Er zijn 30, 000 windturbines in bedrijf in Duitsland, waarvan velen beginnen te verouderen. in 2019, 2000 rotorbladen moesten worden weggegooid; in 2024, dit cijfer schiet tot 15, 000. Maar waar deze tot 90 meter lang te plaatsen, Reuzen van 15 ton? Onderzoekers van het Fraunhofer Instituut voor houtonderzoek, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI heeft een oplossing:ze gebruikten een nieuwe recyclingtechniek om het balsahout in de rotorbladen terug te winnen en te verwerken tot, bijvoorbeeld, isolatiematten voor gebouwen.

Oude windenergiegeneratoren moeten worden weggegooid, of dat nu is vanwege materiaalmoeheid of simpelweg omdat ze worden vervangen door grotere en efficiëntere systemen. Een studie van het Fraunhofer Instituut voor Chemische Technologie ICT voorspelt dat de 15, 000 rotorbladen die in 2024 moeten worden afgedankt, worden vergezeld door nog eens 72, 000 in de daaropvolgende drie jaar. We hebben al milieuvriendelijke methoden voor het afvoeren van het staal en beton in de windenergiegeneratoren, maar het recyclen van de rotorbladen blijft problematisch.

Stevig verbonden en bijna onmogelijk te scheiden

Rotorbladen zijn niet van staal. "Dat zou te zwaar en inflexibel zijn. Ze zijn grotendeels gemaakt van glasvezelversterkte kunststof (GFRP) en balsahout verlijmd met epoxy- of polyesterhars, " zegt Peter Meinlschmidt, projectmanager bij het Fraunhofer Instituut voor Houtonderzoek, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI in Braunschweig. Deze band is extreem sterk. Het moet zijn:de rotorbladen halen topsnelheden van meer dan 250 kilometer per uur, door hen aan een enorme kracht te onderwerpen. Voor single-origin recycling, echter, dit is precies het probleem, omdat het erg moeilijk is om de afzonderlijke componenten van het composietmateriaal te scheiden.

Een rotorblad bevat ongeveer 15 kubieke meter balsahout, dat niet alleen een van de lichtste bossen ter wereld is, maar ook extreem drukvast. "Dat is het belangrijkste voordeel van balsa ten opzichte van de meeste plastic schuimen, ", legt Meinlschmidt uit. Voorheen er was geen mogelijkheid om het te recupereren bij het weggooien van de oude rotorbladen. "Hoewel het nauwelijks energie bevat, het wordt verbrand als composietmateriaal, meestal in cementfabrieken. De cementgrondstoffen moeten worden verwarmd tot ongeveer 1500 graden Celsius voordat ze samensmelten en cementklinker vormen, deze fabrieken hebben dus veel energie nodig. In aanvulling, de gesmolten glasvezels en de as kunnen later aan het cement worden toegevoegd en delen van het kwartszand vervangen die anders in het proces zouden moeten worden ingevoerd." Maar het aantal cementfabrieken in Duitsland is beperkt (er zijn er 53 in totaal) , en dat geldt ook voor hun behoefte aan rotorbladen als verbrandingsmateriaal.

Demontage rotorbladen met een waterstraallans

Maar er is nog steeds hoop om de dreigende stroom rotorbladen onder controle te krijgen:Meinlschmidt en zijn team - Fraunhofer ICT-collega's en industriepartners - hebben een nieuwe recyclingtechnologie ontwikkeld. Om de balsa terug te winnen en te recyclen van de rotorbladen, de losse messen worden ter plaatse gedemonteerd. "De conventionele benadering is om een ​​lintzaag te gebruiken om de rotorbladen in drieën of kwarten te snijden, maar dit is een relatief complex proces. Daarom kwamen we op het idee om het in plaats daarvan met een waterstraallans te proberen. En wat weet je:het was veel sneller en beter, ", zegt een enthousiaste Meinlschmidt. De lans kan op een speciaal voertuig worden gemonteerd en van daaruit worden bestuurd. "De enorme stuwkracht zou het extreem moeilijk maken om de lans met de hand te geleiden." terwijl hij nog ter plaatse is, de 10 tot 20 meter lange rotorbladsegmenten worden in een mobiele shredder gevoerd die ze in stukken breekt ter grootte van een handpalm.

Eindelijk, het onderzoeksteam gebruikt een slagmolen om deze stukken in hun afzonderlijke componenten te scheiden. Hiertoe, ze worden in rotatie gebracht en met hoge snelheid tegen metaal geslingerd. Zoals Meinlschmidt uitlegt, "Het composietmateriaal breekt dan uit elkaar omdat het hout viscoplastisch is, terwijl glasvezels en hars erg hard zijn."

Isoleren met rotorbladen

Bij Fraunhofer WKI, de balsastukjes worden verwerkt om te maken, bijvoorbeeld, ultralichte isolatiematten van houtvezel. "Momenteel is ongeveer 10 procent van de bouwisolatiematerialen gemaakt van hernieuwbare bronnen - hier is ruimte voor verbetering." Met een dichtheid van minder dan 20 kilogram per kubieke meter, deze matten zijn tot dusver uniek op de markt en bieden een even goede isolatie als gewone op polystyreen gebaseerde materialen.

De gerecyclede balsa kan ook worden gebruikt om een ​​roman te maken, elastisch houtschuim. Voor deze, het wordt vermalen tot een zeer fijn poeder en gecombineerd met een schuimmiddel. De stabiliteit van het schuim wordt gecreëerd door de eigen cohesiekrachten van het hout, die synthetische lijmen overbodig maken. Het schuim is geschikt als milieuvriendelijk isolatiemateriaal, maar ook als verpakkingsmateriaal dat gewoon in de papiercontainer kan.