Лопастей много, а места мало, или Как утилизировать ветрогенераторы
Как известно, старению подвержены не только живые организмы, но и оборудование, технологии, агрегаты и т. д. Поэтому, вполне естественно, что устаревшее нуждается в переработке или утилизации. И если в отношении животных и растений природа заранее позаботилась об этом, то вот с тем, что произвёл человек, дела обстоят немного сложнее.
Достаточно серьёзная проблема, которая всё чаще обращает на себя внимание различного рода экспертов, — износ ветроустановок первого поколения. Почти все они или выработали ресурс, или устарели настолько, что их содержание становится нерентабельным, а значит настала пора задуматься об утилизации.
Вопросов с тем, что делать с металлическими, бетонными и силовыми конструкциями ветрогенератора не возникает, а вот куда девать многометровые лопасти — пока что не совсем ясно.
Как вариант: организация детских игровых площадок.
Лопасть — самая большая деталь ветряка и делается, как правило, из композитных материалов. Уже сейчас в Европе, вплоть до 2022 года, будут ежегодно демонтировать свыше 3800, а в США около 8000 лопастей. Обширный демонтаж потребует создания новых логистических схем и технологических ухищрений для того, чтобы полностью переработать устаревший ветровой генератор. Но вторичное использование композита, из которого выполнены ветровые лопасти, невыгодно с точки зрения расходов.
Сейчас в сети можно найти фотографии, на которых запечатлены кадры того, как гигантские части ветрогенераторов просто засыпаются землёй
К примеру, всего в трёх 50-метровых лопастях маломощного (по сегодняшним меркам) ветряка содержится около
Лопасти ветрогенераторов электростанции Vindeby, закрывшейся в 2017 году, были использованы в качестве шумоподавительных барьеров на автомагистралях Дании. Стекловолокно, применяемое в строительстве ветряков, обладает лучшими шумозащитными характеристиками по сравнению с той же минеральной ватой ввиду своей высокой плотности.
Другая компания — The European Technology & Innovation Platform on Wind Energy — поделилась возможными перспективами превращения лопастей во вторсырьё. Для этого их режут на части и измельчают до волокон. Полученную структуру можно включать в производство досок из полимеров, поддонов для складских помещений, отделочных материалов для наружного применения. Также в Европе научились применять композитные материалы в строительстве — часть цементного сырья заменяется стекловолоконными и композитными материалами при производстве бетона. Оставшиеся органические включения сжигают как топливо вместо угля, снижая выбросы углеводорода в атмосферу.
Вдобавок к этому, специалисты работают над альтернативными технологиями переработки композитных лопастей, такими как: механическая рециркуляция, сольволиз и пиролиз. Успешные исследования в этих направлениях дадут возможность создавать безотходные ветровые турбины. Так, компания Vestas обещает наладить безотходное производство ветрогенераторов к 2040 году.
Не осталась в стороне химическая и композитная промышленность — совместно с ветроэнергетическими корпорациями создана межотраслевая площадка, основой которой является ветроэнергетическое объединение WindEurope, Европейский совет химической промышленности Cefic и ассоциация EUCIA, производящая композитные материалы. Совместными усилиями корпорации ведут поиск
Одним из важнейших направлений в сфере промышленной утилизации ветрогенераторов компании считают достаточное финансирование научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Значение этого направления сложно переоценить, так как оно позволит достичь технологического превосходства на этапе перехода к устойчивому электроэнергетическому комплексу.
Тем временем, Соединённые Штаты Америки тоже не стоят на месте — претворяются в жизнь несколько стартапов по вторичной переработке ветротурбинных лопастей, одним из которых является Global Fiberglass Solution. Участники объединения, функционирующего с 2009 года, занимаются изучением вопросов
Ветроэнергетика: размеры и пределы роста
Современная ветроэнергетика – энергетика больших мощностей и гигантских машин. Ветряные турбины становятся все больше и больше. Примерно так:
Если посмотреть на изменение парка материковых ветровых турбин во времени, например, в Германии, очевидно увеличение их среднего размера.
Всё растет. Увеличиваются как башни, которые у крупнейших машин сегодня достигают 140 метров, так и лопасти, достигающие в длину почти 90 м, и диаметры ротора, доходящие до почти 190 м.
На нынешний день крупнейшими серийными ветряками являются 8-мегаваттные машины от Vestas (MHI Vestas V164), Adwen (AD-180) и Siemens (SWT-8.0-154 8MW), используемые в морской (офшорной) ветроэнергетике, а также 7,5 МВт модель Enercon E-126 – крупнейший материковый ветрогенератор (на фото в начале статьи).
Это серийные модели, находящиеся в эксплуатации. В виде прототипов существуют еще более крупные агрегаты.
Есть ли предел роста размеров ветряных турбин? Чем он обусловлен?
Понятно, размеры ветроустановок увеличивают не из прихоти, а исходя из экономических соображений – в попытке снизить стоимость электроэнергии. Высокие башни обеспечивают доступ к ветровым ресурсам более высокого качества (как говорят спецы: «на высоте 100 метров всегда есть коммерческий ветер»). Увеличение диаметра ротора позволяет «захватить» этих ресурсов побольше, а также задействовать менее качественный ветровой потенциал. Увеличение размеров может приводить к снижению удельных (на единицу мощности) капитальных и операционных затрат, что прямо отражается на стоимости электроэнергии.
В то же время рост размеров ветряных турбин наталкивается на ограничения, связанные как с характеристиками используемых материалов, так и с транспортировкой и технологиями монтажных работ. Кроме того, существуют физические лимиты увеличения размеров, описываемые законом квадрата-куба: объем (соответственно, масса и стоимость) используемых материалов может расти быстрее, чем отдача от этого увеличения.
Транспортно-логистические и монтажные ограничения касаются главным образом материковой ветроэнергетики. Перевозка секций башен большого диаметра и длинных лопастей наземным транспортном – серьезный технологический вызов. Диаметр перевозимых труб/конусов башен ветряков ограничен сегодня 4,3 метра в редких случаях возможны перевозки диаметров 4,6 метра. Разумеется, транспортировка таких агрегатов на дальние расстояния крайне затруднена. Одним из используемых компромиссных решений является комбинированная башня сталь/железобетон, в которой нижние железобетонные секции самого большого диаметра изготавливаются на месте. Кроме того, необходимо учитывать, что транспортная и монтажная техника (например, большие краны) имеет свои пределы.
