Szélturbina tervezése
Lapátok tervezéseSzerkesztés
A lapátok csúcsainak sebessége és a szél sebessége közötti arányt csúcssebességi aránynak nevezzük. A nagy hatásfokú 3 lapátos turbinák csúcssebesség/szélsebesség aránya 6-7. A modern szélturbinákat úgy tervezték, hogy változó sebességgel forogjanak (ez a generátor kialakításának következménye, lásd fentebb). A lapátok alumínium és kompozit anyagok használata hozzájárult az alacsony forgási tehetetlenséghez, ami azt jelenti, hogy az újabb szélturbinák szélerősödés esetén gyorsan fel tudnak gyorsulni, így a csúcssebesség-arány közel állandó marad. Az optimális csúcssebesség-arányhoz közelebbi működés az erőteljes széllökések során lehetővé teszi a szélturbinák számára, hogy javítsák a városi környezetben jellemző hirtelen széllökésekből származó energia kinyerését.
A régebbi típusú szélturbinákat ezzel szemben nehezebb acéllapátokkal tervezték, amelyeknek nagyobb a tehetetlensége, és a villanyvezetékek váltakozó áramú frekvenciája által szabályozott sebességgel forognak. A nagy tehetetlenség pufferelte a forgási sebesség változásait, és így stabilabbá tette a teljesítményt.
Az általánosan elfogadott tény, hogy a nagyobb lapátcsúcssebességgel nő a zaj. A csúcssebesség növelése a zaj növekedése nélkül lehetővé tenné a sebességváltóba és a generátorba jutó nyomaték csökkentését és a teljes szerkezeti terhelés csökkentését, ezáltal a költségek mérséklését.A zaj csökkentése a lapátok részletes aerodinamikájához kapcsolódik, különösen a hirtelen leállást csökkentő tényezőkhöz. Az elakadás előrejelzésének képtelensége korlátozza az agresszív aerodinamikai koncepciók fejlesztését. Egyes lapátok (főként az Enerconon) a teljesítmény növelése és a zaj csökkentése érdekében wingletet kaptak.
Egy lapát felhajtóerő-ellenállási aránya 120 lehet, míg egy vitorlázó repülőgépé 70, egy utasszállítóé pedig 15. Ez az arány a vitorlázógépeknél 70, az utasszállító repülőgépeknél pedig 15 lehet.
A hubEdit
Egyszerű konstrukciókban, a lapátok közvetlenül a kerékagyhoz vannak csavarozva, és nem tudnak megdőlni, ami bizonyos szélsebességek felett aerodinamikai elakadáshoz vezet. Más, kifinomultabb konstrukciókban a lapátok az álláscsapágyhoz vannak csavarozva, amely a szélsebességnek megfelelően állítja be a lapátok állásszögét egy állítórendszer segítségével, így szabályozva a forgási sebességüket. A dőlésszögszabályozást hidraulikus vagy elektromos rendszerek (ólomakkumulátor vagy ultrakondenzátor) végzik. Az álláscsapágy maga is a kerékagyhoz van csavarozva. The hub is fixed to the rotor shaft which drives the generator directly or through a gearbox.
Blade countEdit
The number of blades is selected for aerodynamic efficiency, component costs, and system reliability. A zajkibocsátást befolyásolja a lapátok elhelyezkedése a torony szél felőli vagy szél alatti részén, valamint a rotor sebessége. Tekintettel arra, hogy a lapátok hátulsó éleinek és csúcsainak zajkibocsátása a lapátok sebességének 5. hatványával változik, a csúcssebesség kis mértékű növekedése nagy különbséget jelenthet.
Az elmúlt 50 évben kifejlesztett szélturbinák szinte minden esetben két vagy három lapátot használtak. Vannak azonban olyan szabadalmak, amelyek további lapátokat tartalmazó konstrukciókat mutatnak be, mint például Chan Shin több egységből álló rotorlapátrendszerrel integrált szélturbinája.Az aerodinamikai hatékonyság a lapátok számával nő, de csökkenő hozammal. A lapátok számának egyről kettőre való növelése hat százalékkal növeli az aerodinamikai hatékonyságot, míg a lapátok számának kettőről háromra való növelése csak további három százalékos hatékonyságnövekedést eredményez. A lapátok számának további növelése minimális javulást eredményez az aerodinamikai hatékonyságban, és túl sokat veszít a lapátok merevségéből, mivel a lapátok egyre vékonyabbak lesznek.
