Jedni robią im pogrzeby, inni dają drugie życie. Ze starych turbin wiatrowych powstały meble i mosty

Turbina wiatrowa nadaje się w około 80 proc. do recyklingu. Pozostałe 20 proc. w postaci ogromnych śmigieł to wyzwanie dla środowiska, gdyż obecnie wychodzące z użytku łopaty turbin nie mogą zostać poddane recyklingowi. Ostrza wytrzymują około 20 do 25 lat i są zwykle wykonane z włókna szklanego lub włókna węglowego. I to właśnie te niezwykle wytrzymałe tworzywa zastosowane w produkcji śmigieł są przyczyną problemów z ponownym wykorzystaniem. W przeciwieństwie do metali lub tworzyw sztucznych nie można ich po prostu stopić i przerobić na nowy, zdatny do użytku materiał. Do tego dochodzi kwestia rozmiaru owych śmigieł - 90-metrowe śmigło to wyzwanie zarówno przy transporcie, przechowywaniu jak i manualnej dekompozycji.

Biorąc pod uwagę wszystkie te czynniki, aktualnie inżynierowie dążą do popularyzacji - a w przyszłości, pełnego przejęcia rynku przez rozwiązania w pełni nadające się do recyklingu. Jednakże nadal pozostaje problem turbin, które weszły do użytku ponad 20 lat temu - gdy trwał boom na energię pozyskiwaną z wiatru. Ówcześnie produkowane turbiny nie miały dostępu do technologii dostępnej dzisiaj, a co za tym idzie - generują problem "Co zrobić z niemożliwymi do recyklingu częściami?".

Wbrew pozorom, obecnie istnieje wiele projektów ponownego wykorzystania śmigieł turbin wiatrowych, a kolejne są koncepcjami czysto teoretycznymi - wymagającymi dalszej analizy i prac badawczych. Być może najprostszy jest projekt producenta turbin wiatrowych Siemens Gamesa. Firma wzięła na warsztat zużytą łopatę turbiny wiatrowej i przekształciła ją w elegancką i nowocześnie wyglądającą wiatę na rowery.

Śmigło zostało obrobione w taki sposób, aby skutecznie chronić przed wiatrem i deszczem. Jednocześnie jest to konstrukcja bardzo prosta, oparta jedynie na wycięciu w łopacie odpowiednich otworów i wsparciu za pomocą metalowych wsporników. Jest to niebywale prosty sposób na ponowne wykorzystanie śmigieł, ale jak zauważa sama firma, jest to „rozwiązanie na małą skalę”. Mimo to, nawet na małą skalę, rowerowe wiaty to nadal zdecydowanie lepsza alternatywa niż zezłomowanie.

Znajdujący się w Rotterdamie, Wikado to odnowiony plac zabaw zaprojektowany przez Superuse Studios (ówcześnie znane jako 2012Architecten) dla Fundacji Kinderparadijs Meidoorn. Przestrzeń do zabawy o powierzchni 1200 metrów kwadratowych, nadgryziona zębem czasu była w złym stanie i wymagała renowacji, więc Superuse Studios otrzymało zadanie stworzenia nowego projektu i nowych elementów do zabawy. Projektanci zdecydowali się użyć 5 wyłączonych z eksploatacji łopat turbin wiatrowych do projektu placu zabaw. Ostrza zostały pocięte na części, odpowiednio odnowione i zabezpieczone, aby służyły jako tunele, wieże, mosty, wzgórza, rampy i zjeżdżalnie.

Na placu znajdują się również wieża strażnicza, wieża ciśnień, wieża ze zjeżdżalniami i wieża wspinaczkowa. Ostrza z recyklingu zostały zamocowane w ziemi i pomalowane na biało z jaskrawymi paskami. Plac zabaw Wikado został ukończony w 2009 i odnowiony w 2012 roku. Wikado jest otwarty we wtorek, czwartek, piątek i sobotę dla członków Fundacji Kinderparadijs Meidoorn.

Plac zabaw Wikado okazał się sukcesem uwielbianym przez dzieci. Na fali tego sukcesu, Superuse Studios stworzyło kolejny tego typu obiekt, tym razem w holenderskim Terneuzen.

Najpopularniejszym - biorąc pod uwagę liczbę istniejących koncepcji i wizualizacji - sposobem wykorzystania wyłączonych z użytku śmigieł turbin wiatrowych są mosty i kładki wykorzystywane w ruchu pieszych. W tych projektach łopata nie jest mostem, a służy jako element wsporny i/lub dekoracyjny. Dzięki temu kładki zyskują nowoczesny wygląd, jednocześnie nie stanowiąc zagrożenia katastrofą budowlaną.