Рассмотренные в предыдущем абзаце ограничения в меньшей степени касаются морской ветроэнергетики, где используются производственные технологии/мощности судостроения, строительства на шельфе и морских грузоперевозок.
Проведенное в текущем году в США исследование, включающее в себя опрос 163-х ведущих отраслевых экспертов, показало: размеры ветроустановок будут расти и дальше. При этом, очевидно, потенциал роста у офшорных ветрогенераторов существенно превышает потенциал наземной ветроэнергетики.
Результаты исследования представлены на следующих графиках.
К 2030 средняя высота башни ветрогенератора в материковой ветроэнергетике приблизится к 120 метрам и в Европе, и в США, средний диаметр ротора будет находится в интервале 130-140 метров, а средняя установленная мощность на один генератор в Европе превысит 3,5 МВт.
В офшорной ветроэнергетике намечаемые изменения куда существенней. Средняя мощность ветрогенераторов на европейском рынке достигнет 11 МВт, при высоте башен более 220 метров. Распространение получат плавающие ветроэлектростанции. Некоторые эксперты прогнозируют, что к 2030 году максимальная мощность морских ветряков на фиксированном фундаменте может достичь 18 МВт, то есть более чем в два раза превысить сегодняшние рекордные показатели.
В то же время очевидно, что ветроустановки не будут расти бесконечно. Вероятно, в скором времени мы узнаем оптимум, превышение которого будет затруднено с логистической, в первую очередь, точки зрения, и не будет оправдываться экономически.
Утилизация лопастей турбин: ахиллесова пята ветроэнергетики
Одни называют ветряные турбины потрясающим элементом экологически чистых технологий. Другие же считают их слишком шумными, чересчур громоздкими или опасными для биоразнообразия. Но одно можно сказать наверняка. Ветроэнергетика сталкивается с трудностями в Европе. Одна из насущных проблем – проблема с лопастями турбин, их трудно утилизировать.
Борьба с ветряными мельницамиЖители города Лунас на юге Франции требуют демонтировать 7 турбин ветряной электростанции Бернаг. Они годами борются за это, судебное разбирательство все еще продолжается.
Марион — представитель «Коллектива 34-12». В начале июня она призвала жителей митинговать у входа на ветряную электростанцию «Бернаг» после того, как застройщик выиграл апелляцию в суде против демонтажа спорных ветряных турбин.
В ближайшее время в Европе будет демонтировано огромное количество ветряных турбин, но жалобы местного населения тут не при чем.
Ветряные турбины первого поколения устаревают, и их необходимо заменить более современными и эффективными. Этот процесс, называемый обновлением мощности, начался разными темпами по всей Европе. То, что мы увидели на одном из производственных объектов в Генте.
В связи с обновлением мощности к 2030 году в Европе, возможно, придется вывести из эксплуатации до 5700 ветряных турбин. Сегодня утилизировать можно почти все, что есть в ветрогенераторе, до 90%. Проблема в лопастях. Они сделаны из композитных материалов, предназначенных для длительного использования, а не для вторичной переработки.
Длина одной ветряной лопасти составляет около 40 метров, она весит семь тонн и составляет те 10% ветряной турбины, которые трудно утилизировать. Эти 10% вызвали споры во всем мире относительно устойчивости этой возобновляемой энергии.
Так что же происходит с лопастями сегодня? Большинство из них используются повторно. Например, эта отправится на Украину. Но количество выведенных из эксплуатации лопастей через пять-десять лет будет настолько большим, что придется менять всю систему.
Сегодня те лопасти, которые не используются повторно или не сжигаются, в идеале для регенерации энергии, оказываются на свалке. Этот снимок был сделан в США и стал символом одной из темных сторон возобновляемых источников энергии во всем мире.
Только четыре страны Европы запретили подобные «кладбища турбин»: Германия, Австрия, Нидерланды и Финляндия. Голос европейской ветроэнергетики призвал к 2025 году ввести общеевропейский запрет на такие свалки.
Сделать ветряные лопасти 100% перерабатываемымиСегодня вы можете по пальцам одной руки пересчитать количество предприятий, способных утилизировать ветряные лопасти в Европе. Технологии еще не достаточно развиты и недоступны в промышленных масштабах. Испанский стартап получает лопасти из Франции, Португалии и Северной Африки. Они уверяют, что в скором времени смогут перерабатывать 1500 лопастей ежегодно.
Отрасль ветроэнергетики считает, что призыв к запрету свалок во всем Евросоюзе ускорит расширение масштабов технологий рециркуляции, но также ускорит рост спроса на переработанные материалы.
Усилия направлены на повышение устойчивости по всей цепочке создания стоимости от проектирования до производства. Как это делает датский ветроэнергетический гигант Vestas. Конечная цель — сделать лопасть на 100% пригодной для вторичной переработки.
Помогут рыбкиОтрасль движется к увеличению производства, эффективности и циркуляции. Что, если мы сделаем шаг назад и спросим себя, сколько энергии нам действительно нужно будет производить в ближайшем будущем и как? Как раз этим вопросом задается Парижская лаборатория энергий завтрашнего дня. И ответы стали поступать от этих рыбок.
В таком случае сокращение количества отходов могло бы стать главным индикатором для нахождения лучшего баланса между окружающей средой, потребностями людей, технологиями и экономикой.
Ветроэнергетику назвали в США «непредвиденным экологическим кошмаром»
В Соединённых Штатах вспомнили о том, что срок эксплуатации десятков тысяч стареющих ветрогенераторов, установленных на территории страны в начале нулевых годов, подходит к концу. А технологии их утилизации так и не внедрены в промышленное производство, поскольку обладают рядом существенных недостатков. В итоге большая часть этого металлолома, скорее всего, окажется на свалках или же останется стоять на своих местах, придавая пейзажу оттенок апокалиптичности.
