Мельница поделка из природного материала своими руками: Старая мельница. Поделка в детский сад.

Содержание

Как сделать самому декоративную мельницу

Хотите подчеркнуть уникальность ландшафтного дизайна? Тогда нужно не только засадить клумбы, но и подумать об изготовлении уникальных поделок для дачи. Декоративная мельница для сада – возможность украсить приусадебный участок и удивить соседей. Вы можете сделать ее своими руками, если будете следовать инструкциям из этой статьи.

Идеи для сада: декоративная мельница

Декоративная мельница, установленная на участке, помимо элемента ландшафтного дизайна, может выполнять маскирующую функцию. Небольшие по высоте мельницы, до полуметра, могут легко скрыть от глаз неровности на участке или, к примеру, выступающие на поверхность части коммуникаций (вентили, отводы, люки).

Фото декоративной мельницы

Большого размера мельницы в состоянии замаскировать от чужих глаз даже дачный туалет. Внутри таких конструкций поместится беседка или комфортные сидячие места для себя и гостей. Обычную строительную бытовку, в которой вы храните садовый инвентарь, можно превратить в декоративную мельницу.

Если размеры вашего участка позволяют, то очень красивой частью декора станет водяная мельница. Чтобы она функционировала, необходим небольшого размера водоем или водопад. Установить такой элемент декора можно в зоне отдыха и теплыми летними вечерами наслаждаться плеском воды, которая стекает по лопастям мельницы.

Советы по установке на участке декоративной мельницы

Чтобы размещение мельницы на участке было правильным и радовало глаз необходимо ознакомиться с некоторыми советами. В большинстве случаев мельницы изготавливаются из дерева. А это настолько натуральный и природный материал, что без труда станет изюминкой любого стиля, организованного на участке.

Фото идея мельницы

При желании поместить декоративную мельницу можно в любой части вашего участка, будь то полянка или угол сада. Существует стиль – пейзажный, это когда элементы декора расположены на удалении друг от друга и ничем между собой не связаны. Актуальный на данный момент русский стиль в ландшафтном дизайне присущ ветряной мельнице. Располагаться она может близ беседки, оформленной в виде русской избы, декоративного колодца, лавочки, мостика. Рядом в траву можно положить деревянное колесо от телеги.

Оформляя участок в восточном стиле, законченным штрихом будет установка водяной мельницы. Ее можно установить рядом с лавочкой или беседкой в виде пагоды, а между ними выложить дорожку из разноцветного камня. Из-за того что мельница является основным элементом декора, то устанавливать ее в дальнем углу сада не имеет смысла, она должна своим присутствием украшать его.

Как сделать декоративную мельницу своими руками

Из-за того что ландшафтный дизайн пользуется большой популярностью стоимость элементов декора не маленькая. Мастера по дереву с охотно изготавливают декоративные мельницы любого размер и стиля. Иногда можно встретить настоящий шедевр, который с великим удовольствием украсит ваш сад. Для изготовления мельницы подойдет любой материал, но лучше всего для этого подойдут доски покрытые лаком.

Фото поделки для сада

Нет ничего сложного в том, чтобы своими руками сделать декоративную мельницу. Сначала необходимо разобраться с конструкцией мельницы. Состоит она из трех частей: трапециевидное основание, треугольная верхушка и четыре лопасти. Все части сначала лучше изготовить из фанеры, а потом обшить вагонкой.

Закрепить лопасти к конструкции мельницы необходимо таким образом, чтобы от ветра они свободно вращались. Потом законченную конструкцию декоративной мельницы нужно покрыть лаком или краской и разместить на участке, на подходящее для нее место. Главное проявить фантазию при благоустройстве участка и тогда он будет радовать вас декоративными постройками, которые вы умело и со вкусом на нем разместите.

Фото мельницы декоративной своими руками

Также почитайте: Как сделать поделки для дачи из пластиковых бутылок

Декоративная мельница для сада – это возможность украсить участок и привнести в него что-то новое. Делайте поделки своими руками, тогда ваша дача будет особенной и оригинальной. На нашем сайте вы найдете много интересных идей, что можно вырастить на даче своими руками, а также как оформить ландшафтный дизайн с минимальными затратами.

published on cemicvet.ru according to the materials svoimi-rukamy.com/

Деревянные поделки для дачи своими руками (74 фото) » НА ДАЧЕ ФОТО

Как построить мельницу в игре крест

Фигуры из поленьев для сада

Фигуры из спиленных деревьев

Спилы дерева для декора сада

Декоративные мельницы из дерева для сада

Фото мельницы в гостях у сказки

Деревянные изделия для дачи

Колодец из березы для сада

Беседка из березовых поленьев

Скамейка из бревна

Деревянный декор для сада

Садовый декор

Деревянный декор для дачи

Изделия для сада

Фигуры из спилов дерева

Декоративные постройки на дачном участке

Деревянные украшения для сада

Шезлонг из дерева

Декоративный колодец из дерева

Декоративный мостик для сада из вагонки

Декоративная мельница на дачном участке

Деревянный декор для дачи

Декоративные изделия из дерева для сада

Декоративные изделия для сада

Качели из дерева

Фигуры из дерева для сада

Садовый декор из дерева

Флакон передвижные клумбы

Своими руками поделки из дерева на приусадебном участке

Рутарий туя

Поделки из спилов дерева

Телега декоративная для сада

Деревянный декор для сада

Деревянные клумбы

Деревянные фигурки для сада

Сорокина Ольга декоративная мельница

Декоративная мельница для дачи

Клумбы из фанеры

Декоративные изделия из дерева для сада

Поделки из дерева своими руками для дачи

Деревянные украшения для сада

Фигуры из спиленных деревьев

Машинка из природного материала

Уличная мебель из бревен

Самоделки для дачи

Колодезный домик мельница

Почтовые ящики для дачи из дерева

Оригинальные беседки из дерева

Декоративные колодцы и мельницы

Поделки из бревен

Деревянные изделия для декора сада

Деревянные изделия для украшения сада

Прикольные садовые скамейки

Что можно посадить в колодец в детском саду для красоты

Изделия из бревна

Мельница из бумаги своими руками

Необычные скамейки в виде фрукт

Декоративная мельница для сада

Самоделки для дачи

Деревянные горшки для цветов

Декоративная мельница для сада

Мельница для украшения сада

Декоративный мостик из бревен

Деревянные фигурки для сада

Декоративные изделия из дерева

Качели из коряг и веток

Колодезный домик мельница

Необычная Дачная мебель

Поделки из бревен

Декоративные изделия из бревен для сада

Садовая мебель из пеньков

Декоративные изделия из бревен

Декоративный колодец из пластиковой бутылки

Резьба по дереву скамейки

Как снова сделать энергию ветра устойчивой

Иллюстрация: Ева Микель для журнала Low-tech Magazine

Если мы построим их из дерева, большие ветряные турбины могут стать хрестоматийным примером экономики замкнутого цикла.

Насколько устойчива лопасть ветряной мельницы?

