Cánh tuabin gió là gì? Cánh tuabin gió có thể tái chế được không?

Năng lượng gió là năng lượng xanh. Nó thay thế điện có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch bằng năng lượng gió sạch, vô hạn. Tua bin gió thậm chí có thể được tái chế!

Mặc dù trụ đỡ và máy phát điện có thể được tái chế, nhưng rất khó để tìm thấy cuộc sống thứ hai cho các cánh quạt. Chúng được làm từ các vật liệu tạo cho nó có thân nhẹ và khí động học, rất lý tưởng để lướt trong gió, nhưng khó bị vứt bỏ.

Khi thế hệ tuabin gió đầu tiên bắt đầu lỗi thời, các chuyên gia năng lượng gió đang hợp tác với các nhà sản xuất để tìm ra cách làm cho các cánh tuabin trong tương lai bền vững hơn. Một số tổ chức thậm chí đang sử dụng các cánh tuabin cũ để làm băng ghế, sân chơi và cầu.

Lưỡi tuabin gió được làm bằng gì?

Phần lớn thân của tuabin gió được làm bằng thép. Máy phát điện và hộp số cũng được cấu tạo từ một số hợp kim kim loại. Ngược lại, các cánh quạt được làm bằng vật liệu tổng hợp bao gồm vải thủy tinh và sợi carbon ngâm với nhựa lỏng. Vật liệu này cung cấp cho các lưỡi quạt những tính chất đặc biệt mà nó cần để thực hiện công việc của mình.

Vật liệu composite bền, nhẹ và có tỷ trọng thấp. Nó có thể chịu được áp lực khi quay liên tục và tốc độ hơn 100 dặm một giờ. Nó cũng có thể uốn cong và cong vênh khi cần thiết nhưng vẫn có độ bền kéo và độ cứng duy trì trong mặt phẳng quay của nó. Vật liệu composite cũng cung cấp cho các cánh quạt một quán tính quay thấp, có nghĩa là các cánh quạt có thể phản ứng nhanh với sự thay đổi của tốc độ gió, không giống như các hợp kim kim loại có tỷ trọng cao hơn.

Sự pha trộn của các vật liệu thay đổi tùy thuộc vào kích thước của tuabin. Các tuabin lớn hơn cần các cánh quạt mạnh hơn để có thể chịu được tốc độ cao hơn và tránh bị uốn cong. Điều này là do các cánh tuabin quá lớn có thể bị bẻ cong ra khỏi mặt phẳng và va chạm với tháp.

Cánh quạt có tuổi thọ kéo dài bao lâu?

Cánh tuabin gió không tồn tại lâu bằng bản thân tuabin. Trong khi các tuabin gió có thể tồn tại từ 20 đến 30 năm, các cánh quạt có thể cần được thay thế sau 10 hoặc 15 năm. Điều này phụ thuộc vào môi trường địa phương, vì điều kiện khắc nghiệt hơn sẽ gây ra sự xuống cấp nhanh hơn.

Những thứ đơn giản như bụi bẩn, bụi và muối phun làm cho mép dẫn của cánh tuabin bị xói mòn, làm giảm đặc tính khí động học của nó. Bão cũng mang theo sét, mưa đá và gió mạnh, có thể gây ra các vết nứt vi mô trong cấu trúc phiến đácủa nó. Những vết nứt nhỏ này có thể gây ra hỏng hóc cấu trúc nếu không được chăm sóc.

Cánh quạt cũ có thể được tái chế không?

Các vật liệu tổng hợp cho phép các cánh quạt hoạt động hiệu quả và khí động học là một vấn đề; chúng không dễ tái chế. Về cơ bản, các cánh quạt được làm bằng sợi thủy tinh, và một khi bị hư hỏng, rất khó để chế tạo chúng thành vật liệu mới

Điều này trái ngược hẳn với phần còn lại của tuabin gió. Thép từ tower có thể được nấu chảy và tái sử dụng. Hộp số và các thành phần máy phát điện bên trong nacelle cũng có thể bị loại bỏ. Tổng cộng, khoảng 85% phần thân của tuabin gió có thể được tái chế

Điều gì xảy ra với cánh quạt cũ?