К основным недостаткам ветроэлектрических установок, помимо их высокой стоимости, относят истребление птиц и летучих мышей, особенно в периоды их миграции, а также негативное влияние на человеческий организм. Из-за низкочастотных шумов, издаваемых турбинами, люди, которые живут рядом с ними, в ряде случаев жалуются на повышенную утомляемость, головные боли и даже нарушения сна.
О трудностях, связанных с переработкой «зелёных» источников энергии, известно гораздо меньше, более того, подавляющее большинство граждан уверено в том, что их вовсе не существует. Однако это не так. Около 85% деталей турбины, включая сталь, зубчатые передачи, медную проволоку и электронику, действительно могут идти в утиль и использоваться затем как вторичное сырьё. А вот проделать то же самое с лопастями, то есть «крыльями» генератора, скорость которых при эксплуатации может достигать 250 километров в час, практически нереально.
Для того чтобы лопатки выдерживали сверхвысокие нагрузки, возрастающие при неблагоприятных погодных условиях, их изготовляют из волокнисто-полимерного композита. Этот материал не разлагается в естественной среде и практически не поддаётся обработке, а потому после окончания срока службы попадает на свалки или в землю, где и доживает свой век в ожидании инноваций, которые позволят изменить положение дел.
© riotinto.comОсознать масштаб проблемы можно лишь в том случае, если вспомнить о размерах лопастей. Среди них есть и такие, рядом с которыми огромный Boeing 747 будет выглядеть, как малютка. Так, в 2018 году компания Vestas Offshore Wind испытала гигантскую турбину V164, показавшую устойчивую мощность в 10 мегаватт. Достичь очередного рекорда удалось за счёт 80-метровых лопаток, весом 35 тонн каждая.
Как известно, совершенству нет предела. А потому Renewable Energy готовит к реализации новый проект Haliade-X 12 МВт. Этот монстр будет возвышаться над уровнем моря на 260 метров, а длина его «крыльев» составит 107 метров. Когда-нибудь их придётся резать на более мелкие куски алмазной промышленной пилой, чтобы отвезти на свалку. Но пока об этом в США предпочитают не думать, точно так же, как и о том, что с каждым годом число отслуживших своё ветрогенераторов будет увеличиваться, причём рост окажется лавинообразным.
В 2000 году в Соединённых Штатах работало лишь около ста ветропарков, мощность которых немногим превышала 2,5 ГВт. А уже через два года эта цифра стала в полтора раза больше. Учитывая, что средняя продолжительность жизни турбины – 20-25 лет, в самое ближайшее время в Америке одновременно перестанет крутиться невиданное ранее количество лопастей. И их нужно будет куда-то пристроить. Но куда? Руководители немногочисленных муниципальных и коммерческих свалок, которые принимают лопатки в Айове, Южной Дакоте и Вайоминге, уже заявили, что не потянут такие объёмы.
© bhp.com«Ветроэнергетика теперь представляет собой непредвиденный экологический кошмар: срок жизни сотен тысяч стареющих лопастей ветряных турбин подходит к концу, и большинство из них окажутся на свалках», — предупреждает соотечественников Алекс Кимани из Оilprice.com.
Возможно, выходом из ситуации станет развитие стартапа, предложенного компанией Global Fibreglass Solutions. Его суть заключается в применении сверхвысоких температур, трансформирующих исходный материал в волокна. На втором этапе переработки они могут быть спрессованы в плиты и превращены, например, в напольные покрытия. По словам разработчиков, таким способом можно утилизировать 99,9% стандартной лопатки, а мощности одного завода хватит на то, чтобы переработать от 6 до 7 тысяч лопастей в год. Однако это лишь теория, а жители тех регионов мира, где в общем объёме генерации велика доля ветра, нуждаются в практическом воплощении подобного рода идей. Причём, как можно скорее.
Согласно последнему отчёту американской Ассоциации ветроэнергетики (AWEA), общая установленная мощность отрасли в США достигла к концу 2019 года 105,6 ГВт, что составляет около 9% от общего объёма генерации в стране и сопоставимо с долей АЭС. Естественно, это далеко не предел, ведь большинство аналитиков прочат возобновляемым источникам в целом и ветрогенераторам в частности, исключительно безоблачные перспективы.
© mhivestasoffshore.comТак, согласно прогнозам МЭА, к 2040 году оффшорная ветроэнергетика превратится в отрасль стоимостью 1 трлн долларов. Ряд экспертов высказывает мнение, что уже через десять лет 20% всей мировой электроэнергии будет вырабатываться именно благодаря ветроэлетрическим установкам. Это приведет к созданию 2,4 миллионов новых рабочих мест и снижению выбросов CO2 более чем на 3,3 миллиарда тонн.
Реализация этих перспектив во многом зависит от того, сумеют ли профильные компании внедрить в производство эффективные технологии утилизации лопастей. В противном случае, ветроэнергетика вполне может повторить судьбу автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. В начале ХХ века их воспринимали как спасителей экологического благополучия крупных городов, поскольку они избавили мегаполисы от одной из наиболее острых проблем того времени – необходимости утилизировать огромные объёмы конского навоза, которые ежегодно возрастали. Спустя столетие об этом статусе уже никто не вспоминает.
В Испании придумали «вибратор», преобразующий энергию ветра
В Испании придумали ветряк, не использующий вращающиеся лопасти. По словам создателей, механизм проще, безопасней и дешевле традиционных ветрогенераторов.
Гигантские ветряки, которые давно стали символом альтернативной энергетики и устанавливаются в огромных количествах в разных странах мира, возможно, в будущем, уступят место более компактным, безопасным и эффективным устройствам, предложенным испанскими изобретателями.
Ветряная электроэнергетика – одна из немногих отраслей, которая продолжила уверенный рост даже в кризисный 2020 год. По подсчетам аналитиков компании BloombergNEF, в минувшем году в мире введено в эксплуатацию ветряных установок рекордной мощностью 96,7 гигаВатт – на 59% больше, чем введено в 2019 году.
Большая часть (93%) – установки, введенные на суше, строительство морских ветряков показало падение на 13% по сравнению с 2019 годом. При этом основной прирост приходится на новые генераторы, введенные в США и Китае.