Ветряные турбины считаются чистым и устойчивым источником энергии. Однако, хотя они действительно могут производить электроэнергию с более низким уровнем выбросов CO2, чем электростанции, работающие на ископаемом топливе, они также производят много отходов. Это легко упустить из виду, потому что примерно 90% массы большого ветряка составляет сталь, в основном сосредоточенная в башне. Сталь обычно перерабатывается, и это объясняет, почему ветряные турбины имеют очень короткое время окупаемости энергии — переработанная сталь может использоваться для производства новых деталей ветряных турбин, что значительно снижает потребление энергии в процессе производства.

Однако лопасти ветряных турбин изготавливаются из легких пластиковых композитных материалов, объемных и не поддающихся переработке. Хотя масса лопастей ограничена по сравнению с общей массой ветряной турбины, ею нельзя пренебречь. Например, одна лопасть из стекловолокна длиной 60 м весит 17 тонн, а это означает, что ветряная турбина мощностью 5 МВт производит более 50 тонн пластиковых композитных отходов только из-за лопастей.

Пластмассовое лезвие, армированное стекловолокном. Источник: Гурит.

Лопасть ветряной мельницы обычно состоит из комбинации эпоксидной смолы – нефтепродукта – с усилением из стекловолокна. Лопасти также содержат многослойные материалы сердцевины, такие как вспененный поливинилхлорид, вспененный полиэтилентерефталат, пробковое дерево (переплетенное в волокна и эпоксидную смолу) и полиуретановые покрытия. [1-4]

Только в лопастях ветряной турбины мощностью 5 МВт содержится более 50 тонн неперерабатываемого пластика.

В отличие от стали в башне, пластмасса в лезвиях не может быть переработана для изготовления новых пластиковых лезвий. Материал можно только «утилизировать», например, путем его измельчения, что повреждает волокна и делает их бесполезными для чего-либо, кроме армирующего наполнителя в производстве цемента или асфальта. Изучаются и другие методы, но все они сталкиваются с одной и той же проблемой: никому не нужен «переработанный» материал. Некоторые архитекторы повторно использовали лопасти ветряных мельниц, например, для строительства скамеек или игровых площадок. Но мы не можем построить все из лопастей ветряных турбин.

Из-за ограниченных возможностей переработки и повторного использования лопасти ветряных мельниц обычно вывозятся на свалку (в США) или сжигаются (в ЕС). Последний подход не менее неустойчив, потому что сжигание лезвий лишь частично уменьшает количество материала, подлежащего захоронению (60% лома остается в виде золы), а остальное превращает в загрязнение воздуха. Кроме того, учитывая, что стекловолокно является негорючим, теплотворная способность лопастей настолько ограничена, что мощность практически не может быть выработана. [1-4]

Работа с отходами – 25 лет спустя

Большинство из примерно 250 000 ветряных турбин, находящихся сейчас в эксплуатации по всему миру, были установлены менее 25 лет назад, что соответствует ожидаемому сроку их службы. Однако быстрый рост ветроэнергетики за последние два десятилетия вскоре отразится на отсроченных, но постоянно увеличивающихся и бесконечных поставках отходов. Например, в Европе доля установленных ВЭУ старше 15 лет увеличивается с 12% в 2016 году до 28% в 2020 году. В Германии, Испании и Дании их доля увеличивается до 41-57%. Только в 2020 году каждой из этих стран придется утилизировать от 6 000 до 12 000 лопастей ветряных турбин. [5]

Старомодные ветряные мельницы имели паруса, полностью сделанные из перерабатываемых материалов. Изображение: Rasbak (CC BY-SA 3.0)

Списанные лопасти станут не только многочисленнее, но и больше, что отражает постоянную тенденцию к увеличению диаметра ротора. Ветряные турбины, построенные 25 лет назад, имели длину лопастей около 15-20 м, тогда как сегодняшние лопасти достигают длины 75-80 м и более. [3] Оценки, основанные на текущих показателях роста ветроэнергетики, показали, что композитные материалы из лопастей во всем мире будут составлять 330 000 тонн отходов в год к 2028 году и до 418 000 тонн в год к 2040 году [1] 9.

0003

Быстрый рост ветроэнергетики за последние два десятилетия вскоре отразится в отсроченном, но постоянно растущем и бесконечном поступлении отходов.

Это консервативные оценки, поскольку сообщалось о многочисленных отказах лезвий, а также потому, что постоянная разработка более эффективных лезвий с более высокой мощностью генерации приводит к замене лезвий задолго до их предполагаемого срока службы. [1] [6] Кроме того, такое количество отходов возникает из-за ветряных турбин, установленных в период с 2005 по 2015 год, когда энергия ветра обеспечивала не более 4% мирового спроса на электроэнергию. Если бы ветер обеспечивал более желательные 40% (текущего) спроса на электроэнергию, ежегодно было бы от трех до четырех миллионов тонн отходов.

Лопасти ветряных мельниц сквозь историю

Однако если взглянуть на историю ветроэнергетики, становится ясно, что пластик не является основным материалом. Использование ветра для производства механической энергии восходит к античности, а первые ветряные мельницы, вырабатывающие электроэнергию, теперь называемые ветряными турбинами, были построены в 1880-х годах.

Однако лезвия из стекловолокна стали популярными только в 1980-х годах. Около двух тысяч лет ветряные мельницы любого типа полностью подлежали вторичной переработке.

Старомодные ветряные мельницы имели башни, построенные из дерева, камня или кирпича. Их «лопасти» или «паруса» обычно изготавливались из деревянного каркаса, обтянутого парусиной или деревянными досками. В более поздние века детали все чаще делались из железа, также пригодного для вторичной переработки.

Первые ветряные турбины в Европе, построенные Полем Ла Куром в Дании, имели традиционные решетчатые деревянные паруса. Изображение: Музей Поля Ла Кура.

Когда в восемнадцатом и девятнадцатом веках были изобретены новые типы парусов (такие как пружинные, патентные и рефрижераторные паруса), а также в двадцатом веке (паруса Dekkerized и Bilau), дизайн изменился, но материалы остались то же самое (в конечном итоге включая алюминий). [7] Кроме того, в отличие от современных ветряных турбин, которые необходимо регулярно и полностью заменять, устаревшие ветряные мельницы могут прослужить многие десятилетия или даже столетия при регулярном ремонте и обслуживании.

Взгляд на историю ветроэнергетики показывает, что пластик не является основным материалом.

Первая ветряная турбина в США, построенная Чарльзом Ф. Брашем, имела кольцевой парус диаметром 17 м со 144 тонкими лопастями из кедрового дерева. Первый ветряк в Европе, построенный Полем Ла Куром в Дании, имел четыре традиционных реечных деревянных паруса с диаметром ротора 22,8 м. Дизайн La Cour был скопирован местными предприятиями в Дании, в результате чего тысячи ветряных турбин работали на датских фермах между 19 и 19 годами.00 и 1920. В первой половине двадцатого века были построены десятки экспериментальных ветряных турбин, в том числе некоторые со стальными лопастями, такие как ветряная турбина Смита-Патнэма 1939 года в США. [8]

Трехлопастная ветряная турбина Gedser опиралась на надстройку воздушной рамы для придания жесткости лопастям.

В 1957 году Йоханнес Юул – ученик Поля Ла Кура – построил трехлопастную ветряную турбину Gedser. Он имел диаметр несущего винта 24 м и опирался на надстройку планера из стальной проволоки для усиления несущего винта и лопастей. Лопасти были построены из стальных лонжеронов с алюминиевыми оболочками, поддерживаемыми деревянными нервюрами.

