Drugie życie zużytych łopat turbin wiatrowych
Naukowcy z Politechniki Białostockiej pracują nad metodą przetwarzania łopat turbin wiatraków na ekrany akustyczne. Do tego celu wykorzystają elementy kompozytowych śmigieł turbin wiatrowych, składowane na wysypiskach odpadów w rejonach farm wiatrowych, szczególnie w zachodniej Polsce.
Naukowcy zrzeszeni w Politechnicznej Sieci Via Carpatia opracowują nowatorski sposób wykorzystania zużytych łopat turbin. Zespół naukowców Politechniki Białostockiej (PB) pracuje nad projektem „Wtórne wykorzystanie łopat turbin wiatrowych w konstrukcjach inżynierskich”. Na czele zespołu stoi dr hab. inż. Mirosław Broniewicz, prof. PB. Wspólny projekt jest elementem programu ISKRA, polegającego na budowaniu międzyuczelnianych zespołów badawczych.
– Z grupą naukowców spostrzegliśmy, że są ogromne problemy związane z utylizacją śmigieł elektrowni wiatrowych, które wyszły z użytkowania bądź są zamieniane na bardziej efektywne pod względem rozwiązań technicznych. Cykl życia śmigła wiatrowego wynosi średnio 20-25 lat. Oznacza to, że po 2035 r. około 225 tys. ton zużytych śmigieł powinno zostać poddanych recyklingowi – wyjaśnia genezę badań dr hab. inż. Mirosław Broniewicz.
Drugie życie turbiny
Naukowcy przyznali, że w zasadzie dotychczas na świecie nie stosuje się na szeroką skalę efektywnej metody ponownego wykorzystania łopat turbin wiatrowych. Amerykańcy naukowcy rozkładają materiał kompozytowy w procesie pirolizy pod wpływem wysokiej temperatury, oddzielając materiał organiczny od nieorganicznych włókien szklanych. Uzyskują w ten sposób materiał, który poprzez spalanie wykorzystuje się do wytwarzania energii. Proces ten jest jednak długotrwały i energochłonny.
Duńczycy z kolei wykorzystują łopaty śmigieł do tworzenia elementów małej architektury, np. przystanków, wiat dla rowerów, ławek czy mebli ogrodowych.
Na Politechnice Rzeszowskiej natomiast zaproponowano wykorzystanie łopat do tworzenia elementów nośnych kładek nad ulicami dla pieszych.
Ekrany akustyczne z turbin wiatrowych
Jak mówi prof. Broniewicz, elementy panelu akustycznego mogą być wykonywane jako żelbetowe, ze zintegrowaną warstwą tłumiącą, w różny sposób barwione. Są także ekrany akustyczne wykonywane z elementów z tworzyw sztucznych czy blach stalowych.
Każde z tych rozwiązań ma dużo cech negatywnych – ekrany żelbetowe są bardzo trwałe, ale opierają się na wykorzystaniu cementu, którego produkcja bardzo obciąża środowisko. Tworzywa sztuczne mogą podlegać degradacji, zaś ekrany wykonywane z blach fałdowych czy trapezowych są mało odporne na warunki środowiskowe, zwłaszcza związane z zasoleniem dróg, i szybko ulegają korozji. Stąd pomysł, żeby do budowy ekranów wykorzystać materiał kompozytowy.
Ponieważ elementy śmigieł mają ciągłą krzywiznę, zmienia się ich przekrój i grubość. Wstępna koncepcja przewiduje zatem pocięcie śmigieł na mniejsze elementy, z których będą składane panele ekranów akustycznych.
Kolejną bariera jest to, że śmigła tworzy się z różnego rodzaju materiałów. Wewnętrzne żebra wzmacniające powstają z pełnego kompozytu o grubości 3 cm, natomiast w pozostałej części stosuje się materiał trzywarstwowy, gdzie tylko okładziny zewnętrzne o grubości 3 mm są elementami kompozytowymi, natomiast sam rdzeń wykonany jest z drewna balsa.
Aby wykorzystać jak największą ilość materiału z każdego śmigła, zbadaliśmy zarówno właściwości mechaniczne litego kompozytu, jak i właściwości mechaniczne materiału trójwarstwowego – mówi prof. Broniewicz.
Naukowcy wykorzystali metodę elementów skończonych i stworzyli model numeryczny przykładowego panelu akustycznego.
