Tuuleturbiinidest on saanud taastuvenergia sümbol, kuid mis saab siis, kui nende tohutud labad oma eluea lõpetavad? Tuuleturbiinide labade ringlussevõtu kohta levib palju eksiarvamusi, mida sageli põhjustab vähene arusaam nende materjalidest, disainist ja keskkonnamõjust. Selles artiklis lükkame ümber müüdid ja toome välja faktid, mis puudutavad tuuleturbiinide labade ringlussevõtu väljakutseid ja võimalusi — alates nende koostisest ja disainist kuni uuenduslike lahendusteni, mis muudavad jäätmed väärtuslikeks ressurssideks.
Levinumad eksiarvamused tuuleturbiinide labade ringlussevõtu kohta
Paljud ei mõista tuuleturbiinide labade ringlussevõtu keerukust, sest nad ei tea nende konstruktsiooniliste omaduste põhitõdesid. Vaatame neid eksiarvamusi, et selgitada tegelikke väljakutseid.
Miks on tuuleturbiinid valged?
Tuuleturbiinid on enamasti valged — põhjusega. Valge värv aitab neil sulanduda taevaga ja neelab vähem soojust. Samuti on need kergemini nähtavad lennukitele. Värv sisaldab titaandioksiidi, mis kaitseb labasid UV-kiirguse eest ja pikendab nende eluiga. See spetsiaalne kate raskendab aga ringlussevõttu, sest see tuleb enne materjalide taaskasutamist eemaldada.
Mitu laba on tüüpilisel tuuleturbiinil?
Enamikel horisontaalse teljega turbiinidel on kolm laba — see kombinatsioon annab parima efektiivsuse, stabiilsuse ja kulude tasakaalu. Kolme labaga disain koormab turbiini komponente vähem. On olemas ka kahe labaga mudelid, kuid need pole nii stabiilsed. Ka ühe labaga turbiine on testitud, kuid tasakaalu saavutamine osutus keeruliseks. Mida rohkem labasid, seda rohkem materjale tuleb ringlusse võtta, mis muudab protsessi keerukamaks.
Kui pikad on tuuleturbiini labad?
Kaasaegsete tuuleturbiinide labade pikkus jääb vahemikku 40 kuni 80 meetrit, uusimad mudelid ületavad ka 100 meetri piiri. Suurenev pikkus võimaldab rohkem tuuleenergiat püüda, kuid tekitab samas tõsiseid väljakutseid taaskasutuses. Transpordi ja töötlemise keerukus nõuab spetsiaalset tehnikat. Seevastu väiketuulegeneraatorite labad on sageli alla 10 meetri, mis teeb nende transportimise ja ringlussevõtu oluliselt lihtsamaks.
Kui palju kaalub tuuleturbiini laba?
Labade kaal sõltub nende suurusest ja materjalidest. 40-meetrine laba kaalub ligikaudu 7 tonni, 80-meetrine võib kaaluda 25 tonni ja pikimad labad ulatuvad kuni 50 tonnini. Selliste massiivsete komponentide transport ja töötlemine nõuab hoolikat planeerimist ja spetsialiseeritud seadmeid.
Mis saab vanadest tuuleturbiini labadest?
Tuuleturbiini labade taaskasutus on taastuvenergia sektoris üks keerulisemaid probleeme. Kuigi kuni 94% turbiini osadest — vundament, torn, reduktor ja generaator — saab ringlusse võtta, on labade komposiitmaterjalid, nagu klaaskiud ja süsinikkiud, väga raskesti taaskasutatavad.
Tsemendi kaasprotsessimine on hetkel kõige kuluefektiivsem lahendus. Protsessis purustatakse labad mehaaniliselt ja põletatakse tsemendiahjudes, asendades kivisöe ja toormaterjalid. See taaskasutab ligikaudu 90% labade materjalist, vähendab CO2 heitmeid 27% võrra ja vee tarbimist 13% võrra võrreldes tavapärase tsemenditootmisega.
Termilised alternatiivid nagu pürolüüs ja solvolüüs on samuti paljulubavad. Need lagundavad komposiite kuumuse või lahustite abil ja võimaldavad väärtuslike kiudude taastamist. Uuringute järgi on solvolüüs keskkonnale kõige soodsam, järgneb pürolüüs.
Millest on tuuleturbiini labad tehtud? Olulised faktid
Taaskasutuse keerukus tuleneb labade koostisest. Kaasaegsed labad koosnevad peamiselt komposiitmaterjalidest — tavaliselt kas klaaskiust (GFRP) või süsinikkiust (CFRP) tugevdatud plastidest. Need materjalid moodustavad 80–90% laba massist.
Komposiidid koosnevad 60–70% ulatuses tugevduskiududest ja 30–40% vaigust. Sisu moodustab balsa puit või vaht, välispind on kaetud geelkihi ja värviga. Labades leidub ka teraskinnitusdetaile, vask- või alumiiniumist piksekaitsesüsteeme ja liime.