Турбина Гедсера оставалась самой успешной ветровой турбиной до середины 1980-х годов. Он проработал 11 лет без обслуживания, вырабатывая до 360 000 кВтч в год, но не ремонтировался из-за выхода из строя подшипника. Когда турбина была отремонтирована и испытана в конце 1970-х годов, она работала лучше, чем первые ветряные турбины с лопастями из стекловолокна. [8-9]

Размер имеет значение

Первая ветряная турбина с лопастями из стекловолокна была установлена в 1978 году в Дании, где она приводила в движение школу. С ротором диаметром 54 м, Турбина Твинд была в то время самой большой ветряной турбиной из когда-либо построенных. После 1980 года лезвия из стекловолокна стали стандартом в Дании, а «датский дизайн» позже был скопирован во всем мире. Пластмассовая лопасть, похоже, является отличительной чертой современной ветряной турбины. Это ставит нас перед дилеммой.

Переход на лопасти из стекловолокна в основном был вызван желанием построить более крупные ветряные турбины. Большие ветряные турбины снижают стоимость киловатт-часа вырабатываемой электроэнергии по двум причинам: ветер увеличивается с высотой, а удвоение радиуса ротора увеличивает выходную мощность в четыре раза. Желание строить более крупные ветряные турбины с тех пор является движущей силой ветроэнергетики. Диаметр ротора увеличился примерно с 50 м в 1990-х до 120 м в 2000-х. На сегодняшний день крупнейшие морские ветряные турбины имеют диаметр ротора более 160 м, а в Нидерландах строится турбина мощностью 12 МВт с диаметром ротора 220 м. [3][6][10]

Улучшенная лопасть ветряной мельницы 1940-х годов, построенная и спроектированная П.Л. Фауэль. Изображение: Rasbak (CC BY-SA 3.0)

Однако с увеличением размера увеличивается и масса лопасти несущего винта, что требует более легких материалов. В то же время более крупные лопасти больше отклоняются, поэтому жесткость их конструкции приобретает все большее значение для поддержания оптимальных аэродинамических характеристик и предотвращения ударов лопасти о башню. Короче говоря, более крупные ветряные турбины с более длинными лопастями предъявляют все более высокие требования к используемым материалам, и они превышают возможности перерабатываемых материалов. [11-12] Ветряные турбины стали более эффективными, но менее экологичными.

Более крупные ветряные турбины с более длинными лопастями предъявляют все более высокие требования к используемым материалам.

В настоящее время эта тенденция подтверждается все более широким использованием пластика, армированного углеродным волокном, который еще прочнее, жестче и легче, чем пластик, армированный стекловолокном. [11] Использование углеродных волокон, что еще больше усложняет возможную переработку, стало стандартом в самых больших лопастях ветряных турбин, в основном в местах с высокой нагрузкой, таких как основание лопасти или крышки лонжеронов. Следовательно, мы снова вступили в новую эру, когда лопасти теперь настолько велики, что их больше нельзя делать только из композитов, армированных стекловолокном.

Новое изобретение лопасти ветряной мельницы

Отрасль, которая называет себя устойчивой и возобновляемой, не может ежегодно отправлять миллионы тонн пластиковых отходов на свалки. Следовательно, можем ли мы вернуться к производству лопастей ветряных турбин только из перерабатываемых материалов? И насколько большими мы могли бы их построить? В какой степени можно примирить эффективность и устойчивость?

Усовершенствованная лопасть ветряной мельницы 1930-х годов, разработанная Куртом Билау. Башня сделана из камня, паруса из дерева и алюминия. Изображение: Фрэнк Винсенц (CC BY-SA 3.0).

В большинстве исследований конструкции лопастей ветряных турбин в качестве основного материала используется пластик. Термопласты можно расплавлять и использовать повторно, что позволяет перерабатывать лопасти в новые лопасти ветряных турбин даже на месте. Однако из-за более низкой прочности и жесткости материала эти лопасти пока не производятся более 9 м. [1][13]

Другой областью развития является замена стекловолокна на древесное или льняное волокно. Эти лезвия могут быть больше, но они имеют лишь небольшие преимущества в плане устойчивости по сравнению с лезвиями из стекловолокна и эпоксидной смолы. [14-15] Эпоксидная смола на нефтяной основе более вредна, чем стекловолокно, а композитные материалы на основе натурального волокна поглощают ее больше. [16-17][12]

Небольшой ветряк с массивными деревянными лопастями и башней. Изображение: InnoVentum.

Некоторые инженеры и ученые идут разными путями и возвращаются к более традиционному деревянному строительству. Для небольших ветрогенераторов лопасти можно вырезать из цельного дерева. Для более крупных ветряных турбин лопасти могут состоять из полой аэродинамической оболочки и внутреннего каркаса из нервюр и стрингеров, поддерживаемых балкой, называемой лонжероном, — все это построено из досок, балок и панелей из ламинированного шпона.

Пиломатериалы из клееного шпона

Пиломатериалы из клееного шпона, в которых древесина отделяется от дерева, а затем снова склеивается тонкими слоями, представляет собой древесный продукт, появившийся в 1980-х годах и обладающий важным преимуществом по сравнению с компоненты из массива дерева. Консистенция древесины может варьироваться в пределах одного дерева. Таким образом, длина деревянных лонжеронов, использовавшихся в доиндустриальных ветряных мельницах, была ограничена наличием больших стволов деревьев неизменного качества.

Самая большая традиционная ветряная мельница из когда-либо построенных — мельница Мерфи 1900 года в Сан-Франциско — имела диаметр ротора 35 м. Напротив, в процессе облицовки дефекты, такие как сучки, расширяются, что дает лучшие и более предсказуемые свойства жесткости. Это позволяет создавать более крупные деревянные лопасти. [12]

Патентованные паруса с передней кромкой Dekker, 1940-е гг. Изображение: Ребелье.

Древесные ламинаты обеспечивают существенное снижение стоимости и веса по сравнению со стекловолокном. Хотя прочность и жесткость ниже, большая часть нагрузки, которую лезвие должно выдерживать, является следствием его собственного веса, поэтому деревянное лезвие не обязательно должно быть таким прочным, как лезвие из стекловолокна. [12] Тем не менее, низкая жесткость древесины затрудняет ограничение упругих прогибов для очень больших лопастей ротора.

Лопасть, изготовленная в основном из клееного бруса, но усиленная лонжеронами из углеродного композита, может быть построена длиной более 60 м.

В ходе исследования ветряной турбины мощностью 5 МВт с лопастями длиной 61,5 м, проведенного в 2017 году в Университете Массачусетса в Амхерсте в США, было подсчитано, что для того, чтобы быть достаточно жесткой и выдерживать воздействующие на нее силы, лопасть изготовлена из клееного дерева. панели из шпона будут в 2,8 раза тяжелее пластикового полотна (48 тонн против 17 тонн) и иметь толщину ламината более 50 см. [12] Хотя это говорит о том, что технически возможно построить деревянный отвал длиной более 60 м, это не очень практично. С более тяжелыми лопастями ветряная турбина должна быть намного прочнее, что увеличивает затраты и использование ресурсов.