Az elmélet szerint a végtelen számú, nulla szélességű lapátok száma a leghatékonyabb, amely a csúcssebesség-arány nagy értékénél működik. Más megfontolások azonban a csak néhány lapátos kompromisszumhoz vezetnek.
A lapátok száma által befolyásolt alkatrészköltségek elsősorban a turbina rotorjának és hajtásláncának anyagaira és gyártására vonatkoznak. Általában minél kisebb a lapátok száma, annál alacsonyabbak az anyag- és gyártási költségek. Ezenkívül minél kevesebb a lapátok száma, annál nagyobb lehet a fordulatszám. Ennek oka, hogy a toronnyal való interferencia elkerülése érdekében a lapátok merevségére vonatkozó követelmények korlátozzák, hogy milyen vékonyak lehetnek a lapátok, de csak a széllel szemben lévő gépek esetében; a lapátok elhajlása a széllel szemben lévő gépben a torony távolságának növekedését eredményezi. A nagyobb fordulatszámú, kevesebb lapát csökkenti a hajtáslánc csúcsnyomatékát, ami alacsonyabb sebességváltó- és generátorköltségeket eredményez.
A rendszer megbízhatóságát a lapátok száma elsősorban a rotornak a hajtásláncra és a toronyrendszerekre gyakorolt dinamikus terhelésén keresztül befolyásolja. Miközben a szélturbinát a szélirány változásaihoz igazítják (yawing), minden egyes lapát a lapátok helyzetétől függően ciklikus terhelést érez a gyökérvégén. Ez igaz egy, két, három vagy több lapátra is. Ezek a ciklikus terhelések azonban a hajtás tengelyén egyesítve három lapát esetében szimmetrikusan kiegyenlítődnek, ami egyenletesebb működést eredményez a turbina billegése során. Az egy vagy két lapáttal rendelkező turbinák használhatnak elforgatható billegő tengelyt, amely szintén csaknem kiküszöböli a hajtástengelyre és a rendszerre ható ciklikus terhelést a billegés során. Egy kínai 3,6 MW-os kétlapátos turbina tesztelése folyik Dániában. Mingyang won a bid for 87 MW (29 * 3 MW) two-bladed offshore wind turbines near Zhuhai in 2013.
Finally, aesthetics can be considered a factor in that some people find that the three-bladed rotor is more pleasing to look at than a one- or two-bladed rotor.
Blade materialsEdit
In general, ideal materials should meet the following criteria:
- wide availability and easy processing to reduce cost and maintenance
- low weight or density to reduce gravitational forces
- high strength to withstand strong loading of wind and gravitational force of the blade itself
- high fatigue ellenállás a ciklikus terhelés elviseléséhez
- nagy merevség a lapát optimális alakjának és tájolásának, valamint a toronnyal való távolságnak a stabilitásához
- nagy törési szívósság
- a környezeti hatásoknak, például villámcsapásnak való ellenállóképesség, nedvességnek és hőmérsékletnek
Ez leszűkíti az elfogadható anyagok listáját. A fémek nemkívánatosak lennének a fáradással szembeni érzékenységük miatt. A kerámiák törési szívóssága alacsony, ami a lapátok korai meghibásodásához vezethet. A hagyományos polimerek nem elég merevek ahhoz, hogy hasznosak legyenek, a fa pedig problémákat okoz az ismételhetőséggel, különösen a penge hosszát figyelembe véve. Így maradnak a szálerősítésű kompozitok, amelyek nagy szilárdsággal és merevséggel, valamint alacsony sűrűséggel rendelkeznek, mint a szélturbinák tervezésénél nagyon vonzó anyagosztály.
