Energia wiatrowa jest niewyczerpalnym i wydajnym źródłem energii. Wraz z rozwojem energetyki wiatrowej rośnie zapotrzebowanie na łopaty turbin wiatrowych. Określa się, że na każdy 1 kW nowej energii potrzeba 10 kg materiału na łopaty, których okres użytkowania wynosi obecnie 20-25 lat. Po tym okresie łopaty są wycofywane z eksploatacji i szacuje się, że w ciągu kilku lat może znaleźć się na rynku ponad 400 tys. ton zużytych łopat[1]. Łopaty są wykonane głównie z termoutwardzalnych żywic wzmocnionych włóknami szklanymi (GF) lub/i węglowymi (CF). Obecne metody utylizacji tego typu materiałów to przede wszystkim składowanie na wolnym powietrzu na składowiskach lub spalanie. Metody te jednak uniemożliwiają racjonalne ponowne wykorzystanie zasobów i powodują zanieczyszczenie środowiska. Ideą naszego pomysłu było zagospodarowanie tych odpadów w formie kompozytów termoplastycznych, których recykling jest znany i możliwy do wykonania, dzięki czemu energia wiatrowa może stać się całkowicie „czystą energią”.
Projekt badawczy pt. „Płyty budowlane z udziałem surowców wtórnych” o akronimie REC-WIND, dofinansowany ze środków budżetu MNiSW w ramach dotacji celowej Prezesa Centrum Łukasiewicz (nr umowy 1/Ł-IMPIB/CŁ/2023) realizowany był w latach 2023-2025. W skład konsorcjum realizującego prace wchodziły następujące Instytuty:
Łukasiewicz – Instytut Materiałów Polimerowych, Toruń (Lider).
Łukasiewicz – Warszawski Instytut Technologiczny, Warszawa
Łukasiewicz – Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej „Blachownia”, Kędzierzyn-Koźle
Łukasiewicz – Instytut Lotnictwa, Warszawa
Celem projektu było określenie możliwości bezpośredniego wykorzystania rozdrobnionego odpadu łopat wiatraków jako napełniacza do typowych tworzyw termoplastycznych, zbadanie podstawowych właściwości otrzymanych kompozytów i wytworzenie z nich demonstracyjnych wyrobów konstrukcyjnych.
W ramach projektu opracowano metodologię przygotowania gotowych kompozytów bazujących na ABS i PVC o zawartości od 10 do 70% napełniacza odpadowego. Określono charakterystykę podstawowych właściwości kompozytów, a z wybranych wytworzono przykładowe demonstracyjne wyroby w skali zbliżonej do przemysłowej. Wytworzone demonstratory w postaci płyt i profili zostały zbadane w kierunku ich wytrzymałości na rozciąganie, zginanie oraz udarność. Sprawdzono ich właściwości akustyczne i wibroizolacyjne. Na podstawie uzyskanych wyników możemy stwierdzić, że wyroby te mogą być z powodzeniem wykorzystywane w:
- branży budowlanej przy lekkich, mniej wymagających konstrukcjach typu szklarnie, altany czy domki narzędziowe,
- branży reklamowej np. przy budowie stoisk targowych lub tablic reklamowych,
- branży drogowej jako szlabany, słupki geodezyjne,
- branży ogrodniczej jako elementy ozdobne lub meblowe.
Projekt REC-WIND potwierdził, że recykling mechaniczny łopat wiatrowych może stanowić jedną z alternatywnych metod ich utylizacji. Wytworzone w ramach projektu wyroby odznaczały się dobrymi parametrami wytrzymałościowymi, przez co możliwe jest ponowne ich wykorzystanie w wielu gałęziach przemysłu.
[1] Neelam Rathore and N. L. Panwar, Waste Management & Research 2023, Vol. 41(4) 744–759