Меньшие ветряные турбины?

Есть два способа решить эту проблему. Первый заключается в разработке лопасти, в основном изготовленной из клееного бруса, но усиленной лонжеронами из углеродного композита и покрытого внешним слоем из стекловолоконного композита. В вышеупомянутом исследовании было обнаружено, что такая деревянно-углеродная гибридная лопасть достаточно жесткая, чтобы достигать длины 61,5 м для турбины мощностью 5 МВт, и может быть построена на 3 тонны легче, чем лопасть из стекловолокна. [12] Другое исследование для древесно-углеродного лезвия той же длины пришло к аналогичному выводу, хотя в этом случае древесно-углеродное лезвие немного тяжелее пластикового лезвия. [14]

Древесно-углеродные лезвия содержат меньше пластикового композитного материала, и пластик не переплетается с деревом по всему лезвию, а четко отделен от него, что делает повторное использование лезвия, переработку или сжигание более привлекательными. Однако, согласно упомянутым выше исследованиям, древесно-углеродная лопасть по-прежнему содержит от 2,5 тонн [14] до 6,2 тонны [12] пластиковых композитов, а это означает, что трехлопастная ветряная турбина мощностью 5 МВт будет производить от 7,5 до 18,4 тонн неперерабатываемых отходов. – по сравнению с 50 тоннами для обычного отвала.

Лопасть из многослойного дерева с карбоновыми наконечниками лонжеронов. Источник: [14]

Экологический ущерб углеродно-эпоксидных лонжеронов можно рассматривать как приемлемый по сравнению с большим ущербом, наносимым обычными лопастями ветряных турбин. Тем не менее, проблема отходов не будет решена, и дальнейший рост ветровой энергии по-прежнему будет приводить к увеличению потоков отходов.

В качестве альтернативы мы могли бы определить устойчивость в более амбициозных терминах и снова изготовить лопасти ветряных турбин полностью из дерева, даже если это означает, что нам придется делать их меньшего размера. Есть еще один аргумент, ставящий под сомнение наше внимание к эффективности: снижение экологичности проявляется не только в лезвиях. Другие части ветряных турбин также все чаще изготавливаются из пластиковых композитов, в первую очередь носовой обтекатель и крышка гондолы (корпус, защищающий трансмиссию и вспомогательное оборудование от непогоды). [1-4]

Другими тенденциями являются более широкое использование электроники, которая не подходит для вторичной переработки, и генераторов с постоянными магнитами на основе редкоземельных материалов, которые экономят затраты по сравнению с механической коробкой передач, но только за счет более разрушительной добычи. Более крупные ветряные турбины также убивают больше птиц и летучих мышей. [19]

Пожертвовав некоторой эффективностью, мы могли бы значительно повысить устойчивость.

Пожертвовав некоторой эффективностью, мы могли бы значительно повысить устойчивость. Сторонники ветроэнергетики могут не согласиться, потому что это сделало бы энергию ветра менее конкурентоспособной по сравнению с ископаемым топливом. Однако более дорогой энергии ветра всегда можно противопоставить более высокие цены на ископаемое топливо. Что действительно проблематично, так это выбор дешевого ископаемого топлива в качестве эталона для определения жизнеспособности ветровой энергии. Стремясь конкурировать с ископаемым топливом — и, таким образом, стремясь обеспечить энергией образ жизни, основанный на ископаемом топливе, — ветряные турбины наносят все больший ущерб окружающей среде. Если бы мы сократили спрос на энергию, меньшие по размеру и менее эффективные ветряные турбины не были бы проблемой.

Первая ветряная турбина в США, построенная Чарльзом Ф. Брашем, имела кольцевой парус диаметром 17 м со 144 тонкими лопастями из кедрового дерева.

Насколько большие лопасти ветряных турбин мы могли бы построить только из клееного бруса? Никто не знает. Я спросил Рэйчел Кох, ученого, которая рассчитала требования к 61,5-метровой лопасти, состоящей только из дерева, но она не смогла мне помочь: «Я запустила модель только для лопастей турбины мощностью 5 МВт. Гипотетически можно было бы провести еще одно исследование, чтобы ответить на ваш вопрос, но это непростая задача». Она также отмечает, что с помощью производственных инноваций можно еще больше повысить жесткость древесно-слоистых пластиков.

Лес ветряных турбин

Независимо от того, выбираем ли мы большие лопасти из древесно-углеродного волокна или лопасти меньшего размера только из дерева, в обоих случаях мы можем построить башню и покрытие гондолы из ламинированных деревянных изделий. В 2012 году немецкая компания TimberTower построила башню из клееного бруса высотой 100 м для ветряка мощностью 1,5 МВт. Деревянная башня, кажется, не имеет значения, потому что она заменяет часть ветряной турбины, которая уже полностью перерабатывается. Однако ветряная турбина, конструкция которой почти полностью построена из дерева, дает дополнительные преимущества.

Иллюстрация: Ева Микель для Low-tech Magazine

Древесина может сделать производство ветряных турбин полностью независимым от добытых материалов и ископаемого топлива, за исключением зубчатой передачи и электрических компонентов (но дальнейшие выгоды могут быть достигнуты всякий раз, когда возможно, используя энергию ветра для прямого механического или прямого производства тепла). [18] Кроме того, деревянные ветряные турбины могут стать поглотителями углерода, поглощая CO2 из атмосферы в своих деревянных компонентах.

Наконец, пространство между ветряными турбинами на ветряной электростанции, которое не подходит в качестве жилого района, следует использовать для выращивания леса, который обеспечит древесину для ветряных турбин следующего поколения. Пиломатериалы можно распиливать, обрабатывать и собирать на месте, что исключает потребление энергии, связанное с транспортировкой деталей ветряных турбин. Энергия, необходимая для производства ламината и строительства турбин, может поступать от ветряных мельниц, а также от лесной биомассы. Деревянный ветряк может стать хрестоматийным примером экономики замкнутого цикла.

Как насчет солнечных батарей?

В готовящейся статье исследуется устойчивость солнечных батарей. Являются ли токсичные и неперерабатываемые отходы неотъемлемой частью солнечной фотоэлектрической энергии? Можем ли мы построить солнечные батареи, используя экологически чистые материалы? И что это будет означать для доступности и эффективности солнечной энергии?

Kris De Decker

Эта статья была переведена на французский, голландский и польский языки.
Поддержите журнал Low-tech через PayPal, Patreon или Liberapay.
Купить печатный сайт.
Подпишитесь на нашу рассылку.

Ссылки:

[1] Рамирес-Техеда, Катерин, Дэвид А. Теркотт и Сара Пайк. «Неустойчивая практика утилизации лопастей ветряных турбин в Соединенных Штатах: аргумент в пользу политического вмешательства и технологических инноваций». НОВЫЕ РЕШЕНИЯ: Журнал политики в области охраны окружающей среды и гигиены труда 26.4 (2017): 581-598.

[2] Уилберн, Дэвид Р. Энергия ветра в Соединенных Штатах и материалы, необходимые для производства наземных ветряных турбин с 2010 по 2030 год. Министерство внутренних дел США, Геологическая служба США, 2011 г.