Однако традиционные вращающиеся ветряки размером и высотой в десятки метров – не самый лучший способ превращения энергии ветра в электричество, уверены основатели испанского стартапа Vortex Bladeless, предложившие оригинальную модель генератора.
Дизайн их установки недавно получил поддержку норвежской государственной энергетической компании Equinor, назвавшей проект одним из 10 перспективных стартапов в области энергетики.
Пока экспериментальный образец имеет в высоту всего три метра. Он представляет из себя вытянутый цилиндр на подвижной опоре, который способен колебаться вперед-назад под действием напора ветра. Необычный дизайн устройства уже привлек внимание огромного числа пользователей сайта Reddit, где остряки обратили внимание не его фаллическую форму и прозвали «skybrator».
«Наша технология имеет другие характеристики, которые позволяют использовать места, где традиционные ветряные фермы не годятся», — пояснил Guardian основатель стартапа Давид Янез.
Принцип работы устройства основан на образовании особых вихрей позади твердых тел, обтекаемых потоком воздуха. В основании мачты имеются два кольцевых отталкивающих магнита, которые возвращают ее в исходное положение при наклоне. За счет таких движений, частота которых зависит от силы ветра, и происходит генерация электроэнергии.
Основа мачты – углеволокно, срок службы которого оценивают в 25 лет. Отсутствие вращающихся лопастей делает Vortex тише, компактнее, и дешевле в обслуживании, а также позволяет ему легче адаптироваться к изменению направления ветра.
А отсутствие вращающегося генератора не позволит ему замерзнуть во время зимних штормов, как это происходило со многими ветряками в Техасе в минувшем феврале. Как уверяют создатели, производство энергии на новых ветряках будет на 30% дешевле, чем на традиционных, в основном – за счет низкой стоимости установки и обслуживания.
«В нашей машине нет ни шестерней, ни тормозов, ни подшипников, ни валов, – пояснил Янез. – Ей не требуется смазка, и там нет частей, которые бы изнашивались из-за трения».
Речь может идти об установке новых генераторов вблизи промышленных и жилых районов, где традиционные ветряки обычно не устанавливают из-за их вредного влияния. Генераторы могут устанавливаться вместе с солнечными панелями для отдельных домовладений.
«Они дополняют друг друга, поскольку солнечные панели производят электричество днем, а скорость ветра обычно растет ночью, — говорит предприниматель. – Однако главная выгода технологии – уменьшение экологического воздействия, внешний облик, стоимость работы и обслуживания турбины».
Предложенный генератор не представляет опасности для перелетных птиц и других животных, в том числе в населенных районах. По мнению специалистов, массовый переход на подобные устройства и отказ от традиционных ветряков может сохранить жизни птиц и летучих мышей, ежегодно гибнущих от ударов о лопасти, иногда раскручивающиеся до скоростей в 300 км/ч. Только в США по этой причине, по подсчетам экологов, ежегодно погибает до 500 тыс. птиц.
Для работающих и живущих рядом людей его шум не будет представлять проблем, так как возникает на частотах, не слышимых человеческим ухом.
«Пока турбина небольшая и производит мало энергии. Но мы ищем индустриального партнера для масштабирования наших планов и постройки 140-метровой установки мощностью 1 мегаВатт», — пояснил Янез.
Изготовлена первая в мире лопасть ветрогенератора длиной более 100 метров
Новости
21 апреля 2019, 10:29
Изготовлена первая в мире лопасть ветрогенератора длиной более 100 метров
Компания LM Wind Power, принадлежащая GE, один из крупнейших в мире производителей лопастей ветрогенераторов, завершает последние штрихи в процессе выпуска гигантской лопасти длинной 107 метров на своём заводе в Шербуре (Франция). Столь длинных лопастей ветряков до сих пор не устанавливали и не производили.
На финальной стадии изделие подвергнется строгим испытаниям и проверкам, чтобы продемонстрировать его способность выдержать более 20 лет эксплуатации на морском шельфе.
Лопасть предназначена для новой модели офшорной ветряной турбины Haliade-X мощностью 12 МВтпроизводства GE, прототип которой будет установлен летом текущего года, а первая коммерческая поставка запланирована на 2021 год.
Рост размеров и мощности ветрогенераторов является известной тенденцией развития современной ветроэнергетики. Он позволяет снижать удельные капитальные затраты и стоимость ветровой электроэнергии.
Транспортировка такого оборудования по суше с разумными затратами вряд ли возможна, поэтому, более крупные агрегаты устанавливаются и будут устанавливаться в море. Эксперты сегодня считают, что в обозримом будущем на рынке может появиться офшорный ветрогенератор мощностью 15 МВт.
Ранее сообщалось, что GE представила новую систему проверки лопастей ветрогенераторов с применением тепловизоров и спектрального анализа акустических эмиссий. Система будет располагаться в основании турбины. Она сможет распознавать повреждения, которые скрыты под верхним слоем покрытия лопастей, и передавать соответствующую информацию в режиме реального времени.
Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber
Черная лопасть снизила смертность птиц от ветряков
Roel May et al. / Ecology and Evolution, 2020
Скандинавские ученые в течение десяти лет искали трупы птиц вокруг восьми ветрогенераторов и выяснили, что после окрашивания одной из лопастей в черный птицы стали на 70 процентов реже сталкиваться с ветряками. Исследователи отметили, что из-за небольшой выборки выводы нельзя обобщать, и в дальнейшем необходимо провести более масштабное исследование. Статья опубликована в журнале Ecology and Evolution.
Один из главных аргументов противников ветроэнергетики — ущерб популяциям птиц, которые сталкиваются с лопастями турбин и погибают. Поэтому перед проектировщиками ветрогенераторов стоит задача не только максимально увеличить их мощность, но и снизить риски для окружающей среды.
Чтобы обезопасить птиц, турбины временно отключают на пути их миграции или перепахивают землю вокруг ветряных электростанций, но оба этих подхода ресурсозатратны. Необходимо искать более эффективные решения проблемы: одно из них — покраска лопастей турбин, так как птицы могут попросту не замечать быстро крутящиеся белые лопасти. В лабораторном эксперименте американский ученый уже показал, что пустельги лучше видят турбины, одна из лопастей которых окрашена в черный, однако эффективность этого подхода необходимо проверять в полевых условиях.