Obciążyliśmy go zgodnie z wymaganiami norm przedmiotowych – uwzględniliśmy zarówno obciążenie wiatrem działającym na ekrany drogowe, jak i obciążenie ruchem samochodowym, czyli wszystkimi wymaganymi rodzajami obciążenia, i w sposób numeryczny sprawdziliśmy wytrzymałość tych paneli – wyjaśnia kolejny krok w badaniach prof. Broniewicz. – Wyniki wyszły zadowalające, bo stopień wytężenia panelu akustycznego od najbardziej ekstremalnych obciążeń wynosił 47 proc., czyli według symulacji są to elementy bardzo wytrzymałe.
Badania w komorze akustycznej
Teraz odbędą się badania doświadczalne. W hali politechniki olbrzymie śmigła czekają na pocięcie. Jak tłumaczy prof. Broniewicz, w ramę z ceownika zostaną wpasowane elementy wycięte ze śmigła elektrowni wiatrowej, a całość zostanie osadzona na słupach z dwuteownika stalowego 160 mm. Konstrukcja zostanie obciążona za pomocą systemu siłowników hydraulicznych, żeby zobrazować rzeczywiste naciski działające na konstrukcję drogową.
Po badaniach wytrzymałościowych modelowe panele przejdą badania akustyczne, podczas których naukowcy sprawdzą efektywność akustyczną paneli. Najpierw za pomocą wyspecjalizowanych narzędzi informatycznych, a następne w komorze akustycznej, którą dysponuje Politechnika Rzeszowska – partnerska uczelnia w Politechnicznej Sieci Via Carpatia.
Naukowcy z Politechniki Rzeszowskiej poparli kierunek badań zespołu z Politechniki Białostockiej. Projekt czeka teraz na recenzję badaczy z Politechniki Lubelskiej.
Zakończenie projektu jest planowane na 31 lipca 2025 r.
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
A jak przetworzyć ekrany że śmigieł?
Uwielbiam takie newsy, nawalone tego śmiecia wszędzie, nie ma jak tego recyklingować, ale zieloni idą w zaparte, że to dobre dla środowiska.
Wiatraki są niestabilne, dziadowskie w utylizacji, zabijają ptaki, szpecą krajobraz, spowalniają masy powietrza przez co deszcz nie dociera tam gdzie powinien i zwiększają lokalną temperaturę.
Niesamowite, że ludzie dali się omamić wizją darmowej energii. Za każdym razem jest to scam a i tak znajdą się wyznawcy jedynej słusznej „zielonej” energii.
Głupki ze wschodniej strony Polski.Takich bredni nie czytałem od urodzenia ,a mam 75 lat.O Politechnice w Białymstoku podobne brednie czytałem o oczyszczalni biologicznej ale to inna sprawa.Zycze „badaczom „dalszych tytułów naukowych bo sukces pewny i pieniądze też.
Kolejny sposób na ściąganie toksycznych odpadów w Polski. Ktoś wziął sporo Euro ….
To jednak gotowy bardzo wytrzymały surowiec. Nie spotykany w normalnej produkcji.. Trzeba go przeprojektować. Z tego można robić prawie wszystko. Oprócz żywności.
To już tyle śmigieł przeterminowanych jest w naszym kraju? Dziwne. Niebezpieczne substancje pałace się same, teraz śmigła. Jesteśmy śmietnikiem Europy.
Śmigła zbudowane są z laminatu i balsy.A ekrany z betonu ,czy nie byłoby lepiej rozdrabniać śmigła i jako dodatek do betonu na ekrany dźwiękochłonne,ponieważ wtedy szłoby mniej cementu i kruszywa a ekran byłby lżejszy i śmigła byłyby zutylizowane
Ciekawe ilu z tych ludzi krytykujących elektrownie wiatrowe ,martwi się o utylizację rowerów wodnych ,rowerów , łódek,jachtów ,wanien ,reklam ,itp skoro większość z nich produkowana jest tak samo z laminatu żywicznego .
Jak ktoś uważa, że to jakaś przepastna ilość śmieci z wiatraków to polecam zestawić ile odpadów generują kopalnie z elektrowniami albo ile ląduje innych odpadów na wysypiskach. Kropla w morzu
Wysypać na podwórka tych ” mądrych” co wymyślili ten obłęd green energy niech sobie radzą z recyklingiem tego badziewia.W inny sposób nie nauczą się nigdy. Przecież to kropla w oceanie tych śmieci….
Wiatraki to utopia juz XII wieku powstały pierwsze wiatraki , i zostały gospodarczo wypchnięte przez inne rozwiązania. Gdyby wiatraki były takie opłacalne to nie jeden by zainwestował i czerpał zyski a nie sztucznie trzeba je utrzymywać za pieniądze zabrane Polakom a dane jako kaszka z nieba od UE – śmiech ,