Rząd Irlandii w samym roku 2020 przeznaczył 64 mln euro na projekty związane z przyjaznymi środowisku rozwiązaniami budowy i przebudowy tras transportowych - w tym projektów uwzględniających ponowne wykorzystanie śmigieł turbin wiatrowych. Most wykorzystujący wycofane z użytku łopaty został oddany do użytku w 2019 roku w szwedzkich Malmö. Natomiast Polska może pochwalić się własną kładką dla pieszych powstałą w listopadzie 2021 roku w Szprotawie

Przedmiotem zainteresowania architektów od dekad są przedmioty, których nie można poddać recyklingowi. Nie inaczej jest ze śmigłami turbin wiatrowych, które w Holandii służą za ławki. Natomiast niemiecka firma Wings for Living oferuje meble do użytku zewnętrznego zarówno dla instytucji i przedsiębiorstw, jak i dla klientów indywidualnych. Pomimo bycia stworzonymi z materiałów przeznaczonych do utylizacji, cena produktów od niemieckiego producenta zaczyna się od 2000 euro za sztukę.

Okazję do przetestowania tej małej architektury będą mieli klienci jednego z polskich deweloperów mieszkań, gdyż produkty Wings for Living znajdą się na wyposażeniu warszawskich osiedli budowanych przez Yareal Polska.

„Re-Wind” to projekt prowadzony przez interdyscyplinarny zespół badawczy składający się z ekspertów z City University of New York, Georgia Institute of Technology, University College Cork i Queen's University Belfast poszukuje alternatywy dla niezrównoważonych metod utylizacji, takich jak składowanie i spalanie. Głównym celem projektu jest znalezienie alternatywnych metod utylizacji i ponownego wykorzystania zużytych turbin wiatrowych.

W ramach projektu „Re-Wind” Ammar A. Alshannaq, Lawrence C. Bank, David W. Scott i Russell Gentry zaprezentowali koncepcję BladePole. Celem BladePole ponowne wykorzystanie łopat turbin wiatrowych jako słupów przesyłu energii elektrycznej. W artykule prezentującym koncept, podkreślono fakt, że choć podczas eksploatacji śmigła turbin wiatrowych naturalnie tracą na wytrzymałości i sztywności z powodu obciążeń zmęczeniowych, to utrata wytrzymałości i sztywności wynosi jedynie od 10 do 20 proc. Służąc jako słup, obciążenie dynamiczne jak i obciążenie statyczne wywarte na łopaty byłoby relatywnie niższe. Hipotetycznie, jest to efektywny sposób na danie łopacie turbiny drugiego życia

Aczkolwiek i to rozwiązanie nie jest idealne. Aby słupy przesyłu energii elektrycznej zrobione ze śmigieł były skuteczne na dużą skalę i aby nie przyprawiły inżynierów o ogromny ból głowy, śmigła wykorzystywane w ten sposób winny mieć ten sam rozmiar, kształt i konstrukcję. Biorąc pod uwagę dużą różnorodność turbin wiatrowych zainstalowanych na całym świecie, byłoby to trudne do osiągnięcia. Nie jest to przeszkoda nie do pokonania, lecz znaczące utrudnienie dla inżynierów. Jeśli jednak okaże się, że dana jednostka korzysta z dużej liczby tych samych turbin, może ponownie wykorzystać ich śmigła do budowy swojej własnej sieci słupów energetycznych w przyszłości.

W przypadku zastosowania śmigieł w bardziej poważnych konstrukcjach inżynierowie napotykają kilka problemów. W artykule zaprezentowanym przez szwedzkich uczonych podczas IOP Conference Series Materials Science and Engineering w 2020 r. zauważono, że producenci turbin wiatrowych trzymają najdrobniejsze szczegóły projektów swoich łopat jako ściśle strzeżone tajemnice przedsiębiorstwa. To znacząco utrudnia prace nad dużą ilością projektów, ponieważ trudno jest przeprowadzić dokładne obliczenia bez odpowiedniej wiedzy o użytych materiałach.

Istnieje również obawa o uszkodzenie i zmęczenie łopaty, które mogło wystąpić podczas użytkowania. Z czasem na powierzchni śmigieł mogły wytworzyć się pęknięcia lub inne wady - zwłaszcza w przypadku nadmorskich turbin wiatrowych. Śmigło śmigłu nierówne i nawet pomimo użytkowania na tym samym terenie, łopaty turbin wiatrowych ulegają zużyciu w nierównym tempie. W związku z tym w projektach musiałyby być zastosowane zwiększone współczynniki bezpieczeństwa lub łopaty musiałyby zostać dokładnie sprawdzone, aby upewnić się, że nadają się do ponownego wykorzystania w różnorakich konstrukcjach. Należy także wziąć pod uwagę perspektywę dalszej degradacji części kompozytowych już wystawionych na 20 lat działania promieniowania UV i warunków atmosferycznych. 

Rosnąca baza projektów i inicjatyw dania śmigłom drugiego życia napawa optymizmem, zwłaszcza jeżeli weźmiemy pod uwagę szacowaną liczbę niemożliwych do recyklingu łopat - w sumie kilkadziesiąt tysięcy ton. Jednocześnie kwestia przetwarzania zużytych turbin wiatrowych wydaje się być problemem jedynie na kilka najbliższych lat. Obecny postęp techniczny i technologiczny pozwala na tworzenie oraz powszechny użytek lepszych i bardziej przyjaznych środowisku turbin, w tym turbin w stu procentach nadających się do recyklingu.

Ten artykuł ukazał się po raz pierwszy na spidersweb.pl 25.01.2022 roku