В 2013 году по одной лопасти четырех турбин ветряной электростанции в норвежском архипелаге Смёла покрасили в черный цвет. Ученые из Норвегии и Швеции под руководством Роэля Мэя (Roel May) из Норвежского института исследований природы семь лет до этого и три года после (с 2006 по 2016 год) регистрировали количество трупов птиц, которые находили в радиусе 100 метров вокруг окрашенных турбин и четырех соседних в качестве контроля. Поиски проводили с помощью собак, которые были натренированы искать мертвых птиц.
За десять лет наблюдений около восьми ветрогенераторов обнаружили 82 трупа птиц, чаще всего встречались тушки белых куропаток, орланов-белохвостов, бекасов, серых ворон и луговых коньков. 40 белых куропаток не включили в анализ, поскольку они чаще сталкиваются не с лопастями, а со столбами турбин.
После того, как лопасти четырех турбин покрасили, количество птиц, погибавших возле них ежегодно, снизилось на 72 процента (p = 0,023). Всего до окрашивания около этих генераторов обнаружили 11 трупов, а после — 6, тогда как на контрольных турбинах в первый период погибло 7 птиц, а во второй — 18.
Авторы работы отмечают, что они фиксировали смертность птиц лишь на восьми турбинах в одном месте, и обобщать полученные результаты следует с осторожностью. В дальнейшем необходимо провести масштабное исследование с большим количеством ветрогенераторов в разных географических точках. Однако снижение смертности, которое зарегистрировали ученые, было статистически значимым, и это первое экспериментальное подтверждение эффективности черных лопастей в естественных условиях.
Окрашивание лопастей на уже установленных турбинах — непростая задача, поскольку нужно использовать специальные подъемники и нанимать промышленных альпинистов. Однако, считают ученые, процесс станет гораздо дешевле и проще, если изготавливать лопасти цветными или красить их до монтажа ветрогенератора.
Ветряки могут мешать не только птицам, но и людям. Те не сталкиваются с лопастями, зато хуже спят под шум ветрогенераторов — если ночью шумит турбина, нарушается фаза быстрого сна, и утром люди чувствуют себя невыспавшимися
Алиса Бахарева
GE объявляет о первой в США программе утилизации лопастей ветряных турбин Veolia
Краткое описание погружения:
- GE Renewable Energy объявила во вторник о многолетнем соглашении с Veolia North America о первой в США программе утилизации лопастей ветряных турбин такого рода.
- Большинство лопастей береговых турбин, которые GE заменяет во время работ по переоборудованию, будут измельчены и использованы для замены сырья для производства цемента, создав «экономику замкнутого цикла для композитных материалов», — заявила Энн Макинти, генеральный директор GE Renewable Energy’s Digital Services. в заявлении.В Европе такие процессы рециркуляции достигли коммерческих масштабов, и GE планирует быстро развернуть эту программу.
- Согласно анализу воздействия на окружающую среду, проведенному Quantis US, переработанная лопасть оказывает положительное воздействие на окружающую среду за счет замены угля или другого сырья в процесс производства цемента, согласно GE.
Dive Insight:
Veolia будет обрабатывать лопасти с помощью технологии совместной обработки цементной печи для использования в качестве сырья, создавая «более экологичный цемент», по словам Боба Каппадоны, исполнительного вице-президента и главного операционного директора Veolia North America’s Environmental Solutions and Services.Компания поставляла другие переработанные материалы для цементной промышленности в качестве замены угля, песка и глины.
Почти 90% материала лезвий, в первую очередь стекловолокна, будет перепрофилировано для производства цемента, измельчено на перерабатывающем предприятии Veolia в Миссури и использовано на производственных предприятиях по всей стране.
«Прошлым летом мы завершили испытание с использованием лезвия GE, и мы были очень довольны результатами. Этой осенью мы обработали более 100 лезвий, и наши клиенты остались очень довольны продуктом», — сказал Каппадона в своем заявлении. утверждение.
По мере того как ветряные турбины стареют, отрасль продолжает искать решения для эффективной замены и утилизации моделей. Такое же количество турбин, заменяющих устаревшие модели, будет иметь «более высокую производительность», как ранее заявлял Маттео Беллуччи, руководитель передовых производственных технологий в GE Renewable Energy.
Хотя большая часть турбины может быть переработана, закопывание больших лопастей было доступным решением, хотя ветряная промышленность и исследователи стремятся к непрерывной переработке деталей.
«Сейчас очень дешево просто положить [лезвия] на свалку, но я думаю, что мы не хотим видеть это в качестве конечного продукта», — говорит Пол Вирс, главный инженер Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) National Wind Технологический центр заявил этим летом.
В то время NREL проводил исследования типа смолы, которую можно было извлечь из лопасти, а не закапывать в землю, изучая возможность циркулярной экономики с полностью или в основном перерабатываемой ветряной турбиной.
Дания перерабатывает лопасти старых ветряных турбин в гаражи для велосипедов
Учитывая, что в последние годы опасения по поводу изменения климата достигли пика, неудивительно, что многие страны стремятся переключить свое энергопотребление на возобновляемые источники энергии. И одним из самых популярных вариантов среди этих более устойчивых альтернатив является энергия ветра. В таких местах, как Дания, где в 2019 году более половины электроэнергии вырабатывалась за счет энергии ветра и солнца, высокие ветряные турбины стали привычным элементом местного ландшафта.
Тем не менее, у ветроэнергетики все еще есть свои плюсы и минусы, и в последние годы стали проявляться опасения по поводу некоторых ее недостатков. Самая большая из них — переработка выведенных из эксплуатации лопастей ветряных турбин. Из-за прочности, необходимой ветряным турбинам для правильного функционирования, лопасти изготавливаются из композитных материалов, таких как стекловолокно, смолы и пена — веществ, которые, как правило, не поддаются биологическому разложению и поэтому их очень трудно перерабатывать.