Ngành công nghiệp gió là mới, vì vậy vấn đề tái chế các cánh tuabin cũ vẫn chưa được xem xét đầy đủ. Hiện nay, nhiều trang trại điện gió giải quyết cách cạo các cánh quạt cũ đều đang làm một việc duy nhất có thể là để chúng chất thành đống.

Những “nghĩa trang tuabin” này đã mọc lên khắp vùng Trung Tây khi các kỹ sư và doanh nhân hợp tác tìm cách hiệu quả về chi phí và thân thiện với môi trường để thải bỏ các cánh quạt cũ. Tái chế là lựa chọn ưu tiên, vì các tuabin gió được cho là giúp chống lại biến đổi khí hậu chứ không phải góp phần gây ra biến đổi khí hậu.

Ở một số vùng của Great Plains, các bãi chôn lấp đã phải hạ lưỡi dao hoặc phát triển các giải pháp sáng tạo để làm cho chúng phù hợp. Chúng quá lớn, đơn giản là không có đủ không gian. Ngay cả những máy đầm cỡ công nghiệp cũng không thể phá vỡ chúng. Một bãi rác đã thử cắt các lưỡi dao thành phần ba và nhét các phần nhỏ hơn vào các phần lớn hơn.

Không chỉ những cánh quạt to lớn mà còn có rất nhiều nữa. Mỗi tuabin có ba tuabin, và với hàng ngàn tuabin đang hoạt động trên khắp thế giới, số lượng cánh quạt sẽ cần được xử lý là rất lớn. Theo một số ước tính, khoảng 8.000 tuabin mỗi năm sẽ được thay thế trong vòng 3 năm tới ở Mỹ. Đó là 24.000 lưỡi.

Ở châu Âu, nơi không gian hạn chế và năng lượng gió được thiết lập nhiều hơn, các công ty đã bán các bộ phận cũ của họ cho khách hàng ở châu Mỹ Latinh và châu Á.

Giải quyết vấn đề

Một số công ty khởi nghiệp đã mọc lên đang nỗ lực tìm kiếm giải pháp. Global Fiberglass Solutions, có trụ sở tại Texas, đang nghiền các cánh tuabin cũ thành các viên nhỏ và các tấm xây dựng có thể được sử dụng cho xây dựng và sản xuất. Công ty hy vọng sẽ có các sản phẩm được sử dụng làm vật liệu ván sàn, pallet và đường ống.

Một số người đang trở nên sáng tạo. Re-Wind là sự hợp tác giữa các sinh viên đại học ở Mỹ và Ireland, và họ đang tìm cách tái sử dụng các cánh tuabin gió cho các mục đích xây dựng dân dụng, như cầu, tháp và vật liệu được sử dụng cho các trường hợp khẩn cấp.

Các tổ chức ở Hà Lan cũng đã sử dụng lại các lưỡi dao cũ vào các dự án công trình công cộng. Wikado Playground ở Rotterdam sử dụng những lưỡi dao cũ cho trẻ em chơi, và một sân chơi khác ở thành phố Terneuzen cũng làm theo. Những lưỡi dao cũ cũng được sử dụng làm trạm dừng xe buýt, ghế dài, và thậm chí còn có kế hoạch xây dựng một cây cầu ở thành phố Ålborg của Đan Mạch.

Các công ty tuabin gió cũng đang giải quyết vấn đề theo cách tốt nhất có thể, ngay tại nhà máy sản xuất. Tại EU, Wind Europe, Cefic và EUCIA đang tham vấn với các kỹ sư để chế tạo vật liệu composite có thể dễ dàng tái chế hơn và tuổi thọ lâu hơn, tất cả trong khi vẫn có các đặc tính cần thiết cho các cánh tuabin hoạt động. Nhà lãnh đạo năng lượng gió Vestas cũng đã cam kết sản xuất tuabin không chất thải vào năm 2040.

