Windkraftanlagen haben einen entscheidenden Platz in der Branche der erneuerbaren Energien, haben jedoch einen gravierenden Riss in ihrer Panzerung mit "nachhaltigen Qualifikationen" - ihre schwer zu recycelnden Klingen.
Wie lange halten Windkraftanlagen?
Wie lange a Windkraftanlage Die Dauer hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, wie z. B. der Verarbeitungsqualität, dem Standort und den Wartungsausgaben des Betreibers. Allerdings scheint die Ballpark-Zahl in der Größenordnung von zu liegen. 20 Jahre oder so
Dies kann erweitert werden auf 25 Jahre oder mehr, wenn günstige Umweltfaktoren eine Rolle spielen und gute Wartungsverfahren befolgt werden. Wenn jedoch eine Windkraftanlage das Ende ihrer Lebensdauer erreicht, steigen häufig die Kosten für Reparatur und Wartung, wodurch ihre Wartung finanziell weniger rentabel wird.
Der Grund für eine so relativ kurze Lebensdauer ist die Tatsache, dass Windkraftanlagen während ihrer gesamten Lebensdauer ziemlich extremen Belastungen ausgesetzt sind. Diese Beanspruchungen sind teilweise auf die Struktur der Turbine selbst und die durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten zurückzuführen, mit denen sie zu kämpfen habendurch.
Die Turbine, ihr Turm und die Schaufeln sind nur an einer Stelle am Boden befestigt und müssen jahrelang 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr der vollen Windkraft standhalten. Es ist nur unvermeidlich, dass etwas passiertirgendwann geben. In Zeiten starken Windes nehmen die Belastungen der Turbinenstruktur dramatisch zu, und diese können bis zu 100-mal größer als die Auslegungslasten bei einer bestimmten Nennwindgeschwindigkeit für die Struktur.
Aus diesem Grund sind die meisten Windkraftanlagen ausfallsicher ausgelegt, die sie automatisch ausschalten, wenn die Windgeschwindigkeit zu hoch wird.
Ermüdungsfehler können in vielen Teilen der Maschine auftreten, einschließlich des Aufbaus, der Schaufeln und vieler mechanischer Teile der Turbine, der Verkabelung und der Hydrauliksysteme. Die Schaufeln einer Windkraftanlage sind besonders anfällig für Beschädigungen, unabhängig davon, ob sie von stammen Vogelschlag oder andere Objektschläge, Schäden durch hohe Windgeschwindigkeit oder sogar Blitzeinschläge.
Offshore-Windkraftanlagen haben andere einzigartige Probleme zu lösen, die ihre Nutzungsdauer erheblich beeinträchtigen können. Dazu gehören hohe Luftfeuchtigkeit, Turbulenzintensitäten, zyklische Belastung des Fundaments, Mantelstrukturen und Erosion durch Wellen.
Kann die Lebensdauer von Windkraftanlagen verlängert werden?
In gewissem Sinne ja, aber nur bis zu einem gewissen Grad - nicht auf unbestimmte Zeit. Solange Turbinen sorgfältig überwacht und gut gewartet werden, können Sie ihre Lebensdauer um etwa verlängern. 25% oder mehr
Um dies zu erreichen, Windkraftanlagen erfordern in der Regel zwei- oder dreimal pro Jahr vorbeugende Wartungsprüfungen. Mit zunehmendem Alter der Windkraftanlage muss die Häufigkeit dieser Überprüfungen möglicherweise erhöht werden, was häufig zu höheren Wartungskosten führt, um die Turbine in Betrieb zu halten.
Diese Art von Regime erfordert regelmäßige Zustandsüberprüfungen der Anlagen von Windkraftanlagen und ein Benchmarking mit den erwarteten Belastungen und Ermüdungsschäden in Anbetracht ihres Alters.
Solche Bewertungen bilden normalerweise die Grundlage für die Beurteilung, ob weiterhin in Reparaturen und Wartung investiert oder nur die Turbine komplett verschrottet werden soll. Solche Bewertungen werden als "Bewertungen der Lebensdauerverlängerung" bezeichnet und umfassen in der Regel sowohl theoretische als auch praktische BewertungenAnalyse einer Turbine einschließlich Vor-Ort-Audits und Desktop-Studien.