[3] Дженсен, Джонас Паг. «Оценка воздействия утилизации ветряных турбин на окружающую среду». Энергия ветра 22.2 (2019): 316-326.

[4] Мартинес, Эдуардо и др. «Оценка жизненного цикла ветряной турбины мощностью в несколько мегаватт». Возобновляемая энергия 34.3 (2009): 667-673.

[5] Ziegler, Lisa, et al. «Продление срока службы наземных ветряных турбин: обзор, охватывающий Германию, Испанию, Данию и Великобританию». Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии 82 (2018): 1261-1271.

[6] Lefeuvre, Anaële, et al. «Ожидание используемых запасов полимеров, армированных углеродным волокном, и связанных с ними потоков отходов, образующихся в коммерческом авиационном секторе, до 2050 года». Ресурсы, сохранение и переработка 125 (2017): 264-272.

[7] Де Декер, Крис. «Ветряные заводы: история (и будущее) промышленных ветряных мельниц». Журнал низких технологий. Барселона (2009).

[8] Рост современной энергии ветра: энергия ветра для мира. Pan Stanford Publishing, 2013.

[9] Лундсагер П., Стен Тронес Франдсен и Карл Йорген Кристенсен. «Анализ данных ветряной турбины Гедсер 1977-1979 гг.». (1980).

[10] Гупта, Ашвани К. «Эффективное преобразование энергии ветра: переход к современному дизайну». Журнал технологий энергетических ресурсов 137.5 (2015): 051201.

[11] Брондстед, Повл, Ханс Лильхольт и Оге Листруп. «Композиционные материалы для лопастей ветроэнергетических установок». Анну. Преподобный Матер. Рез. 35 (2005): 505-538.

[12] Кох, Рэйчел. «Лопасти ветряных турбин на биологической основе: возобновляемая энергия и экологически чистые материалы для чистой, зеленой энергии». (2017).

[13] Мюррей, Робинн и др. Изготовление 9-метровой лопасти ветряной турбины из термопластичного композита. № НРЕЛ/СР-5000-68615. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL), Голден, Колорадо (США), 2017 г.

[14] Боррманн, Расмус. «Конструктивный проект модели лопасти ветряной турбины из дерева и углепластика». (2016)

[15] Спера, Дэвид. «Технология ветряных турбин: основные концепции проектирования ветряных турбин, второе издание». (2009)

[16] Corona, Andrea, et al. «Сравнительная оценка экологической устойчивости волокнистых армирующих материалов на биологической основе для лопастей ветряных турбин». Ветроэнергетика 39.1 (2015): 53-63.

[17] Использование древесины для строительства ветряных турбин. Мид Гужон, НАСА.

[18] Де Декер, Крис. «Обогрейте свой дом механическим ветряком». Журнал низких технологий. Барселона (2019).

[19] Лосс, Скотт Р., Том Уилл и Питер П. Марра. «Оценки смертности от столкновений с птицами на ветровых установках в прилегающих Соединенных Штатах». Биологическая консервация 168 (2013): 201-209.

Как снова сделать энергию ветра устойчивой

Это веб-сайт, работающий на солнечной энергии, что означает, что он иногда отключается. Солнечная энергия

Если мы построим их из дерева, большие ветряные турбины могут стать хрестоматийным примером экономики замкнутого цикла.

Иллюстрация: Ева Микель для журнала Low-tech.

На протяжении более двух тысяч лет ветряные мельницы строились из перерабатываемых или повторно используемых материалов: дерева, камня, кирпича, брезента, металла. Когда в 1880-х годах появились ветряные турбины, производящие электричество, материалы не изменились. Только с появлением пластиковых композитных лопастей в 1980-х годах энергия ветра стала источником токсичных отходов, которые попадают на свалки.

Новая технология производства древесины и дизайн позволяют строить более крупные ветряные турбины почти полностью из дерева – не только лопасти, но и остальная часть конструкции. Это решит проблему отходов и сделает производство ветряных турбин в значительной степени независимым от ископаемого топлива и добываемых материалов. Лес, посаженный между ветряными турбинами, может обеспечить древесину для ветряных турбин следующего поколения.

Насколько экологична лопасть ветряной мельницы?

Ветряные турбины считаются чистым и устойчивым источником энергии. Однако, хотя они действительно могут производить электроэнергию с более низким уровнем выбросов CO2, чем электростанции, работающие на ископаемом топливе, они также производят много отходов. Это легко упустить из виду, потому что примерно 90% массы большой ветряной турбины состоит из стали, в основном сосредоточенной в башне. Сталь обычно перерабатывается, и это объясняет, почему ветряные турбины имеют очень короткое время окупаемости энергии — переработанная сталь может использоваться для производства новых деталей ветряных турбин, что значительно снижает потребление энергии в процессе производства.

Изображение: лезвие из пластика, армированного стекловолокном. Источник: Гурит.

Лопасть ветряной мельницы обычно состоит из комбинации эпоксидной смолы — нефтепродукта — с усилением из стекловолокна. Лопасти также содержат многослойные материалы сердцевины, такие как вспененный поливинилхлорид, вспененный полиэтилентерефталат, пробковое дерево (переплетенное в волокна и эпоксидную смолу) и полиуретановые покрытия. ¹ ² ³ ⁴

В отличие от стали в башне, пластмасса в лопастях не может быть переработана для изготовления новых пластиковых лопастей. Материал можно только «утилизировать», например, путем его измельчения, что повреждает волокна и делает их бесполезными для чего-либо, кроме армирующего наполнителя в производстве цемента или асфальта. Изучаются и другие методы, но все они сталкиваются с одной и той же проблемой: никому не нужен «переработанный» материал. Некоторые архитекторы повторно использовали лопасти ветряных мельниц, например, для строительства скамеек или игровых площадок. Но мы не можем построить все из лопастей ветряных турбин.

Только в лопастях ветряной турбины мощностью 5 МВт содержится более 50 тонн неперерабатываемого пластика.

Из-за ограниченных возможностей переработки и повторного использования лопасти ветряных мельниц обычно выбрасываются на свалку (в США) или сжигаются (в ЕС). Последний подход не менее неустойчив, потому что сжигание лезвий лишь частично уменьшает количество материала, подлежащего захоронению (60% лома остается в виде золы), а остальное превращает в загрязнение воздуха. Кроме того, учитывая, что стекловолокно является негорючим, теплотворная способность лопастей настолько ограничена, что мощность практически не может быть выработана. ¹ ² ³ ⁴

Работа с отходами – 25 лет спустя

Большинство из приблизительно 250 000 ветряных турбин, находящихся в настоящее время в эксплуатации во всем мире, были установлены менее 25 лет назад, что соответствует ожидаемому сроку их службы. Однако быстрый рост ветроэнергетики за последние два десятилетия вскоре отразится в отсроченном, но постоянно растущем и бесконечном поступлении отходов .