A fából és vászonból készült vitorlákat a korai szélerőműveken alacsony áruk, elérhetőségük és egyszerű gyárthatóságuk miatt használták. A kisebb lapátok könnyűfémekből, például alumíniumból is készülhetnek. Ezek az anyagok azonban gyakori karbantartást igényelnek. A fa- és vászonszerkezet a szárnyprofil alakját lapos lemezre korlátozza, amelynek a szilárd szárnyprofilokhoz képest viszonylag nagy a légellenállás és a befogott erő aránya (alacsony aerodinamikai hatásfok). A szilárd szárnyprofilok kialakításához rugalmatlan anyagokra, például fémekre vagy kompozitokra van szükség. Egyes lapátokba villámhárítót is beépítettek.
Az új szélturbina-konstrukciók a nagyobb és nagyobb lapátok használatával az energiatermelést az egy megawattos tartományból a 10 megawatt fölé emelik. A nagyobb terület hatékonyan növeli a turbina csúcssebesség-arányát egy adott szélsebességnél, így növelve az energia kinyerését.
A lapátok tervezésének javítására olyan számítógépes mérnöki szoftverek használhatók, mint a HyperSizer (amelyet eredetileg űrhajók tervezéséhez fejlesztettek ki).
A szárazföldi szélturbinák rotorlapátjainak átmérője 2015-ben elérte a 130 métert, míg a tengeri turbinák átmérője a 170 métert. 2001-ben becslések szerint 50 millió kilogramm üvegszálas laminátumot használtak fel a szélturbinák lapátjaiban.
A nagyobb lapátrendszerek fontos célja a lapátok súlyának ellenőrzése. Mivel a lapátok tömege a turbina sugarának kockájával növekszik, a gravitáció miatti terhelés korlátozza a nagyobb lapátokkal rendelkező rendszereket. A gravitációs terhelések közé tartoznak a tengelyirányú és a húzó/nyomó terhelések (a forgás felső/alsó része), valamint a hajlító terhelések (oldalirányú helyzetek). E terhelések nagysága ciklikusan ingadozik, és a peremnyomatékok (lásd alább) a forgás minden 180°-ában megfordulnak.A rotor tipikus fordulatszáma és tervezési élettartama ~10, illetve 20 év, az élettartam fordulatszáma pedig 10^8-as nagyságrendű. A szelet figyelembe véve a turbinalapátok várhatóan ~10^9 terhelési cikluson mennek keresztül.A szél a rotorlapátok terhelésének másik forrása. A felhajtóerő sík irányú (a rotor síkján kívüli) hajlítást okoz, míg a lapátot körülvevő légáramlás szélirányú (a rotor síkjában lévő) hajlítást okoz. A féklapok hajlítása a nyomó (felszél felőli) oldalon feszültséggel, a szívó (szél alatti) oldalon pedig összenyomással jár. A szélirányú hajlítás az elülső élen feszültséggel, a hátulsó élen pedig összenyomással jár.
A szélterhelés a szélsebesség és a szélnyírás természetes változékonysága miatt ciklikus (nagyobb sebesség a forgás csúcsán).
A szél- és gravitációs terhelésnek kitett szélturbinák rotorlapátjainak meghibásodási módja, amelyet a rotorlapátok tervezésekor figyelembe kell venni. A rotorlapátok elhajlását okozó szélsebesség természetes változékonyságot mutat, és így a rotorlapátok feszültségreakciója is. A rotorlapátok szakítószilárdsága is természetes változékonyságot mutat.
Az említett meghibásodási módok és az egyre nagyobb lapátrendszerek fényében folyamatos erőfeszítéseket tettek a nagyobb szilárdság-tömeg aránnyal rendelkező, költséghatékony anyagok kifejlesztésére. A lapátok jelenlegi 20 éves élettartamának meghosszabbítása és a nagyobb felületű lapátok költséghatékonyságának lehetővé tétele érdekében a tervezést és az anyagokat a merevség, a szilárdság és a fáradásállóság szempontjából optimalizálni kell.
