себя измельчение старых лопастей для использования в качестве наполнителя для бетона.
- Новые лопасти на основе смолы предлагают простой метод утилизации. В ходе испытаний мягкий химический процесс смог полностью разрушить прототип лопасти из смолы всего за шесть часов.
«Химический процесс переработки позволяет извлекать компоненты лезвий и использовать их снова и снова, что дает возможность повторного производства одного и того же продукта», - отмечают авторы разработки.
Смола, созданная на основе биовыводимых сахаров, противоречит традиционному представлению о том, что лопасти, подлежащие вторичной переработке, будут менее эффективными. Опасения по поводу этих материалов заключаются в том, что они могут сделать лезвие более восприимчивым к «ползучести» - процессу, при котором лезвие теряет свою форму.
«То, что что-то является биологически чистым или пригодным для вторичной переработки, не означает, что оно будет хуже. Это действительно бросает вызов развивающемуся представлению в области полимерной науки о том, что нельзя использовать перерабатываемые материалы, потому что они будут неэффективны или слишком сильно деформируются». (Ник Роррер, соответствующий автор)
- В процессе химической переработки лезвие распадается на составляющие компоненты, которые затем могут быть восстановлены для производства новых изделий. Таким образом, речь идет о круговом подходе к управлению материалами.
Примечательно, что композиты, изготовленные из смолы PECAN, сохранили свою форму и выдержали ускоренное воздействие погодных условий.
Хотя ветряные лопасти могут быть очень большими, небольшой 9-метровый прототип продемонстрировал технологии производства, необходимые для изготовления более крупных лопастей для коммерческого использования.