Например, в Европе доля установленных ветряков старше 15 лет увеличивается с 12% в 2016 году до 28% в 2020 году. В Германии, Испании и Дании их доля увеличивается до 41-57%. Только в 2020 году каждой из этих стран придется утилизировать от 6 000 до 12 000 лопастей ветряных турбин. ⁵

Изображение: Старомодные ветряные мельницы имели паруса, полностью сделанные из перерабатываемых материалов. Изображение: Rasbak (CC BY-SA 3.0)

Выброшенных лопастей станет не только больше, но и больше, что отражает постоянную тенденцию к увеличению диаметра ротора. Ветряные турбины, построенные 25 лет назад, имели длину лопастей около 15-20 м, тогда как сегодняшние лопасти достигают длины 75-80 м и более. ³ Оценки, основанные на текущих показателях роста ветроэнергетики, показали, что композитные материалы из лопастей во всем мире будут составлять 330 000 тонн отходов в год к 2028 году и до 418 000 тонн в год к 2040 году9.0270 1

Быстрый рост ветроэнергетики за последние два десятилетия вскоре отразится в отсроченном, но постоянно растущем и бесконечном поступлении отходов материалов.

Это консервативные оценки, поскольку сообщалось о многочисленных отказах лезвий, а также потому, что постоянная разработка более эффективных лезвий с более высокой мощностью генерации приводит к замене лезвий задолго до их предполагаемого срока службы. ¹ ⁶ Кроме того, такое количество отходов возникает из-за ветряных турбин, установленных в период с 2005 по 2015 год, когда энергия ветра обеспечивала не более 4% мирового спроса на электроэнергию. Если бы ветер обеспечивал более желательные 40% (текущего) спроса на электроэнергию, было бы от трех до четырех миллионов тонн отходов в год.

Лопасти ветряной мельницы сквозь историю

Тем не менее, если взглянуть на историю ветроэнергетики, видно, что пластик не является основным материалом. Использование ветра для производства механической энергии восходит к античности, а первые ветряные мельницы, вырабатывающие электроэнергию, теперь называемые ветряными турбинами, были построены в 1880-х годах. Однако лезвия из стекловолокна стали популярными только в 1980-х годах. Около двух тысяч лет ветряные мельницы любого типа полностью подлежали вторичной переработке.

Первые ветряные турбины в Европе, построенные Полом Ла Куром в Дании, имели традиционные решетчатые деревянные паруса. Изображение: Музей Поля Ла Кура.

Старомодные ветряные мельницы имели башни из дерева, камня или кирпича. Их «лопасти» или «паруса» обычно изготавливались из деревянного каркаса, обтянутого парусиной или деревянными досками. В более поздние века детали все чаще изготавливались из железа, также пригодного для повторного использования материала.

Когда в восемнадцатом и девятнадцатом веках были изобретены новые типы парусов (такие как пружинные, патентные и рефрижераторные паруса), а также в двадцатом веке (паруса Dekkerized и Bilau), дизайн изменился, но материалы остались то же самое (в конечном итоге включая алюминий). ⁷ Кроме того, в отличие от современных ветряных турбин, которые необходимо регулярно и полностью заменять, устаревшие ветряные мельницы могут прослужить много десятилетий или даже столетий при условии регулярного ремонта и обслуживания.

Взгляд на историю ветроэнергетики показывает, что пластик не является незаменимым материалом.

Первая ветряная турбина в США, построенная Чарльзом Ф. Брашем, имела кольцевой парус диаметром 17 м со 144 тонкими лопастями из кедрового дерева. Первая ветряная турбина в Европе, построенная Полом Ла Куром в Дании, имела четыре традиционных реечных деревянных паруса с диаметром ротора 22,8 м.

Дизайн La Cour был скопирован местными предприятиями в Дании, в результате чего тысячи ветряных турбин работали на датских фермах между 1900 и 1920 годами. Десятки экспериментальных ветряных турбин были построены в первой половине двадцатого века, в том числе некоторые со стальными лопастями, например, ветряная турбина Смита-Патнэма 1939 года в США. ⁸

Трехлопастная ветряная турбина Gedser опиралась на надстройку воздушной рамы для усиления лопастей.

В 19В 57 году Йоханнес Юул, ученик Поля Ла Кура, построил трехлопастную ветряную турбину Gedser. Он имел диаметр несущего винта 24 м и опирался на надстройку планера из стальной проволоки для усиления несущего винта и лопастей. Лопасти были построены из стальных лонжеронов с алюминиевыми оболочками, поддерживаемыми деревянными нервюрами.

Турбина Гедсера оставалась самой успешной ветровой турбиной до середины 1980-х годов. Он проработал 11 лет без обслуживания, вырабатывая до 360 000 кВтч в год, но не ремонтировался из-за выхода из строя подшипника. Когда турбина была отремонтирована и испытана в конце 1970-х годов он работал лучше, чем первые ветряные турбины с лопастями из стекловолокна. ⁸ ⁹

Размер имеет значение

Первая ветряная турбина с лопастями из стекловолокна была установлена в 1978 году в Дании, где она приводила в движение школу. Твиндская турбина с диаметром ротора 54 м была в то время самой большой ветряной турбиной из когда-либо построенных. После 1980 года лезвия из стекловолокна стали стандартом в Дании, а «датский дизайн» позже был скопирован во всем мире. Пластмассовая лопасть, похоже, является отличительной чертой современной ветряной турбины. Это ставит перед нами дилемму.

Желание строить более крупные ветряные турбины с тех пор является движущей силой ветроэнергетики. Диаметр ротора увеличился примерно с 50 м в 1990-х годах до 120 м в 2000-х годах. На сегодняшний день крупнейшие морские ветряные турбины имеют диаметр ротора более 160 м, а в Нидерландах строится турбина мощностью 12 МВт с диаметром ротора 220 м. ³ ⁶ ¹⁰

Усовершенствованная лопасть ветряной мельницы 1940-х годов, построенная и спроектированная П.Л. Фауэль. Изображение: Rasbak (CC BY-SA 3.0)

Однако с увеличением размера увеличивается и масса лопасти ротора, что требует более легких материалов. В то же время более крупные лопасти больше отклоняются, поэтому жесткость их конструкции приобретает все большее значение для поддержания оптимальных аэродинамических характеристик и предотвращения ударов лопасти о башню. Короче говоря, более крупные ветряные турбины с более длинными лопастями предъявляют все более высокие требования к используемым материалам, и они превышают возможности перерабатываемых материалов. ¹¹ ¹² Ветряные турбины стали более эффективными, но менее экологичными.

Более крупные ветряные турбины с более длинными лопастями предъявляют все более высокие требования к используемым материалам.

В настоящее время эта тенденция подтверждается все более широким использованием пластика, армированного углеродным волокном, который еще прочнее, жестче и легче, чем пластик, армированный стекловолокном. ¹¹ Использование углеродных волокон, что еще больше усложняет возможную переработку, стало стандартом для самых больших лопастей ветряных турбин, в основном в местах с высокой нагрузкой, таких как основание лопасти или крышки лонжеронов. Следовательно, мы снова вступили в новую эру, когда лопасти теперь настолько велики, что их больше нельзя делать только из композитов, армированных стекловолокном .

Новое изобретение лопасти ветряной мельницы

Еще одним направлением развития является замена древесного или льняного волокна стекловолокном. Эти лезвия могут быть больше, но они имеют лишь небольшие преимущества в плане устойчивости по сравнению с лезвиями из стекловолокна и эпоксидной смолы. ¹⁴ ¹⁵ Эпоксидная смола на нефтяной основе более вредна, чем стекловолокно, и композитные материалы на основе натурального волокна поглощают ее больше. ¹⁶ ¹⁷ ¹²

Длина деревянных лезвий больше не ограничивается наличием больших стволов деревьев неизменного качества.

