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BWE-Hintergrundpapier - Möglichkeiten des Recyclings von Rotorblättern

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BWE-Hintergrundpapier - Möglichkeiten des Recyclings von Rotorblättern

BWE-Hintergrundpapier - Möglichkeiten des Recyclings von

Möglichkeiten zur Wiederverwertung von Rotorblättern von Onshore‐Windenergieanlagen Stand Dezember 2017 Bis zum ersten Halbjahr 2017 gab es ca. 28.000 Onshore‐Windenergieanlagen (WEA) in Deutschland mit einer installierten Leistung von etwa 48.000 Megawatt. Von Jahr zu Jahr werden aber auch immer mehr WEA abgebaut. Nicht für alle Bestandsanlagen findet sich ein Zweitmarkt, einige müssen auch recycelt werden. Somit wachsen die Anforderungen an die nachhaltige Herstellung von Windenergieanlagen und an das Recycling nicht mehr verwendeter Bestandteile. Derzeit können 80 – 90 Prozent der Komponenten einer WEA 1 , bezogen auf ihre Gesamtmasse, wiederverwertet werden. Kategorisiert man die Materialien, die für die Hauptkomponenten einer WEA verwendet werden, lassen sich diese prinzipiell in mineralische Materialien (Beton), Metalle und Kunststoffe unterscheiden. Die größte Herausforderung hierbei ist die Verwertung der in den Rotorblättern enthaltenen Verbundwerkstoffe. Zusammensetzung des Rotorblatts Die Rotorblätter einer WEA sind in der Regel aus Glasfaser (GFK), Kohlefaser (CFK) und Polyester‐, Vinylester‐ oder Epoxydharz gefertigt. Hinzu kommen zusätzliche Stützmaterialien in den Faserverbundbauteilen zum Einsatz. Ebenso werden zur Blitzableitung metallische Leitungen ins Blatt integriert, diese sind meist aus Kupfer oder Aluminium. Zur Verhinderung von Eisbildung werden weitere Metalle in Form von Heizelementen an der Vorderkante des Rotorblatts verwendet. Ziel der Herstellung ist eine möglichst optimale Materialzusammensetzung, um mit möglichst wenig Gewicht möglichst viel Kräfte auszuhalten. Daher werden Verbundstrukturen aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften verwendet: • Verstärkungsfasern (Glas, Kohlenstoff, Aramid oder Basalt) • Polymermatrix (Duroplaste wie Epoxide, Polyester, Vinylester, Polyurethan oder Thermoplaste) • Sandwich‐Kern (Balsaholz, welches aber wegen oft schwieriger Beschaffung durch Polyvinylchlorid in Form von PVC‐Schaum beziehungsweise PET ersetzt wird) • Beschichtungen (PE, PUR) • Metalle (Kupferverdrahtung, Stahlbolzen) In der Regel werden neue Rotorblätter mit Epoxydharz gefertigt, da Polyester Wasser über die Lebensdauer hinweg durch Osmose aufnimmt und die Blätter deshalb an Gewicht zunehmen. Aus diesem Grund werden diese Blätter und diejenigen, die mit Kohlefaser verarbeitet sind, in eine Epoxymatrix eingebettet. Typischerweise besteht die Mehrheit der Flügelmaterialzusammensetzung aus der Kombination von Fasern und Polymeren, die auch als faserverstärkte Polymere (FRP) bekannt ist. So sind zum Beispiel Anteile von 60 – 70 Prozent Verstärkungsfasern und 30 – 40 Prozent Harz, je nach Gewicht, üblich, siehe folgende Abbildung. Derzeit werden im Onshore‐Bereich fast 1 Ressourceneffizienz von Windenergieanlagen, VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH, 2014 www.wind‐energie.de ( 1 / 5

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