GE gần đây đã hợp tác với Veolia, một công ty tái chế và phục hồi môi trường của Pháp, để tái chế các cánh quạt cho tuabin gió trên bờ. Hai công ty thậm chí đã ký hợp đồng, vì vậy đây không chỉ là một cuộc nói chuyện nhỏ. Veolia có một ý tưởng sáng tạo để tái chế các cánh quạt.

Họ có kế hoạch nghiền nhỏ chúng thành một vật liệu có thể được sử dụng để sản xuất xi măng. Theo Veolia, hơn 90% cánh quạt sẽ được tái chế, và quá trình tái chế của chúng giúp giảm 27% lượng khí thải CO2 so với các kỹ thuật sản xuất xi măng truyền thống.

Phần kết luận

Các cánh quạt là bánh mì và bơ của tuabin gió. Chúng thu nhận năng lượng của gió, làm quay máy phát điện và cung cấp năng lượng cho hàng triệu ngôi nhà trên khắp thế giới. Thật không may, chúng khó tái chế. Chúng được làm bằng vật liệu composite cứng bao gồm thủy tinh và nhựa, mang lại cho chúng sức mạnh để chịu được tốc độ quay liên tục trên 100 dặm/giờ. Khi các tuabin cũ ngừng hoạt động, các cánh tuabin đang chất đống trong các “nghĩa địa” tuabin gió.

Vấn đề đang buộc các công ty tái chế và phải phát triển các giải pháp sáng tạo, chẳng hạn như các dự án công trình công cộng, nơi các cánh quạt được lắp lại thành ghế dài hoặc sân chơi. Một số công ty khởi nghiệp thậm chí đang sử dụng những lưỡi dao cũ để làm hàng dệt và xi măng. Do năng lượng gió còn quá mới, nên chúng tôi vẫn đi đầu trong việc tìm cách giải quyết một cách tốt nhất.

Các câu hỏi thường gặp

Cánh tuabin gió có thể được tái chế không?

Các cánh tuabin gió không được tái chế dễ dàng như các bộ phận khác của tuabin. Trong khi có một thị trường vững chắc cho thép và hợp kim kim loại trong tower và máy phát điện, các công ty vẫn chưa tìm ra cách tái chế đúng cách các cánh quạt bằng sợi thủy tinh.

Điều gì xảy ra với những cánh quạt cũ?

Nhiều cánh tuabin gió cũ chất thành đống tại các trang trại điện gió hoặc bãi rác. Ở châu Âu, chúng được bán cho khách hàng châu Mỹ và châu Mỹ Latinh. Các công ty tái chế và các thành phố hiện đang tìm cách phá bỏ các lưỡi dao cũ để sử dụng làm hàng dệt cho xây dựng và sản xuất, hoặc thậm chí sử dụng chúng như trong các dự án công trình công cộng khác nhau.

Cánh tuabin gió kéo dài bao lâu?

Các cánh tuabin gió có tuổi thọ từ 10 đến 15 năm, tùy theo điều kiện địa phương. Chúng không tồn tại lâu như bản thân tuabin gió và thường cần được thay thế ít nhất một lần trong suốt tuổi thọ của tuabin. Vì chúng liên tục quay, chúng phải chịu áp lực lớn và xói mòn từ các hạt trong không khí.

Cánh tuabin gió được làm bằng gì?

Các cánh của tuabin gió được làm bằng vật liệu tổng hợp bao gồm nhiều lớp vải thủy tinh và sợi carbon kết hợp với nhựa dẻo. Điều này mang lại cho các cánh quạt độ bền kéo cần thiết để chịu được lực và áp lực quay liên tục.