Некоторые инженеры и ученые идут разными путями и возвращаются к более традиционному деревянному строительству. Для небольших ветрогенераторов лопасти можно вырезать из цельного дерева. Для более крупных ветряных турбин лопасти могут состоять из полой аэродинамической оболочки и внутреннего каркаса из нервюр и стрингеров, поддерживаемых балкой, называемой лонжероном, — все это построено из ламинированных древесных плит, балок и панелей.

Пиломатериалы из клееного шпона

Пиломатериалы из клееного шпона, в которых древесина отделяется от дерева, а затем снова склеивается тонкими слоями, представляет собой древесный продукт, появившийся в 1980-х годах и имеющий важное преимущество по сравнению с массивной древесиной. составные части. Консистенция древесины может варьироваться в пределах одного дерева. Таким образом, длина деревянных лонжеронов, использовавшихся в доиндустриальных ветряных мельницах, была ограничена наличием больших стволов деревьев неизменного качества. Самая большая традиционная ветряная мельница из когда-либо построенных — 1900 Мельница Мерфи в Сан-Франциско – диаметр ротора 35 м.

Патентованные паруса с передними кромками Dekker, 1940-е гг. Изображение: Ребулье.

Напротив, в процессе облицовки дефекты, такие как сучки, расширяются, что обеспечивает лучшие и более предсказуемые свойства жесткости. Это позволяет создавать более крупные деревянные лопасти. ¹² Древесные ламинаты обеспечивают существенное снижение стоимости и веса по сравнению со стекловолокном. Хотя прочность и жесткость ниже, большая часть нагрузки, которую лезвие должно выдерживать, является следствием его собственного веса, поэтому деревянное лезвие не обязательно должно быть таким прочным, как лезвие из стекловолокна. ¹² Тем не менее, низкая жесткость древесины затрудняет ограничение упругих прогибов для очень больших лопастей ротора.

В исследовании ветряной турбины мощностью 5 МВт с лопастями длиной 61,5 м, проведенном в 2017 году в Университете Массачусетса в Амхерсте в США, было подсчитано, что для того, чтобы быть достаточно жесткой и выдерживать воздействующие на нее силы, лопасть изготовлена из клееного дерева. панели из шпона будут в 2,8 раза тяжелее пластикового полотна (48 тонн против 17 тонн) и иметь толщину ламината более 50 см. ¹² Хотя это говорит о том, что технически возможно построить деревянный отвал длиной более 60 м, это не очень практично. С более тяжелыми лопастями ветряная турбина должна быть намного прочнее, что увеличивает затраты и использование ресурсов.

Лучшее из обоих миров?

Есть два способа решить эту проблему. Первый заключается в разработке лопасти, в основном изготовленной из клееного бруса, но усиленной лонжеронами из углеродного композита и покрытого внешним слоем из стекловолоконного композита. В вышеупомянутом исследовании было обнаружено, что такая деревянно-углеродная гибридная лопасть достаточно жесткая, чтобы достигать длины 61,5 м для турбины мощностью 5 МВт, и может быть построена на 3 тонны легче, чем лопасть из стекловолокна. ¹² Другое исследование древесно-угольного лезвия той же длины пришло к аналогичному выводу, хотя в этом случае древесно-угольное лезвие немного тяжелее пластикового лезвия. ¹⁴

Лопасть, изготовленная в основном из клееного бруса, но усиленная лонжеронами из углеродного композита, может быть построена длиной более 60 метров.

Древесно-углеродные лезвия содержат меньше пластикового композитного материала, а пластик не переплетается с деревом по всему лезвию, а четко отделяется от него, что делает повторное использование, переработку или сжигание лезвия более привлекательным. Однако, согласно упомянутым выше исследованиям, древесно-углеродное лезвие по-прежнему содержит 2,5 тонны ¹⁴ до 6,2 тонн ¹² пластиковых композитов, а это означает, что трехлопастная ветряная турбина мощностью 5 МВт будет производить от 7,5 до 18,4 тонны неперерабатываемых отходов по сравнению с 50 тоннами для обычных лопастей.

Меньшие ветряные турбины?

Экологический ущерб лонжеронов из углеродно-эпоксидной смолы можно рассматривать как приемлемый по сравнению с большим ущербом, причиняемым обычными лопастями ветряных турбин. Однако проблема с отходами не будет решена, и дальнейший рост ветровой энергии все равно приведет к увеличению потоков отходов.

Изображение: многослойная деревянная лопасть с карбоновыми наконечниками лонжеронов. Источник: ¹⁴

В качестве альтернативы мы могли бы определить устойчивость в более амбициозных терминах и снова построить лопасти ветряных турбин полностью из дерева, даже если это означает, что мы должны делать их меньше. Есть еще один аргумент, ставящий под сомнение наше внимание к эффективности: снижение экологичности проявляется не только в лезвиях. Другие части ветряных турбин также все чаще изготавливаются из пластиковых композитов, в первую очередь носовой обтекатель и крышка гондолы (корпус, защищающий трансмиссию и вспомогательное оборудование от непогоды). ¹ ² ³ ⁴

Другими тенденциями являются более широкое использование электроники, которая не подходит для вторичной переработки, и генераторов с постоянными магнитами на основе редкоземельных материалов, которые снижают затраты по сравнению с механической коробкой передач, но только за счет более разрушительного минирования. Более крупные ветряные турбины также убивают больше птиц и летучих мышей. ¹⁹

Пожертвовав некоторой эффективностью, мы могли бы значительно повысить устойчивость.

Что действительно проблематично, так это наш выбор дешевого ископаемого топлива в качестве эталона для определения жизнеспособности энергии ветра. Стремясь конкурировать с ископаемым топливом — и, таким образом, стремясь обеспечить энергией образ жизни, основанный на ископаемом топливе, — ветряные турбины наносят все больший ущерб окружающей среде. Если бы мы сократили спрос на энергию, меньшие по размеру и менее эффективные ветряные турбины не стали бы проблемой.

Изображение: Первая ветряная турбина в США, построенная Чарльзом Ф. Брашем, имела кольцевой парус диаметром 17 м со 144 тонкими лопастями из кедрового дерева.

Насколько большие лопасти ветряных турбин мы могли бы построить только из клееного бруса? Кажется, никто не знает. Я спросил Рэйчел Кох, ученого, которая рассчитала требования к 61,5-метровой лопасти, состоящей только из дерева, но она не смогла мне помочь: «Я запустила модель только для лопастей турбины мощностью 5 МВт. Гипотетически можно было бы провести еще одно исследование, чтобы ответить на ваш вопрос, но это немалая задача». Она также отмечает, что с помощью производственных инноваций можно еще больше повысить жесткость древесно-слоистых материалов.