In Turbinenzustandsberichten werden häufig die bevorstehenden Wartungsbedürfnisse des Vermögenswerts detailliert beschrieben, um eine genaue Einschätzung der voraussichtlichen künftigen Kosten für den Betrieb der Windkraftanlage zu erhalten. Auf diese Weise können Betreiber Kosten-Nutzen-Analysen durchführen, um ältere Turbinen in Betrieb zu halten.
Solche Berichte können auch zur Beantragung von Verlängerungen von Versicherungspolicen verwendet werden und werden häufig auch von Dienstleistern am Ende der Lebensdauer einer Turbine benötigt.
Was passiert mit alten Windkraftanlagen?
Trotz regelmäßiger Wartung und Reparatur gibt es einen Punkt im Leben einer Windkraftanlage, an dem es einfach nicht praktikabel ist, sie weiterhin online zu halten. Zu diesem Zeitpunkt werden gealterte Windkraftanlagen stillgelegt.
Aber Sie fragen sich vielleicht, was mit alten Windkraftanlagen passiert? Können sie recycelt oder ihre Teile zurückgewonnen werden?
Wie sich herausstellt, kann die überwiegende Mehrheit der Teile einer Windkraftanlage zurückgewonnen, recycelt und sogar weiterverkauft werden, aber die Schaufeln sind in der Regel ein Problem. Diese Schaufeln bestehen in der Regel aus faserverstärkter Kunststoff FRP . Diese biegsame Mischung aus Harz und Glasfaser ähnelt der, aus der einige Raumschiffteile bestehen, die nicht einfach wiederverwendet werden können.
nach einige Quellen es wird geschätzt, dass irgendwo in der Region von 720.000 Tonnen Turbinenschaufeln müssen in den nächsten 20 Jahren sicher entsorgt werden. Dies entspricht ungefähr 8.000 Klingen pro Jahr allein in den nächsten vier Jahren.
In Europa irgendwo in der Region 3.800 Die Klingen müssen in einem ähnlichen Zeitraum jedes Jahr ausgetauscht werden.
Diese Schaufeln haben nach dem Entfernen wenig Verwendung und sind normalerweise zu kostspielig, um sie für andere Turbinen wiederzuverwenden. Aus diesem Grund werden sie häufig einfach abgeladen, gut vergraben und in speziell entwickelten Ausführungen " Klingenmassengrab "Deponien.
Dies ist eindeutig kontraproduktiv für das Image, das die Windkraftanlagenindustrie zu projizieren versucht.
Ironischerweise waren diese Blätter sehr langlebig und sehr lang. Dies ist in Ordnung, wenn sie an einer riesigen Windkraftanlage angebracht sind, aber bei der Entsorgung kann dies zu Problemen führen.
Sie können nicht leicht zerkleinert oder wiederverwendet werden. Aufgrund ihrer Größe sind sie oft schwierig zu transportieren. Aus diesem Grund werden die meisten in entsorgungsfertige Stücke geschnitten.
Es ist jedoch nicht alles verloren. Es gibt einige private und öffentliche Unternehmen, die sich der Herausforderung gestellt haben, dieses zunehmende Problem zu lösen.
Können Sie Windturbinenblätter recyceln?
Ein interessantes Verfahren zum Recycling alter Windturbinenblätter wird von einer Firma namens entwickelt. Globale Glasfaserlösungen . Gegründet im Jahr 2009, sind sie auf den Abbau spezialisiert alte Windturbinenblätter und verwandeln sie in Produkte zu Pellets und Faserplatten für Wände und Fußböden.
Andere Lösungen umfassen einen Prozess namens Pyrolyse. Dabei werden die Klingen in Stücke geschnitten und in großen Öfen bei Temperaturen von etwa 1 ° C in ihre Bestandteile zerlegt. 450 bis 700 o C 842 bis 1292 ° F. Dadurch werden die Glasfaserfasern freigesetzt, sodass sie in Klebstoffen, Farben und Beton wiederverwendet werden können.
