Intelligent genvinding og genbrug af balsatræ

Der er 30, 000 vindmøller i drift i Tyskland, hvoraf mange begynder at ældes. I 2019, 2000 rotorblade måtte kasseres; i 2024, dette tal vil skyde op til 15, 000. Men hvor skal man placere disse op til 90 meter lange, 15-metriske tons giganter? Forskere fra Fraunhofer Institute for Wood Research, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI har en løsning:de brugte en ny genbrugsteknik til at genvinde og forarbejde balsatræet indeholdt i rotorbladene til, for eksempel, isoleringsmåtter til bygninger.

Gamle vindkraftgeneratorer skal bortskaffes - hvad enten det er på grund af materialetræthed eller blot fordi de bliver erstattet af større og mere effektive systemer. En undersøgelse fra Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT forudsiger, at de 15, 000 rotorblade, der skal kasseres i 2024, får selskab af yderligere 72, 000 i de efterfølgende tre år. Vi har allerede miljøvenlige metoder til bortskaffelse af stål og beton i vindkraftværkerne, men genanvendelse af rotorbladene er fortsat problematisk.

Fast bundet og næsten umulig at adskille

Rotorblade er ikke lavet af stål. "Det ville være for tungt og ufleksibelt. De er hovedsageligt lavet af glasfiberforstærket plast (GFRP) og balsatræ bundet med epoxy- eller polyesterharpiks, siger Peter Meinlschmidt, projektleder ved Fraunhofer Institute for Wood Research, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI i Braunschweig. Dette bånd er ekstremt stærkt. Det skal være:Rotorbladene når tophastigheder på mere end 250 kilometer i timen, udsætter dem for en enorm kraft. For genanvendelse med én oprindelse, imidlertid, det er netop problemet, da det er meget vanskeligt at adskille de enkelte komponenter i kompositmaterialet.

Et rotorblad indeholder omkring 15 kubikmeter balsatræ, som ikke kun er en af ​​verdens letteste skove, men også ekstremt modstandsdygtig over for tryk. "Det er den vigtigste fordel ved balsa i forhold til de fleste plastskum, " forklarer Meinlschmidt. Tidligere har der var ingen mulighed for at genvinde den ved bortskaffelse af de gamle rotorblade. "Selvom det næsten ikke har noget energiindhold, det brændes som et kompositmateriale, normalt på cementfabrikker. Cementråvarerne skal varmes op til omkring 1500 grader Celsius, før de smelter sammen og danner cementklinker, så disse fabrikker kræver meget energi. Ud over, de smeltede glasfibre og asken kan senere tilsættes cementen og erstatte dele af kvartssandet, som ellers skulle tilføres processen." Men antallet af cementfabrikker i Tyskland er begrænset (der er 53 i alt) , og det samme er deres behov for rotorblade som forbrændingsmateriale.

Demontering af rotorblade med vandstrålelanse

Men der er stadig håb om at få den forestående strøm af rotorblade under kontrol:Meinlschmidt og hans team – Fraunhofer IKT-kolleger og industripartnere – har udviklet en ny genbrugsteknologi. For at genvinde og genbruge balsaen fra rotorbladene, de afmonterede klinger skilles ad på stedet. "Den konventionelle tilgang er at bruge en båndsav til at skære rotorbladene i tredjedele eller kvarte, men dette er en forholdsvis kompleks proces. Derfor fik vi ideen til at prøve det med en vandstråle i stedet for. Og hvad ved du:det var meget hurtigere og bedre, " siger en entusiastisk Meinlschmidt. Lansen kan monteres på et specielt køretøj og styres derfra. "Det enorme tryk ville gøre det ekstremt vanskeligt at styre lansen med hånden." mens du stadig er på stedet, de 10 til 20 meter lange rotorbladssegmenter føres ind i en mobil makuleringsmaskine, der knækker dem i stykker på størrelse med en håndflade.

Endelig, forskerholdet bruger en slagmølle til at adskille disse stykker i deres individuelle komponenter. Til denne ende, de sættes i rotation og slynges mod metal med høj hastighed. Som Meinlschmidt forklarer, "Kompositmaterialet går derefter i stykker, fordi træet er viskoplastisk, mens glasfibre og harpiks er meget hårde."

Isolering med rotorblade

Hos Fraunhofer WKI, balsastykkerne forarbejdes til at lave, for eksempel, ultra-lette træfiber isoleringsmåtter. "I øjeblikket er omkring 10 procent af bygningsisoleringsmaterialer lavet af vedvarende ressourcer - der er plads til forbedringer her." Med en massefylde på mindre end 20 kg pr. kubikmeter, disse måtter er indtil videre unikke på markedet og giver tilsvarende god isolering til almindelige polystyrenbaserede materialer.

Den genbrugte balsa kan også bruges til at producere en roman, elastisk træskum. For det, det males til et meget fint pulver og kombineres med et skummiddel. Skummets stabilitet skabes af træets egne sammenhængskræfter, som overflødiggør syntetiske klæbemidler. Skummet er velegnet til brug som et miljøvenligt isoleringsmateriale, men også som emballagemateriale, der blot kan smides i papirgenbrugsbeholderen.