Китайские исследователи разработали решение для переработки отслуживших свой срок лопастей ветрогенераторов, превратив потенциальные отходы в эффективный инструмент борьбы с песчаными наносами.
В исследовании, опубликованном в журнале International Soil and Water Conservation Research, учёные предложили использовать списанные лопасти ветрогенераторов для создания песчаных барьеров. Такой подход одновременно решает две актуальные проблемы – утилизацию устаревших лопастей и поиск оптимальных методов контроля песчаных наносов.
Лопасти ветрогенераторов, обладающие высокой прочностью и долговечностью, можно напрямую разрезать и просверливать для создания песчаных барьеров. Этот подход не только решает проблемы переработки списанных лопастей ветрогенераторов, но и смягчает нехватку материалов для защиты от ветра и стабилизации песка в пустынных и гобийских районах.
В засушливых и полузасушливых регионах ветер может наносить серьёзный ущерб как человеческим поселениям, так и природным ландшафтам. Песчаные барьеры призваны уменьшить экономические потери и защитить среду обитания. Хотя традиционные барьеры из тростника и веток недороги, просты в конструкции и экологичны, они недолговечны и плохо выдерживают экстремальные условия.
Более эффективные искусственные материалы для контроля песка также сталкиваются с трудностями в чрезвычайно ветреных районах вдоль железных дорог. В связи с этим иногда используются прочные барьеры из цемента, металла и каменистого песка. В идеале материалы должны быть прочными, долговечными, устойчивыми к ветру и термическим воздействиям, доступными, разумными по цене и обладать оптимальной пористостью.
Что касается ветроэнергетики, вопрос утилизации старых лопастей связан с высокими затратами и сложными традиционными процессами переработки, а также с риском загрязнения окружающей среды при неправильном управлении.
Исследователи изучили эффективность песчаных барьеров, изготовленных из списанных или поврежденных лопастей ветрогенераторов.
Сначала мы проверили механические свойства этого материала, включая устойчивость к ультрафиолетовому старению, термостабильность, прочность на изгиб и устойчивость к эрозии. Затем, с помощью экспериментов в аэродинамической трубе и численного моделирования, мы проанализировали защитные эффекты и способность к стабилизации песка новых барьеров с различной пористостью в сравнении с традиционными нейлоновыми сетчатыми барьерами.
Результаты показали, что скорость эрозии нового барьера на 56% ниже, чем у материалов из древесного композита, а его прочность на изгиб в 14 раз выше. Исследователи также установили, что пористость в 20% является оптимальной для снижения переноса осадков.
Таким образом, новые пористые песчаные барьеры из списанных или поврежденных лопастей ветрогенераторов обладают превосходной устойчивостью к ультрафиолету и эрозии, высокой прочностью и термостабильностью, пригодностью к переработке и длительным сроком службы. Эта технология сочетает пористую структуру гибких песчаных барьеров с прочностью жёстких барьеров, что делает её хорошо подходящей для регионов с сильными ветрами, большими перепадами температур и интенсивным ультрафиолетовым излучением, что открывает значительный потенциал для применения в практике контроля песчаных наносов.
Осталось только начать использовать на практике.