Klaaskiud on kõige levinum, sest see on odav, korrosioonikindel ja lihtsalt vormitav. Suuremates labades kasutatakse sageli süsinikkiudu, kuna see võimaldab toota pikemaid ja kergemaid labasid, kuigi see maksab ligi kümme korda rohkem.
Enamasti kasutatakse termoreaktiivseid vaikusid, eriti epovaiku, mis moodustavad 80% tugevdatud polümeeridest. Need pakuvad suurepäraseid mehaanilisi omadusi, kuid on raskesti taaskasutatavad, kuna nende keemiline struktuur muutub pärast kõvenemist püsivaks.
Miks tuuleturbiini labad kuluvad?
Hoolimata tugevast konstruktsioonist satuvad labad keskkonna- ja mehaaniliste mõjutuste tõttu lagunemisprotsessi. Need vähese hooldusega komponendid võivad aja jooksul muutuda hooldusprobleemideks.
Peamised kulumise põhjused on:
– vihm, rahe, liiv ja merepritsmed, mis tekitavad erosiooni
– temperatuurikõikumised ja kõrge õhuniiskus
– jäätumine
– UV-kiirgusest tingitud lagunemine
Ka mehaaniline koormus, eriti tsükliline deformatsioon ja vibratsioon, põhjustab väsimuspurunemisi. Kõige haavatavamad kohad on laba tipu, juhtiva serva ja liitekohtade läheduses. Juhtiv serv saab tugevaima löögi ja võib olla kahjustatud juba kahe aastaga. Mikropragudest võib kujuneda struktuurseid kahjustusi.
Pikselöögid on samuti tõsine risk, eriti laba otstes. Harva esinevad, kuid võimalikud on ka linnumõjud, mis võivad põhjustada ootamatuid kahjustusi ja vajada varajast väljavahetamist.
Kuidas tuuleturbiine taaskasutada?
Tuuleturbiinide labad vajavad spetsiaalseid taaskasutusmeetodeid, kuna nende materjalide koostis on keeruline. Kuigi kuni 90% turbiini kogumassist saab ringlusse võtta, jäävad labad suurimaks väljakutseks.
Kolm peamist lähenemist on:
Mehaaniline ringlussevõtt — labad purustatakse ja materjalid eraldatakse uuesti kasutamiseks. Saadakse vaigurikas pulber ja kiurikkad osad, mida saab kasutada ehituses või uutes komposiitides.
Termiline ringlussevõtt — pürolüüs, kus materjalid lagundatakse hapnikuta kõrgel temperatuuril.
Keemiline ringlussevõtt ehk solvolüüs — lahustid eraldavad vaigud ja kiud, mida saab taaskasutada. Uuringud näitavad, et solvolüüs on kõige tõhusam tsirkulaarne lahendus (0,77), kuni 83% ressursitõhusam ning võimaldab 90–100% materjalide taastamist 50–60% kvaliteedisäilivusega.
Kas tuuleturbiinid võivad muutuda 100% säästlikuks?
Tuuletööstus on alustanud ambitsioonikat teekonda täieliku ringmajanduse suunas. Hetkel on võimalik taaskasutada 85–90% tuuleturbiini massist. Euroopa tuuletööstus soovib aga veelgi enamat: alates 2025. aastast püütakse lõpetada labade ladestamine prügilatesse ja lubatakse kõik vanad labad taaskasutada või uuesti kasutada.
Edenemist näeme ka avamerel. Ujuvad tuulepargid püüavad tugevamat ja püsivamat tuult ilma merepõhjale kinnitamata. WindFloat Atlantic talus edukalt 20-meetriseid laineid ja 139 km/h tuult torm Ciarani ajal.
Tööstus vajab nelja peamist tegevussuunda: prügilakeeldude kehtestamist, olemasolevate labade taaskasutatavaks muutmist, uute labade disainimist ringmajanduse põhimõtetel ja koostööd teiste komposiitmaterjale kasutavate sektoritega. Tehnoloogilised arengud, nagu pikemad labad ja kõrgemad tornid, võivad viia turbiinide võimsuse 2035. aastaks 30 megavatini — kaks korda rohkem kui täna.
Need koordineeritud pingutused näitavad selget suunda: muuta tuuleenergia konkurentsivõimeliseks ja keskkonnasäästlikuks.
Väiketuulikud — lihtsam tee ringmajandusse ja taaskasutusse
Väiketuulikute ringlussevõtt on oluliselt lihtsam. Komponentide kompaktsus võimaldab standardsetel taaskasutuskeskustel töödelda labasid, torne ja generaatoreid ilma eriseadmeteta. Paljud metallist osad sobivad kohe taaskasutusse. Seetõttu saavutavad väiketuulikud sageli kõrgema taaskasutusmäära ja on praktiline valik neile, kes otsivad tõeliselt keskkonnasõbralikke energialahendusi.