A jelenleg kereskedelmi forgalomba hozott szélturbinalapátok többsége szálerősítésű polimerekből (FRP) készül, amelyek polimer mátrixból és szálakból álló kompozitok. A hosszú szálak biztosítják a hosszirányú merevséget és szilárdságot, a mátrix pedig a törési szívósságot, a leválási szilárdságot, a síkbeli szilárdságot és a merevséget. A teljesítményhatásfok maximalizálásán alapuló, nagy törési szívóssággal, fáradásállósággal és hőstabilitással rendelkező anyagindexek az üveg- és szénszál-erősítésű műanyagok (GFRP és CFRP) esetében bizonyultak a legmagasabbnak.
A turbinalapátokban olyan mátrixokat használnak, mint a hőre keményedő vagy a hőre lágyuló műanyagok, az előbbiek a gyakoribbak. Ezek lehetővé teszik a szálak összekapcsolódását és a lapát szívósságának növelését. A piac 80%-át a hőre lágyuló műanyagok teszik ki, mivel lehetővé teszik az alacsony hőmérsékleten történő kikeményedést és az alacsonyabb viszkozitást, ami együttesen megkönnyíti a feldolgozást. A hőre lágyuló műanyagok újrahasznosíthatóságot kínálnak, amit a hőre lágyuló műanyagok nem, azonban a feldolgozási hőmérséklet és a viszkozitás sokkal magasabb, ami korlátozza a méretet és az állagot, ami a nagyméretű pengék esetében fontos. A hőre lágyuló műanyagok törési szívóssága magasabb, de a fáradási viselkedésük rosszabb. Bár a hőre lágyuló műanyagok lehetséges környezetvédelmi előnyt kínálnak, további kutatásokra van szükség.
A 40-50 méteres lapátok gyártása bevált üvegszálas kompozit gyártási technikákat foglal magában. Az olyan gyártók, mint a Nordex SE és a GE Wind, infúziós eljárást alkalmaznak. Más gyártók ennek a technikának a változatait alkalmazzák, némelyikük epoxi mátrixban lévő üvegszálas szén- és faanyagot tartalmaz. Más lehetőségek közé tartozik az előimpregnált (“prepreg”) üvegszálas anyag és a vákuummal segített gyanta transzferformázás. E lehetőségek mindegyike különböző összetettségű, üvegszállal erősített polimer kompozitot használ. Az egyszerűbb, nyitott formájú, nedves rendszereknél talán a legnagyobb problémát a kibocsátott illékony szerves anyagokhoz kapcsolódó kibocsátások jelentik. Az előimpregnált anyagokkal és a gyantainfúziós technikákkal elkerülhető az illékony anyagok kibocsátása, mivel minden VOC-t tartalmaznak. Ezeknek a zárt eljárásoknak azonban megvannak a maguk kihívásai, nevezetesen a szerkezeti elemekhez szükséges vastag rétegelt lemezek előállítása nehezebbé válik. Mivel az előforma gyanta áteresztőképessége diktálja a laminátum maximális vastagságát, a hézagok kiküszöbölése és a megfelelő gyantaeloszlás biztosítása érdekében kivéreztetésre van szükség.A gyantaeloszlás egyik megoldása a részben impregnált üvegszál. A kiürítés során a száraz szövet utat biztosít a légáramlásnak, és amint hő és nyomás kerül alkalmazásra, a gyanta a száraz régióba áramolhat, ami alaposan impregnált laminált szerkezetet eredményez.
Az epoxi alapú kompozitok környezetvédelmi, gyártási és költségelőnyökkel rendelkeznek más gyantarendszerekkel szemben. Az epoxidok rövidebb kikeményedési ciklusokat, nagyobb tartósságot és jobb felületképzést is lehetővé tesznek. A prepreg műveletek tovább csökkentik a feldolgozási időt a nedves rétegrenddel szemben. Ahogy a turbinalapátok meghaladják a 60 métert, az infúziós technikák egyre elterjedtebbé válnak; a hagyományos gyanta transzferformázással történő befecskendezés ideje túl hosszú a gyanta beállítási idejéhez képest, ami korlátozza a laminátum vastagságát. A befecskendezés a gyantát egy vastagabb réteghalmazon keresztül kényszeríti, így a gyanta még a zselésedés előtt lerakódik a laminátum szerkezetében. Speciális epoxigyantákat fejlesztettek ki az élettartam és a viszkozitás testre szabásához.
