Na kampusie Politechniki Gdańskiej (PG) powstał obiekt badawczy w postaci wiaty rowerowej. Wykonano ją z wycofanej z eksploatacji łopaty turbiny wiatrowej i betonu zawierającego zmieloną łopatę. To wynik projektu realizowanego na Wydziale Inżynierii Lądowej i Środowiska we współpracy z Wydziałem Architektury – przekazała PG. Obecnie, naukowcy pracują nad przęsłem mostu dla pieszych wykonanym z tego materiału.
Łopaty turbiny wiatrowej powstają z trwałego materiału, który można wykorzystać ponownie
– Okres eksploatacji łopat turbin wiatrowych wynosi ok. 20-25 lat. Po tym czasie trafiają najczęściej na składowisko lub są zakopywane. Oczywiście stosowane są również inne metody utylizacji, takie jak piroliza, czyli rozkład termiczny w wysokiej temperaturze bez dostępu tlenu oraz solwoliza, polegająca na rozpuszczaniu materiałów w odpowiednich rozpuszczalnikach. Metody te są jednak stosunkowo energochłonne. Zaproponowaliśmy więc rozwiązanie, które wykorzystuje naturalną nośność łopaty – powiedziała prof. Magdalena Rucka, kierownik projektu z Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska.
Łopaty turbin wiatrowych powstają z cennego materiału kompozytowego. Charakteryzuje go wysoka wytrzymałość i niewielka masa. Tworzą go włókna szklane lub węglowe zatopione w żywicy – a poszczególne warstwy konstrukcji oddziela rdzeń z pianki przekładkowej PET lub PVC. Dzięki takiej budowie, łopaty są stosunkowo lekkie w porównaniu do sił, które mogą przenosić, bardzo trwałe i odporne na degradację. Przez to ich utylizacja stanowi poważne wyzwanie technologiczne i środowiskowe – podkreśla PG.
– Chcieliśmy wykorzystać ten materiał kompozytowy, dokonując jak najmniejszej ingerencji w jego strukturę. Dlatego w zużytej łopacie wykonaliśmy jedynie dwa cięcia poprzeczne, aby uzyskać fragment o żądanej długości, który następnie ustawiliśmy na betonowych podporach. Aby użytkownicy mogli zobaczyć, jak łopata jest skonstruowana wewnątrz, oba końce zadaszenia pokryliśmy przezroczystym materiałem. Wzdłuż profilu zadaszenia zamontowaliśmy oświetlenie LED zasilane energią pochodzącą z paneli słonecznych umieszczonych na dachu. Dzięki temu po zmroku widoczny jest charakterystyczny przekrój, który swoim kształtem przypomina profil aerodynamiczny skrzydła – dodała Magdalena Rucka.
Beton z kompozytową domieszką
W betonie użytym do budowy podpór wiaty, jako zamiennik części kruszywa grubego, zastosowano rozdrobniony materiał kompozytowy pochodzący z łopaty turbiny wiatrowej.
– Taki beton zyskuje bardzo dobre właściwości, przede wszystkim większą odporność na zarysowania, ponieważ obecność włókien korzystnie wpływa na ograniczenie powstawania i rozwoju rys. Poprawiają się również inne parametry, takie jak mrozoodporność i wodoszczelność. Wyniki naszych badań są obiecujące, a opracowane receptury tego kompozytu zostaną opatentowane – wyaśnia dr inż. Marzena Krupińska z zespołu badawczego.
Zastosowania materiałów ze zużytej łopaty turbiny wiatrowej w budownictwie
Planuje się także projekty innych elementów małej architektury, a także przęsła mostu dla pieszych. Jako potencjalne zastosowania większych fragmentów materiału wskazano także m.in. wszelkiego rodzaju zadaszenia, w tym ciągów komunikacyjnych, ogrodzenia, ścianki do wspinaczki czy konstrukcje fundamentów.
– Przewidujemy, że w Polsce, wraz z dynamicznym rozwojem energetyki wiatrowej, w tym morskiej, problem utylizacji wycofywanych z eksploatacji łopat turbin będzie narastać, podobnie jak ma to już miejsce w innych krajach Europy. Naszym celem jest opracowanie praktycznych rozwiązań, gotowych do wdrożenia w momencie, gdy skala tego wyzwania osiągnie znaczący poziom. Recykling łopat turbin wiatrowych to istotne wyzwanie, nad którym pracuje wiele ośrodków badawczych na świecie. Nadal jednak pozostaje wiele aspektów do zbadania lub takich, które można rozwiązać w nowatorski sposób, i właśnie tym zajmuje się nasz zespół – tłumaczy prof. Magdalena Rucka.
Na podstawie media.pg.edu.pl
fot. Krzysztof Krzempek/Politechnika Gdańska