При типичном предполагаемом сроке службы в 20 лет большое количество лопастей ветряных турбин в ближайшее время придется вывести из эксплуатации.Фактически, как правило, предполагается, что к 2050 году будет почти 40 миллионов тонн отходов мировой ветроэнергетики, которые необходимо будет утилизировать. Но хорошая новость заключается в том, что есть несколько компаний и исследовательских групп, которые стремятся найти более устойчивые способы переработки и перепрофилирования лопастей ветряных турбин, выведенных из эксплуатации.
Одно из них — Сеть Re-Wind. Некоторые выброшенные лезвия уже начали использовать в гаражах для велосипедов в Дании. Команда исследователей также изучает способы переработки лопастей ветряных турбин в качестве архитектурных элементов для улучшения инфраструктуры.Некоторые из их идей включают использование лезвий для строительства пешеходных мостов, скейт-парков и шумозащитных экранов для движения по дорогам и шоссе.
«Мы изучаем возможность повторного использования лезвий в архитектуре и проектировании», — говорит Лоуренс С. Бэнк из Технологического института Джорджии, одного из ведущих институтов, участвовавших в исследовании. «Разработка таких методов может положительно повлиять на качество воздуха и воды за счет сокращения основного источника небиоразлагаемых отходов.”
В дополнение к этим усилиям по перепрофилированию, некоторые компании находят способы конструировать лопасти ветряных турбин, которые можно утилизировать более эффективно и рационально. Ведущая компания по возобновляемым источникам энергии, Siemens Gamesa, возглавляет эти усилия, разработав и выпустив «первую в мире лопасть ветряной турбины, пригодную для вторичного использования, для коммерческого использования». Эти лезвия изготовлены из смолы нового типа, химическая структура которой облегчает разрушение и отделение от других компонентов лезвия, чтобы оно могло быть переработано.
Но на данный момент представление переделанных ветряных турбин в качестве элементов городского пейзажа тоже кажется довольно крутым решением. Прокрутите вниз, чтобы увидеть больше изображений творческих гаражей для ветряных велосипедов в Дании.
В Дании умело перерабатывают старые лопасти ветряных турбин в гаражах для велосипедов.
Siemens Gamesa: Веб-сайт | Instagram | Facebook | Twitter
The Re-Wind Network: Веб-сайт
ч / т: [designboom]
Статьи по теме
Дания строит первый в мире искусственный остров, полный гигантских ветряных турбин
В 2020 году большая часть энергии в Европе поступает из возобновляемых источников
Эмпайр Стейт Билдинг компенсирует использование энергии в рамках амбициозной сделки по ветроэнергетике
20 простых способов помочь сохранить окружающую среду каждый день
Дания превращает лопасти ветряных турбин в навесы для велосипедов
Поскольку использование невозобновляемых источников энергии для выработки энергии только ускоряет судьбу Земли, отрасли во всем мире в последние несколько десятилетий смещают свое внимание на более экологичные альтернативы.Но хотя эти альтернативы оказались полезными в сокращении выбросов и создании более устойчивого мира, внедрение технологий возобновляемых источников энергии приводит к увеличению отходов оборудования.
Вот где Re-wind Network приходит с гениальными идеями перепрофилирования старых лопастей датских ветряных турбин.
Переоборудование лопастей ветряных турбин в общественных местах
Дания — одна из стран-первопроходцев в области экологически чистой энергии. Страна вырабатывает 40% своей общей потребности в энергии за счет ветра и обещает увеличить ее до 70% к 2030 году.В то время как энергия ветра является одновременно устойчивым и разумным вариантом по сравнению с углем и газом, и Дания заслуживает всяческих похвал за свою приверженность более экологичному будущему, ветряные турбины обычно имеют срок службы 20-25 лет. В результате они огромны, не пригодны для вторичной переработки или биоразложения, и часто оказываются на свалках, занимая большие площади.
В качестве решения этой постоянно растущей общесистемной проблемы правительство Дании поручило некоторым компаниям на трехлетний период выполнить задачу по переработке, в том числе Siemens, которая в начале этого месяца построила первую в мире ветряную турбину, пригодную для вторичной переработки.
Сейчас другая группа исследовательского проекта Re-Wind работает над проблемой, которая показала, что эти гигантские лопасти ветряных турбин могут быть использованы как навесы для велосипедов, пешеходные мосты и стоянки для коммерческого использования в целом. Более того, все, что нужно этим лезвиям, — это немного придать форму с небольшим количеством материала, необходимого для повторного использования.
Исследовательская группа в настоящее время изучает возможность повторного использования старых лопастей ветряных турбин в архитектурных и инженерных сооружениях Дании.
Как и большинство решений основных проблем, технологии использования возобновляемых источников энергии решают проблему традиционных источников энергии, которые способствуют загрязнению окружающей среды, но неизбежно сопряжены с некоторыми собственными проблемами. В подобных запутанных ситуациях вдохновляет видеть, как человеческое воображение играет важную роль в перепрофилировании того, что когда-то считалось мусором.
Siemens Gamesa создала лопасти ветряной турбины, пригодные для вторичной переработки
Ветровые турбины вырабатывают электроэнергию без использования ископаемого топлива и без образования твердых частиц, но они создают отходы: хотя они могут прослужить до 25 лет, лопасти турбины не подлежат переработке, складывая их в сваи. попадают на свалки в конце своей жизни.Теперь испанская компания по возобновляемым источникам энергии Siemens Gamesa заявляет, что наконец разработала лопасть ветряной турбины, пригодную для вторичной переработки.
Лопасти ветряных турбин в основном изготавливаются из стекловолокна или углеродного волокна, нагретого вместе со смолой для объединения в легкий, но при этом достаточно прочный, чтобы выдерживать сильные штормы. Следовательно, его сложно переработать. По окончании срока службы большинство лезвий закапывают под землю или сжигают. Согласно Siemens Gamesa, последняя инновация компании, названная RecyclableBlade, сделана из нового типа смолы, которая может быть «эффективно отделена [d]» от других компонентов лезвия в конце его использования.Затем эти материалы можно использовать повторно.
[Изображение: Siemens Gamesa]Перерабатываемые лопасти ветряных турбин готовы к коммерческому использованию на море. Первые шесть, длина которых составляет 81 метр, были произведены на заводе компании в Ольборге, Дания. Они будут установлены на морской ветряной электростанции Каскаши в Германии; Siemens Gamesa работает с немецкой энергетической компанией RWE над проектом, производство энергии на котором, как ожидается, начнется в 2022 году.