A szénszálakkal erősített teherhordó gerendák csökkenthetik a súlyt és növelhetik a merevséget. A szénszálak alkalmazása 60 méteres turbinalapátokban a becslések szerint 38%-kal csökkenti a lapátok össztömegét és 14%-kal csökkenti a költségeket a 100% üvegszálhoz képest. A szénszálak további előnye, hogy csökkentik az üvegszálas laminált szelvények vastagságát, ami tovább csökkenti a vastag rétegelt szelvények gyantával való nedvesedésével kapcsolatos problémákat. A szélturbinák számára is előnyös lehet a szénszálas anyagok növekvő használatának és csökkenő költségének általános tendenciája.
Az üveg- és szénszálak ugyan számos optimális tulajdonsággal rendelkeznek a turbinalapátok teljesítménye szempontjából, ezeknek a jelenlegi töltőanyagoknak számos hátránya van, többek között az, hogy a magas töltőanyag-frakció (10-70 tömegszázalék) nagyobb sűrűséget, valamint mikroszkopikus hibákat és üregeket okoz, amelyek gyakran idő előtti meghibásodáshoz vezetnek.
A legújabb fejlesztések között szerepel a szén nanocsövek (CNT) alkalmazása a polimeralapú nanokompozitok megerősítésére. A CNT-ket a szálakra lehet növeszteni vagy lerakni, vagy az FRP-szerkezetek mátrixaként polimergyantákhoz lehet hozzáadni. A hagyományos mikroméretű töltőanyag (például üveg- vagy szénszálak) helyett nanoszintű CNT-ket használnak töltőanyagként, ami olyan CNT/polimer nanokompozitokat eredményez, amelyek tulajdonságai már nagyon alacsony töltőanyag-tartalom mellett (jellemzően < 5 wt%) is jelentősen megváltoztathatók. Ezek nagyon alacsony sűrűségűek, és javítják a polimer mátrix rugalmassági modulusát, szilárdságát és törési szívósságát. A CNT-k hozzáadása a mátrixhoz csökkenti a rétegközi repedések terjedését is, ami a hagyományos FRP-knél problémát jelenthet.
Az Oak Ridge Nemzeti Laboratóriumban folyó, alacsony költségű szénszállal (LCCF) kapcsolatos jelenlegi kutatások azonban szintén figyelmet kaptak, mivel ez enyhítheti a villámcsapás okozta szerkezeti romlást. Az üvegszálas szélturbinákhoz általában villámcsapás-védelmet (LSP) adnak a tetejére, de ez a szerkezeti hozzájárulás szempontjából gyakorlatilag holtteher. Ennek helyettesítése vezető szénszállal, különösen mivel a szénszál jobb anyag, ideális lenne.
A kutatás másik legújabb fejlesztése az öngyógyító tulajdonságokkal rendelkező polimer kompozitok használata a lapátok anyagaként. Az öngyógyító polimerek vonzóak erre az alkalmazásra, mivel a turbina lapátjai a fent leírt ismétlődő ciklikus igénybevételek miatt a fáradás következtében repedéseket képeznek, és így javíthatják a megbízhatóságot, valamint pufferként szolgálhatnak a különböző hibák és a delamináció ellen. Így ebben az alkalmazásban a polimer a repedések gyógyítására szolgál, amint azok kialakulnak. Konkrétan az egyik tanulmány arra összpontosít, hogy paraffinviasszal bevont rézhuzalokat ágyaznak be egy szálerősítésű polimerbe, hogy csőhálózatot hozzanak létre. E csövek segítségével diciklopentadién (DCPD) és egy katalizátor, amelyek ezután reakcióba lépve hőre keményedő polimert képeznek, amely kijavítja az anyagban kialakuló repedéseket. Bár az R&D eljárás még korai fázisban van, ígéretes fejlődést kínál, különösen a gyártási hibákra hajlamos polimerhálózatok vagy az erős szél miatt rendkívül nagy fáradásnak kitett tengeri környezetben működő turbinák esetében.