Лес ветряных турбин

Независимо от того, выбираем ли мы большие древесно-углеродные лопасти или меньшие лопасти только из дерева, в обоих случаях мы также можем построить башню и покрытие гондолы из ламинированных деревянных изделий. В 2012 году немецкая компания TimberTower построила башню из клееного бруса высотой 100 м для ветряка мощностью 1,5 МВт. Деревянная башня, кажется, не имеет значения, потому что она заменяет часть ветряной турбины, которая уже полностью перерабатывается. Однако ветряная турбина, конструкция которой почти полностью построена из дерева, дает дополнительные преимущества.

Иллюстрация: Ева Микель для Low-tech Magazine

Древесина может сделать производство ветряных турбин полностью независимым от добываемых материалов и ископаемого топлива, за исключением зубчатой передачи и электрических компонентов (но дальнейшие выгоды могут быть достигнуты, когда это возможно, за счет использования энергия ветра для прямого механического или прямого производства тепла). ¹⁸ Кроме того, деревянные ветряные турбины могут стать поглотителями углерода, поглощая CO2 из атмосферы в своих деревянных компонентах.

Наконец, пространство между ветряными турбинами на ветряной электростанции, которое не подходит в качестве жилого района, можно использовать для выращивания леса, который обеспечит древесину для ветряных турбин следующего поколения. Пиломатериалы можно распиливать, обрабатывать и собирать на месте, что исключает потребление энергии, связанное с транспортировкой деталей ветряных турбин. Энергия, необходимая для производства ламината и строительства турбин, может поступать от ветряных мельниц, а также от лесной биомассы. Особенно, если лопасти сделаны только из дерева, ветряная турбина может стать хрестоматийным примером экономики замкнутого цикла.

Как насчет солнечных батарей?

Крис Де Декер

Читайте журнал Low-tech Magazine в автономном режиме.
Подпишитесь на нашу новостную рассылку
Поддержите журнал Low-tech через Paypal или Patreon.

Рамирес-Техеда, Катерин, Дэвид А. Теркотт и Сара Пайк. «Неустойчивая практика утилизации лопастей ветряных турбин в Соединенных Штатах: пример политического вмешательства и технологических инноваций». НОВЫЕ РЕШЕНИЯ: Журнал политики в области охраны окружающей среды и гигиены труда 26.4 (2017): 581-598. http://docs.wind-watch.org/ramireztejeda2016-bladedisposal.pdf ↩↩↩↩↩↩
Wilburn, David R. Энергия ветра в Соединенных Штатах и материалы, необходимые для производства наземных ветряных турбин с 2010 по 2030 год. Министерство внутренних дел США, Геологическая служба США, 2011 г. https://pubs.usgs.gov/ сэр/2011/5036/сэр2011-5036.pdf ↩↩↩
Дженсен, Джонас Паг. «Оценка воздействия утилизации ветряных турбин на окружающую среду». Энергия ветра 22.2 (2019): 316-326. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/we.2287 ↩↩↩↩↩
Мартинес, Эдуардо и др. «Оценка жизненного цикла ветряной турбины мощностью в несколько мегаватт». Возобновляемая энергия 34.3 (2009): 667-673. http://communityrenewables.org.au/wp-content/uploads/2013/02/Life-cycle-analysis-turbines_Renewable-Energy_2009.pdf ↩↩↩
Циглер, Лиза и др. «Продление срока службы наземных ветряных турбин: обзор, охватывающий Германию, Испанию, Данию и Великобританию». Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии 82 (2018 г.): 1261–1271. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032117313503 ↩
Lefeuvre, Anaële, et al. «Ожидание используемых запасов полимеров, армированных углеродным волокном, и связанных с ними потоков отходов, образующихся в коммерческом авиационном секторе, до 2050 года». Ресурсы, сохранение и переработка 125 (2017): 264-272. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921344917301775 ↩↩
Де Декер, Крис. «Ветряные заводы: история (и будущее) промышленных ветряных мельниц». Журнал низких технологий. Барселона (2009). https://solar.lowtechmagazine.com/2009/10/history-of-industrial-windmills.html ↩
Расцвет современной энергии ветра: энергия ветра для всего мира. Издательство Pan Stanford, 2013 г. https://www.crcpress.com/Wind-Power-for-the-World-The-Rise-of-Modern-Wind-Energy/Maegaard-Krenz-Palz/p/book/9789814364935 ↩ ↩
Лундсагер, П. , Стен Тронес Франдсен и Карл Йорген Кристенсен. «Анализ данных ветряной турбины Гедсер 1977-1979 гг.». (1980). http://orbit.dtu.dk/files/33441311/ris_m_2242.pdf ↩
Гупта, Ашвани К. «Эффективное преобразование энергии ветра: переход к современному дизайну». Journal of Energy Resources Technology 137.5 (2015): 051201. http://energyresources.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=2211540 ↩
Брондстед, Повл, Ханс Лильхольт и Оге Листруп. «Композитные материалы для лопастей ветряных турбин». Анну. Преподобный Матер. Рез. 35 (2005): 505-538. http://www-eng.lbl.gov/~shuman/NEXT/MATERIALS&COMPONENTS/Pressure_vessels/FRP_Hutter_flange.pdf ↩↩
Ко, Рэйчел. «Лопасти ветряных турбин на биологической основе: возобновляемая энергия и экологически чистые материалы для чистой, зеленой энергии». (2017). https://scholarworks.umass.edu/dissertations_2/1102/ ↩↩↩↩↩↩↩
Мюррей, Робинн и др. Изготовление 9-метровой лопасти ветряной турбины из термопластичного композита. № НРЕЛ/СР-5000-68615. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL), Голден, Колорадо (США), 2017 г. https://www.nrel.gov/docs/fy18osti/68615.pdf ↩
.
Боррманн, Расмус. «Конструктивный проект модели лопасти ветряной турбины из дерева и углепластика». (2016) https://www.eksh.org/fileadmin/bilder/themen/Energieforschung/02_- Final_Report -_Strcutural_Design_of_a_Wood-CFRP_Wind_Turbine_Blade_Model.pdf ↩↩↩↩
Спера, Дэвид. «Технология ветряных турбин: основные концепции проектирования ветряных турбин, второе издание». (2009 г.) https://ebooks.asmedigitalcollection.asme.org/book.aspx?bookid=271 ↩
Корона, Андреа и др. «Сравнительная оценка экологической устойчивости волокнистых армирующих материалов на биологической основе для лопастей ветряных турбин». Ветроэнергетика 39.1 (2015): 53-63. http://orbit.dtu.dk/files/129909032/0309_524x_2E39_2E1_2E53.pdf ↩
Использование древесины для строительства ветряных турбин.

Как сделать самому декоративную мельницу

Идеи для сада: декоративная мельница

Советы по установке на участке декоративной мельницы

Как сделать декоративную мельницу своими руками

Деревянные поделки для дачи своими руками (74 фото) » НА ДАЧЕ ФОТО

Как снова сделать энергию ветра устойчивой

Как снова сделать энергию ветра устойчивой

Насколько экологична лопасть ветряной мельницы?

Работа с отходами – 25 лет спустя

Лопасти ветряной мельницы сквозь историю

Размер имеет значение

Новое изобретение лопасти ветряной мельницы

Пиломатериалы из клееного шпона

Лучшее из обоих миров?

Меньшие ветряные турбины?

Лес ветряных турбин

Как насчет солнечных батарей?

Комментарии