Компания также работает с немецким оператором возобновляемой энергии WPD над установкой перерабатываемых лопастей на одной из своих будущих морских ветряных электростанций. и с EDF Renewables, компанией устойчивой энергетики из Сан-Диего, чтобы задействовать больше на будущих проектах.Утилизируемые лопасти Siemens Gamesa — это шаг к цели компании — сделать свои ветряные турбины полностью пригодными для вторичной переработки к 2040 г. веха »для ветроэнергетики. Но другие компании также работают над тем, чтобы лопатки турбин не попадали на свалки. В мае 2021 года производитель ветряных турбин Vestas заявил, что у него есть новая технология утилизации лопастей (у этой компании также есть цель создать безотходные ветряные турбины к 2040 году).Такие стартапы, как Global Fiberglass Solutions, могут вдавливать лезвия в древесноволокнистые плиты для полов и стен.
Обеспечение рентабельности переработки лопастей все еще может быть препятствием, но это проблема, которую игроки отрасли спешат решить, как только ветряные фермы устареют; Торговая ассоциация ветроэнергетики WindEurope ожидает, что к 2025 году истечет срок службы около 25 000 тонн лопастей ежегодно.
Гигант ветроэнергетики Siemens Gamesa заявляет о первой в мире переработке лопастей
Ветряная турбина с подсветкой
Йорг Гройел | DigitalVision | Getty Images
Компания Siemens Gamesa Renewable Energy заявила во вторник, что выпустила лопасти ветряной турбины, пригодные для вторичной переработки, что представляет собой последний пример того, как отрасль пытается найти способы повторного использования материалов.
В заявлении испано-германской инженерной группы говорится, что ее RecyclableBlades были «первыми в мире пригодными для вторичной переработки лопастями ветряных турбин, готовыми к коммерческому использованию на море».
Siemens Gamesa заявила, что будет работать с немецкой энергетической компанией RWE над установкой и пилотированием лопастей на морской ветряной электростанции Каскаши в Северном море Германии, коммерческая эксплуатация которой, как ожидается, начнется в 2022 году.
Фирма, основным акционером которой является Siemens. Энергетика — заявила, что также работает с EDF Renewables над целью развертывания «нескольких комплектов» лопастей »на будущей оффшорной ветряной электростанции.
Аналогичное сотрудничество происходит с wpd, компанией со штаб-квартирой в Германии, которая разрабатывает и эксплуатирует ветряные электростанции.
Вопрос о том, что делать с лопастями ветряных турбин, когда они больше не нужны, является головной болью для отрасли. Это связано с тем, что лопасти из композитных материалов могут оказаться трудными для вторичной переработки, а это означает, что многие из них попадают на свалки по истечении срока их службы.
Подробнее о чистой энергии читайте в CNBC Pro
Как правительства всего мира пытаются Чтобы увеличить мощность возобновляемых источников энергии, количество ветряных турбин во всем мире будет только расти, что, в свою очередь, увеличит давление на сектор, чтобы найти устойчивые решения по утилизации лопастей.
Согласно Siemens Gamesa, в перерабатываемых лезвиях используется новый тип смолы, который «позволяет эффективно отделить смолу от других компонентов по истечении срока службы лезвия».
Представители компании заявили, что этот процесс, который они описали как «мягкий», защищает свойства материалов в лопастях, в отличие от других существующих способов переработки обычных лопастей ветряных турбин. После этого материалы можно повторно использовать в новых областях применения. разделение «.
За последние несколько лет ряд крупных игроков в ветроэнергетике объявили о планах попытаться решить проблему того, что делать с лопастями ветряных турбин.
В июне датская компания Orsted заявила, что будет «повторно использовать, утилизировать или восстанавливать» все лопатки турбин в своем всемирном портфеле ветряных электростанций после их вывода из эксплуатации.
В том же месяце подразделение General Electric по возобновляемым источникам энергии и производитель цемента Holcim заключили сделку по переработке лопастей ветряных турбин.
Еще в апреле было объявлено, что сотрудничество между научными кругами и промышленностью будет сосредоточено на переработке изделий из стекловолокна, шаг, который в конечном итоге может помочь сократить количество отходов, производимых лопастями ветряных турбин.
В декабре прошлого года GE Renewable Energy и Veolia North America подписали «многолетнее соглашение» об утилизации лопастей, снятых с береговых ветряных турбин в США.
А в январе 2020 года другой гигант ветроэнергетики, Vestas, заявил, что намерен производить безотходные турбины к 2040 году.
Конец ветроэнергетики? Vestas представляет технологию переработки лопастей
Охранник стоит рядом с лопастями и основаниями ветряных турбин на территории завода компании Vestas Wind Technology, расположенного в северном китайском городе Тяньцзинь 14 сентября 2010 года.REUTERS / David Gray
КОПЕНГАГЕН, 17 мая (Рейтер) — Производитель ветряных турбин Vestas (VWS.CO) в понедельник представил новую технологию, которая, по его словам, позволяет полностью утилизировать лопасти ветряных турбин, избегая выбрасывания старых лопастей.
Согласно исследованию Кембриджского университета, проведенному в 2017 году, на лопатки турбины должно приходиться 43 миллиона тонн отходов в 2050 году. Большинство лезвий попадает на свалки, потому что их трудно перерабатывать.
Новая технология «станет важной вехой на пути к будущему, в котором при выводе из эксплуатации лопастей больше не требуется свалка», — сказал в заявлении Аллан Поулсен, руководитель отдела устойчивого развития и передовых материалов Vestas.
Лопатки турбины изготавливаются путем нагрева смеси стеклянных или углеродных волокон и липкой эпоксидной смолы, которая объединяет материалы, образуя прочный легкий композитный материал, но также затрудняет отделение исходных материалов для вторичной переработки.
Используя новую технологию, стекловолокно или углеродное волокно отделяют от смолы, а затем химические вещества дополнительно разделяют смолу на основные материалы, которые «похожи на первичные материалы», которые затем могут быть использованы для создания новых лезвий.- сказал Вестас.
