Дървени турбинни кули могат да направят вятърната енергия още по-екологична

Бележка на редактора: Call to Earth е публицистична поредност на CNN, която се ангажира да рапортува за екологичните провокации, пред които е изправена нашата планета, дружно с решенията. Инициативата Perpetual Planet на Rolex си партнира със CNN, с цел да увеличи осведомеността и образованието по отношение на основни проблеми с устойчивостта и да въодушеви позитивни дейности.

Вятърната сила е жизненоважна за подкрепяне на декарбонизацията на енергийната промишленост. Въпреки това, до момента в който електричеството, което генерира, има дребен въглероден отпечатък, кулите на стандартните вятърни турбини са направени най-вече с потребление на въглеродно-интензивни материали като стомана. Шведската компания Modvion има вяра, че е намерила по-екологична опция - създаване на турбинни кули от дърво.

Почти два тона въглероден диоксид се отделят за всеки звук създадена стомана, а съвременна вятърна турбина на сушата „ съдържа към 120 метрични тона стомана на мегават потенциал “, съгласно индустриалната група WindEurope.

Вместо стомана, Modvion употребява ламиниран фурнир (LVL), изработен от голям брой пластове дърво, залепени дружно с лепила. LVL платките се създават в модули, които по-късно се транспортират и сглобяват в цилиндри на място, преди да бъдат подредени една върху друга и съединени с лепило, с цел да се сътвори кула.

Компанията споделя, че употребява скандинавска смърчова дървесина, получена от сертифицирани за наново залесяване стабилно ръководени северни гори в Швеция, а типичната кула употребява сред 300 до 1200 кубични метра дървесина.

Според Ото Лундман, съосновател и основен изпълнителен шеф на Modvion, потреблението на дървени кули понижава излъчванията през виталния цикъл на вятърна турбина с над 25% и с 90%, в случай че сравните единствено съставния елемент на кулата на турбината.

Той прибавя, че в случай че вземете поради въглеродния диоксид, обхванат от дърветата, когато порастват, може да се смята, че дървените кули съхраняват повече въглерод, който отделят. Въпреки това, някои откриватели оспорват концепцията, че строителството с дърво може да бъде въглеродно безпристрастен.

„ Промяна на гледната точка към дървото “

Modvion е учредена през 2016 година от Лундман и архитекта Дейвид Оливегрен и четири години по-късно, с известно финансиране от Шведската енергийна организация, Modvion пусна първообраз на 30-метрова кула на остров Björkö, Швеция.

През 2023 година компанията конфигурира своята първа комерсиална двумегаватова единица, висока 105 метра (345 фута) дървена турбинна кула, наречена Wind of Change, отвън Скара, Швеция, за електрическата компания Varberg Energi.

Освен изгодите за околната среда, Лундман споделя, че ламинираното дърво има няколко логистични преимущества. Дървото има по-висока здравина на тегло от стоманата, а високите стоманени кули се нуждаят от в допълнение подсилване, с цел да устоят личното си тегло, за разлика от дървените. Това значи, че кулите на Modvion могат да бъдат с 30% по-леки от стоманените, съгласно Лундман.

Модулният дизайн на кулите значи, че те могат да бъдат превозени благодарение на общоприети камиони и пътища, а откакто турбината бъде изведена от употреба, дървото може да бъде свалено, с цел да се употребява наново в строителната промишленост като греди с висока здравина. Компанията споделя, че с течение на времето нейните кули са по-евтини от стоманените, като по-високите кули дават по-големи спестявания.

„ Надяваме се и виждаме, че променяме гледната точка на дървото като материал “, споделя Лундман. „ Това в действителност е естественото въглеродно влакно, зелената стомана, която пораства. Трябва да се употребява доста повече.

Тестване на кулите

Д-р Абас Каземи Амири от Центъра за вятърна сила и надзор в Университета на Стратклайд, Глазгоу в Обединеното кралство, който не е обвързван с Modvion, споделя, че до момента в който дървото има забележителен капацитет, има доста незнайни по отношение на ламинирано дърво, което може да аргументи опасения.

„ За разлика от стоманата, бетона и синтетичните композити, които са били подложени на обширни механични проби и проби за отмалялост в продължение на десетилетия, този вид нова ламинирана дървесина няма такова изцяло тестване “, споделя Амири. „ Провеждането на задълбочени проби в бъдеще ще бъде от решаващо значение за необятното комерсиализиране на дървени кули. “

Той прибавя: „ Механичните свойства на дървесината могат да се трансформират според от изискванията на околната среда, евентуално повлиявайки на държанието на дървените кули... Необходими са спомагателни проучвания, с цел да се отговори на тези несигурности. “

Липсата на съществуващи проучвания и насоки за потреблението на дървесина за великански структури като вятърни турбини бяха най-големите провокации пред Modvion, споделя Лундман.

„ Ние проектираме нашите кули, които дават отговор на стандартите както за вятърна сила, по този начин и за дървени структури “, изяснява той. „ Но в стандартите за вятърна сила дървото в действителност не се взема поради за кулите, това е най-вече стомана и бетон. И в стандартите за дървени структури те в действителност не влизат в вида динамично натоварена конструкция, каквато е машината за вятърна сила.

„ Следователно трябваше да преодолеем тази празнота и направихме доста проби на всички разнообразни елементи в нашите кули, с цел да потвърдим, като покажем в реалност по какъв начин тези съставни елементи работят [през] живота на една турбина. “

Кулите Modvion са покрити с дебела, водоустойчива багра и като стоманените кули имат живот от 25 до 30 години, съгласно компанията.

В момента Modvion е във фаза на планиране за своята първа шест мегаватова турбина, която ще бъде конфигурирана идната година. До 2027 година има за цел да стартира комерсиално произвеждане на турбината в нова фабрика.

Докато компанията се концентрира единствено върху съставния елемент на кулата, Лундман споделя, че перките на турбината - които обичайно се създават от фибростъкло, свързани дружно с епоксидна смола, необикновено здрав материал, който е сложен и безценен за преработване - също могат да бъдат направени от дърво.

Други започващи компании са почнали да се оправят с този проблем, в това число немската компания Voodin Blades, която създава турбинни перки от LVL, които съгласно нея са изцяло биоразградими.

„ Вятърната сила е един от най-привлекателните възобновими енергийни източници, които имаме “, споделя Лундман. „ Като разрешаваме по-високи, по-ефективни кули както от позиция на излъчванията, по този начин и от позиция на разноските, ние ги вършим още по-привлекателни. “