A további javulás a lapátok bevonatában alkalmazott szén nanoszálak (CNF) révén lehetséges. A sivatagi környezetben jelentős problémát jelent a lapátok elülső éleinek eróziója a szél által szállított homok miatt, ami növeli az érdességet és csökkenti az aerodinamikai teljesítményt. A szálerősítésű polimerek részecskeerózióval szembeni ellenállása a fémes anyagokhoz és az elasztomerekhez képest gyenge, ezért javítani kell rajta. Kimutatták, hogy az üvegszálak CNF-fel történő helyettesítése a kompozit felületen nagymértékben javítja az erózióállóságot. Kimutatták továbbá, hogy a CNF-ek jó elektromos vezetőképességet (ami fontos a villámcsapásoknál), magas csillapítási arányt és jó ütés-súrlódási ellenállást biztosítanak. Ezek a tulajdonságok a CNF-alapú nanopapírt a szélturbinalapátok leendő bevonatává teszik.
A szélturbinák esetében, különösen a tengeri vagy nedves környezetben lévő szélturbinák esetében a vízbázisú felületi erózió is előfordul. Hideg éghajlaton például jég rakódhat a lapátokra és növelheti az érdességet, ami csökkenti a turbinalapátok teljesítményét és élettartamát. Továbbá, amikor a lapát nagy sebességgel forog, ugyanez az eróziós hatás az esővíz miatt is bekövetkezhet. Ezért egy olyan bevonat, amely alacsony telepítési költséggel jár, és élettartama alatt nem fogyaszt energiát, jó megoldás. A bevonatnak a következő tulajdonságokkal kell rendelkeznie: jó tapadás a lapáthoz, hőmérsékletállóság (az évszakos változásokkal szemben), időjárásállóság (a só, eső, homok stb. okozta erózióval szemben), jó mechanikai szilárdság, az ultraibolya fénynek való ellenálló képesség, valamint jegesedésgátló és égésgátló tulajdonságok. Mindezek mellett a bevonatnak olcsónak és környezetbarátnak kell lennie.
A jég/vízerózió megelőzésére szolgáló bevonatok egyik jelenlegi kutatási területe a szuperhidrofób felületek (SHS), ahol a vízcseppek gyöngyöznek, és leperegnek a pengéről, miközben az forog. Az SHS-ről kiderült, hogy -25 C-ig megakadályozza a jégképződést is, mivel a jégképződés folyamatát megváltoztatja; konkrétan az SHS-en kis jégszigetek képződnek, szemben a nagy jégfronttal. Továbbá a hidrofób felület által csökkentett felület miatt a lapátra ható aerodinamikai erők lehetővé tették, hogy ezek a szigetek lecsússzanak a lapátról, megakadályozva a további képződést. Más stratégiákat is vizsgálnak arra, hogy ezeket a bevonatokat fűtőelemekkel kombinálják a lapátok mentén a jégképződés további megakadályozása érdekében, de mivel az iparág egyre hosszabb lapátokat szeretne, a lapátok fűtéséhez szükséges energiafogyasztás nő.
A turbinalapátok másik fontos károsodási forrása a villámcsapás, amely egy normál, 25 éves élettartam alatt várhatóan számos villámcsapás érheti a turbinalapátokat. A villámcsapás okozta károk skálája a laminált anyag pusztán felületi szintű perzselésétől és repedésétől a lapáton keletkező repedésekig vagy a lapátot összetartó ragasztóanyagok teljes leválásáig terjed. A villámcsapások leggyakrabban a lapátok csúcsán figyelhetők meg, különösen esős időben, mivel a rézvezetékek vonzzák a villámot. A leggyakoribb módszer ennek leküzdésére, különösen a nem vezető lapátanyagok, például a GFRP és a CFRP esetében, a villámhárítók hozzáadása, amelyek csupán fémvezetékek, amelyek megszakítás nélküli utat biztosítanak a föld felé, teljesen kihagyva a lapátokat és a hajtóművet, hogy kiküszöböljék az említett alkatrészek károsodásának kockázatát.