Проект является результатом сотрудничества Vestas; химический производитель Олин (ОЛН.Н), производящий смолу для турбинных лопаток; Датский технологический институт, независимый научно-исследовательский и технологический институт; и Датский Орхусский университет.
Проект направлен на разработку технологии для промышленного производства в течение трех лет, а также видит потенциал для использования этой технологии для компонентов самолетов и автомобилей.
Отчетность Тима Барсо; Редакция Сьюзан Фентон
Наши стандарты: принципы доверия Thomson Reuters.
Что делать Техасу со своими старыми лопастями ветряных турбин?
SWEETWATER, Техас. Этот город на западе Техаса встречает своих посетителей огромной лопастью ветряной турбины со словами «Добро пожаловать в Sweetwater». Столица ветроэнергетики Северной Америки », нарисованная на 160-футовой конструкции.
Что нужно знать
- Техас производит больше энергии ветра, чем любой другой штат США.
- В то время как энергия ветра экологически безопасна, лопасти ветряных турбин, выведенные из эксплуатации, трудно утилизировать, любые тысячи скопились на свалках
- Новая технология создается для переработки лезвий, включая сотни лезвий, хранящихся на полях в Свитуотере, штат Техас
Лезвие является символом важности ветроэнергетики для этого города на краю равнин Техаса.Техас производит больше энергии ветра, чем любой другой штат в стране, большая часть ее находится здесь у межштатной автомагистрали 20. Если бы Техас был страной, он бы занимал пятое место среди мировых производителей энергии ветра.
Ветряная энергетика Sweetwater началась в конце 1990-х годов и подпитывала местную экономику рабочими местами, связанными с турбинами, и бумом для землевладельцев. Сегодняшний призыв президента Джо Байдена к инвестированию в чистые энергетические ресурсы Америки, включая ветер, питает надежды на появление новых возможностей.
Но несмотря на все преимущества, которые ветряные турбины принесли Sweetwater, остается важный вопрос: что делать с изношенными лопастями ветряных турбин при их замене?
Sweetwater гордится своим производством энергии, о чем свидетельствует приветственный знак на межштатной автомагистрали 20.(Spectrum News / Эшли МакЭлрой)
Лопасти ветряных турбин служат в среднем от 25 до 30 лет. Когда их заменяют, старые лопасти становятся проблемой — от транспортировки их с поля до поиска места для хранения лопастей, которое может быть длиннее крыла Боинга 747.
Поиск экологически безопасного и экономичного способа утилизации ножей становится все более серьезной проблемой. По данным Global Fiberglass Solutions, только в США в настоящее время работает около 54000 турбин с 164000 лопастями.В течение следующих двух лет примерно 35 000 этих лопастей будут выведены из эксплуатации, и их нужно будет куда-то девать.
В прошлом году G.E. Renewable Energy, подразделение General Electric, объявило, что начнет переработку лезвий путем измельчения их в сырье для использования в производстве цемента. В Нидерландах один город превратил старые лезвия в игровую площадку. Корк, Ирландия, экспериментирует с использованием устаревших лопастей для строительства мостов.
Тем не менее, тысячи старых лезвий были разрезаны на части и захоронены на свалках, где армированный волокном пластик никогда не сломается.Муниципальная свалка за пределами Каспера, штат Вайоминг, еще одного центра ветроэнергетики в США, стала местом упокоения более 1120 лопастей, и город ожидает получить еще 250 в следующем году.
В настоящее время в США очень мало правил утилизации лопастей ветряных турбин. Проблема усугубляется тем фактом, что за последние 30 лет лопасти стали длиннее, поскольку ветроэнергетика развивалась, создавая более длинные лопасти и более короткие башни турбин для лучшего производства энергии.
В Свитуотере за последние годы появилось два «кладбища» списанных лопаток турбин. Здесь сотни лезвий размером с футбольное поле были разрезаны на трети и разложены на пастбищах. Распиленные края лезвий, уложенных друг на друга и раскинувшихся на поле площадью 10 акров, можно увидеть недалеко от шоссе 70, к югу от Суитуотера. Еще одно кладбище клинков простирается через промышленное поле напротив единственного в городе кладбища у межштатной автомагистрали 20.
Тысячи лезвий сложены на кладбище, раскинувшемся через промышленное поле.(Spectrum News / Эшли МакЭлрой)
Это зрелище, к которому жители Суитуотера привыкли, как сотни массивных ветряных турбин, которые работают днем и ночью на обширных ветряных электростанциях к югу от тихого центра города.
Global Fiberglass Solutions, компания из Вашингтона, владеет двумя кладбищами лезвий в Свитуотере. Компания, которая не ответила на запросы об интервью, заявила, что переработает лезвия в гранулы и панели из стекловолокна строительного качества.
Энергия ветра создает значительно меньше загрязнения, чем энергия, производимая ископаемыми видами топлива, такими как уголь и природный газ, еще одной важной отраслью экономики Техаса. Хотя производство энергии ветра принесло Техасу финансовые выгоды, и многие видят потенциал в дальнейшем развитии отрасли, это не помешало ему раздражать сторонников огромной нефтегазовой отрасли штата.
В феврале, когда в Техас обрушился самый сильный зимний шторм за десятилетие, и энергосистема штата вышла из строя, губернатор.Грег Эбботт поспешил ложно обвинить ветроэнергетику в том, что она является основной причиной массовых отключений электроэнергии по всему штату. По данным государственной энергосистемы, ветровая энергия составляет около 20% от общего объема производства электроэнергии, в то время как на уголь и природный газ приходится почти 70%, а на ядерную энергию — около 10%.
Поиск способа утилизации или повторного использования списанных ветряных лопастей будет важным для Техаса, если штат продолжит развивать свою значительную долю в отрасли.
«Я шучу со своим мужем, что у нас есть одно кладбище для родственников и два кладбища для лезвий», — сказала Эбигейл Маклафлин, работающая в местной гостинице. За стойкой регистрации отеля обои изображают местный пейзаж с ветряными турбинами на возвышенном плато.
Лопасть ветряной турбины в транспорте. (Spectrum News / Эшли МакЭлрой)
.