Bei diesem Prozess werden auch andere Produkte gewonnen, darunter Synthesegas synthetisches Gas, das in Verbrennungsmotoren als Kraftstoff verwendet werden kann. Es wird auch Holzkohle produziert, die als Dünger verwendet werden kann.
Eine andere Lösung, die über das Vergraben alter Klingen hinausgeht, wird derzeit von a entwickelt. Verbundforschungsprojekt unter Einbeziehung der European Chemical Industry Council, European Composites Industry Association und WindEurope. Sie hoffen, einen Weg zu entwickeln, um die Verbundwerkstoffe, aus denen Turbinenschaufeln hergestellt werden, durch gemeinsame Zementverarbeitung zu recyceln.
Bei ihrem Verfahren werden zuerst die Glasfasern von den Füllstoffen und der organischen Fraktion im Verbundmaterial getrennt. Anschließend werden Teile der Zementrohstoffe durch Glasfasern und Füllstoffe ersetzt und die organische Fraktion als Ersatz für Kohle als Brennstoff verwendet.
Andere Lösungen sind noch faszinierender. Einige spezialisierte Designer finden innovative Wege, um diese riesigen Klingen für völlig andere Zwecke neu zu definieren.
In Rotterdam zum Beispiel ein Kinderspielplatz genannt Wikado verwendet alte Turbinenschaufeln, um Tunnel, Rutschen, Rampen und einen Rutschenturm zu erstellen.
Einige Innenarchitekten haben sogar innovative Wege gefunden, um alte Turbinenschaufeln in einzigartige Möbel zu verwandeln. Ein bemerkenswertes Beispiel ist das polnische Unternehmen. AIRachitecture der Klingen in Scheiben schneidet und einige Holzbretter und Polster hinzufügt, um markante Stühle zu schaffen.
Andere Forschungsprojekte suchen ebenfalls nach innovativen Möglichkeiten, diese alten Klingen wiederzuverwenden. Eine internationales multidisziplinäres Forschungsteam einschließlich Die Queen's University in Belfast und das Georgia Institute of Technology werden nach Möglichkeiten suchen, diese Strukturen in Gebäuden, Infrastruktur, Landschaftsgestaltung und Kunst im öffentlichen Raum wiederzuverwenden.
Ein weiterer interessanter Vorschlag für die Wiederverwendung von Windturbinenblättern ist der Bau von Fußgängerbrücken. Ingenieure des Cork Institute of Technology CIT planen den Bau einer Klinge in der Grafschaft Cork aus von Everrun gespendeten Klingen in Belfast, Nordirland.
Einige der großen Akteure der Windkraftanlagenbranche stellen sich ebenfalls der Herausforderung. GE hat beispielsweise kürzlich in Zusammenarbeit mit Veolia ein Programm zum Recycling alter Klingen angekündigt.
Das Projekt wird alte Klingen nehmen, sie zerkleinern und sie als Ersatz für Rohstoffe bei der Herstellung von Zement verwenden - ähnlich wie die Bemühungen der European Chemical Industry Council et al. . Dies, so glauben sie, sollte einen "Kreislauf" schaffen große Wirtschaftlichkeit für Verbundwerkstoffe ", sagte Anne McEntee, CEO von GE Renewable Energy Digital Services, in einer Erklärung.
Dieser Prozess könnte Windkraftanlagen vollständig recycelbar machen und gleichzeitig CO reduzieren. 2 Emissionen aus der Zementherstellung um 27 Prozent , geben oder nehmen.
Trotz ihrer "grünen" Referenzen scheint die Windindustrie einige wörtliche und bildliche Geheimnisse zu haben - ihre alten weggeworfenen Blätter. Es werden jedoch Anstrengungen unternommen, Wege zu entwickeln, um die Wiederverwendung und das Recycling von Windturbinenblättern zu kommerzialisieren, die das wiederherstellen könntenRuf der Turbine für Nachhaltigkeit.
Da Windkraftanlagen immer größer und häufiger werden, muss das Problem des Umgangs mit älteren Schaufeln möglicherweise eher früher als später gelöst werden.