Det finns 30, 000 vindkraftverk i drift i Tyskland, många av dem börjar åldras. Under 2019, 2000 rotorblad måste kasseras; år 2024, denna siffra kommer att skjuta upp till 15, 000. Men var ska man placera dessa upp till 90 meter långa, Storheter på 15 ton? Forskare från Fraunhofer Institute for Wood Research, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI har en lösning:de använde en ny återvinningsteknik för att återvinna och bearbeta balsaträet som finns i rotorbladen till, till exempel, isoleringsmattor för byggnader.

Gamla vindkraftsgeneratorer måste kasseras – antingen på grund av materialutmattning eller helt enkelt för att de ersätts av större och effektivare system. En studie från Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT förutspår att de 15, 000 rotorblad som måste kasseras 2024 kommer att få sällskap av ytterligare 72, 000 under de följande tre åren. Vi har redan miljövänliga metoder för att kassera stålet och betongen i vindkraftsgeneratorerna, men återvinning av rotorbladen är fortfarande problematisk.

Fast sammanfogad och nästan omöjlig att separera

Rotorbladen är inte gjorda av stål. "Det skulle vara för tungt och oflexibelt. De är till stor del gjorda av glasfiberförstärkt plast (GFRP) och balsaträ bunden med epoxi- eller polyesterharts, säger Peter Meinlschmidt, projektledare vid Fraunhofer Institute for Wood Research, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI i Braunschweig. Detta band är extremt starkt. Det måste vara:rotorbladen når topphastigheter på mer än 250 kilometer i timmen, utsätta dem för en enorm kraft. För återvinning med ett ursprung, dock, det är just detta som är problemet, eftersom det är mycket svårt att separera de enskilda komponenterna i kompositmaterialet.

Ett rotorblad innehåller cirka 15 kubikmeter balsaträ, som inte bara är ett av världens lättaste träslag, men också extremt motståndskraftig mot tryck. "Det är den viktigaste fördelen med balsa jämfört med de flesta plastskum, " förklarar Meinlschmidt. Tidigare, det fanns ingen möjlighet att återvinna den vid kassering av de gamla rotorbladen. "Även om det knappt har något energiinnehåll, det bränns som ett kompositmaterial, vanligtvis i cementfabriker. Cementråvarorna måste värmas upp till ca 1500 grader Celsius innan de smälter samman och bildar cementklinker, så dessa fabriker kräver mycket energi. Dessutom, de smälta glasfibrerna och askan kan senare läggas till cementen och ersätta delar av kvartssanden som annars skulle behöva matas in i processen." Men antalet cementfabriker i Tyskland är begränsat (det finns totalt 53) , och så är deras behov av rotorblad som förbränningsmaterial.

Demontering av rotorblad med en vattenstrålelans

Men det finns fortfarande hopp om att få den förestående floden av rotorblad under kontroll:Meinlschmidt och hans team – Fraunhofer ICT-kollegor och branschpartners – har utvecklat en ny återvinningsteknik. För att återvinna och återvinna balsan från rotorbladen, de lossade bladen demonteras på plats. "Den konventionella metoden är att använda en bandsåg för att skära rotorbladen i tredjedelar eller fjärdedelar, men detta är en relativt komplex process. Därför kom vi på idén att istället prova med en vattenstrålelans. Och vad vet du:det var mycket snabbare och bättre, " säger en entusiastisk Meinlschmidt. Lansen kan monteras på ett speciellt fordon och styras därifrån. "Den enorma dragkraften skulle göra det extremt svårt att styra lansen för hand." medan du fortfarande är på plats, de 10 till 20 meter långa rotorbladssegmenten matas in i en mobil dokumentförstörare som bryter dem i bitar ungefär lika stora som en handflata.

Till sist, forskargruppen använder en slagkvarn för att separera dessa delar i sina individuella komponenter. För detta ändamål, de sätts i rotation och slungas mot metall i hög hastighet. Som Meinlschmidt förklarar, "Kompositmaterialet går sedan isär eftersom träet är viskoplastiskt, medan glasfibrer och harts är mycket hårda."

Isolering med rotorblad

På Fraunhofer WKI, balsabitarna bearbetas för att göra, till exempel, ultralätta träfiberisoleringsmattor. "För närvarande är cirka 10 procent av byggnadsisoleringsmaterial gjorda av förnybara resurser - det finns utrymme för förbättringar här." Med en densitet på mindre än 20 kg per kubikmeter, dessa mattor är hittills unika på marknaden och ger lika bra isolering som vanliga polystyrenbaserade material.

Den återvunna balsan kan också användas för att producera en roman, elastiskt träskum. För detta, den mals till ett mycket fint pulver och kombineras med ett skummedel. Skummets stabilitet skapas av träets egna sammanhållningskrafter, vilket gör syntetiska lim överflödiga. Skummet är lämpligt att använda som ett miljövänligt isoleringsmaterial, men också som ett förpackningsmaterial som enkelt kan slängas i pappersåtervinningsbehållaren.