Lapátok újrahasznosításaSzerkesztés
A Globális Szélenergia Tanács (GWEC) előrejelzése szerint a szélenergia 2020-ra a világ teljes energiaszükségletének 15,7%-át, 2030-ra pedig 28,5%-át fogja biztosítani. A globális szélenergia-termelés e drámai növekedése szükségessé teszi a hatékonyabb szélturbinák újabb és nagyobb flottájának telepítését, valamint az elöregedő szélturbinák következetes leszerelését. Az Európai Szélenergia Szövetség által készített tanulmány alapján csak 2010-ben 110-140 kilotonna kompozitanyagot használt fel a szélturbina-ipar a lapátok gyártásához. A lapátok anyagának nagy része végül hulladékként végzi, és az ilyen mennyiségű kompozit hulladék befogadására az egyetlen lehetőség az újrahasznosítás. 2020-tól kezdve a legtöbb használaton kívüli lapátot újrahasznosítás helyett ideiglenesen tárolják vagy hulladéklerakókba szállítják. Jellemzően az üvegszál-erősítésű polimerek (GFRP) alkotják a lapátok laminált anyagának mintegy 70%-át. Az GFRP-k akadályozzák az égetést, és nem éghetőek. Ezért a hagyományos újrahasznosítási módszereket módosítani kell. Jelenleg, attól függően, hogy az egyes szálak visszanyerhetők-e, néhány általános módszer létezik a szélturbinalapátokban lévő GFRP-k újrahasznosítására:
- Mechanikai újrahasznosítás: Ez a módszer nem nyer vissza egyedi szálakat. A kezdeti folyamatok aprítással, zúzással vagy őrléssel járnak. Az aprított darabokat ezután szétválasztják szálakban gazdag és gyantában gazdag frakciókra. Ezeket a frakciókat végül új kompozitokba építik be töltőanyagként vagy erősítőként.
- Kémiai feldolgozás/pirolízis: A kompozitok termikus bomlását alkalmazzák az egyes szálak visszanyerésére. A pirolízis során az anyagot oxigénmentes környezetben 500 °C-ra hevítik, így az kisebb tömegű szerves anyagokra és gáznemű termékekre bomlik. Az üvegszálak általában eredeti szilárdságuk 50%-át veszítik el, és ezután újrahasznosíthatók festékekben vagy betonban alkalmazott szálerősítő alkalmazásokhoz. A kutatások azt mutatták, hogy ez az élettartam végi lehetőség körülbelül 19 MJ/kg-ot képes visszanyerni. Ennek a módszernek azonban viszonylag magasak a költségei, és hasonló mechanikai előfeldolgozást igényel. Ezenkívül még nem módosították úgy, hogy megfeleljen a szélturbinalapátok nagyszabású újrahasznosításának jövőbeli igényeinek.
- A kompozitok közvetlen szerkezeti újrahasznosítása: A kémiai, termikus és mechanikai újrahasznosítási eljárásokkal kapcsolatos eredménytelenségek és költségek leküzdésére fejlesztették ki, amelyek vagy csökkentik a teljesítménytulajdonságokat, vagy csak töltőanyagként szolgálnak más kompozitokhoz. Ennek a módszernek az általános lényege, hogy a kompozitot változatlan formában újra felhasználják, ami különösen a nagyobb méretű kompozit anyagok esetében érhető el, mivel több darabra osztható, amelyek változatlan formában felhasználhatók más alkalmazásokban, anélkül, hogy a kompozit alkatrész kémiai tulajdonságai megváltoznának.
Az egyik induló vállalkozás, a Global Fiberglass Solutions azt állítja, hogy rendelkezik egy olyan módszerrel, amellyel a pengéket lebontják és pelletekké és rostlapokká préselik, amelyeket padlóburkolatokhoz és falakhoz lehet felhasználni. A vállalat a texasi Sweetwaterben, a kontinens legnagyobb szélerőmű-koncentrációjának közelében lévő üzemében kezdte meg a minták gyártását. Egy másik üzemet Iowában tervez.