Первая в мире полномасштабная деревянная ветряная турбина начала работать в Швеции. Башня была построена деревообрабатывающей компанией Modvion.
Башня высотой 105 метров, расположенная в районе Скара, является первой коммерческой ветряной башней Modvion и является продолжением меньшего демонстрационного проекта высотой 30 метров, который компания завершила в 2020 году.
Лопасти ротора и ступица генератора изготовлены из обычных материалов, а башня изготовлена из клееного бруса (LVL), разновидности инженерной древесины, состоящей из тонких полосок шпона, склеенных вместе и часто используемых для изготовления балок и несущих строительных конструкций.
Башня ветряной турбины в Скаре сделана из искусственной древесины.
Компания заявляет, что этот тип древесины не только достаточно прочен, чтобы противостоять силам вращающейся турбины, но и гораздо более экологичен для строительства, чем используемая в настоящее время сталь.
Хотя энергия ветра играет важную роль в обеспечении мира экологически чистой возобновляемой энергией, во время их строительства по-прежнему образуется много выбросов углекислого газа — отчасти из-за стальных башен.
Modvion описывает свои деревянные башни как сокращение выбросов углекислого газа при строительстве ветряных турбин более чем на 100 процентов благодаря сочетанию производственного процесса с меньшими выбросами и хранения углерода, обеспечиваемого деревьями.
«Наши башни, только при их производстве, выбрасывают на 90 процентов меньше выбросов, чем стальная башня, которая выполняет ту же работу», — сказала Dezeen финансовый директор Modvion Мария-Лина Хедлунд. «А затем, если вы добавите секвестрацию углерода, то вы фактически получите минус — то есть поглотитель углерода. Это здорово, если мы хотим достичь чистого нулевого производства энергии, и нам это нужно».
Используемая порода древесины – клееный брус.
Хедлунд, который также является инженером, описывает LVL как конструкцию, «похожую на углеродное волокно», с полосами шпона толщиной всего три миллиметра, сложенными и склеенными вместе, что придает ему высокое соотношение прочности к весу.
Эта легкость является преимуществом, поскольку в целом сокращается количество необходимого материала. По словам Хедлунда, при использовании тяжелого материала возникает «спираль плохого проектирования», поскольку вес самой башни увеличивает нагрузку, которую она должна нести.
И хотя у некоторых LVL все полосы шпона обращены в одном направлении, Modvion использует свой «собственный рецепт», определяющий направления волокон, что еще больше улучшает характеристики материала.
Турбинная башня является самой высокой из построенных шведской компанией Modvion. Фото Пола Веннерхольма
Производственный процесс включает в себя изготовление деревянных плит на заказ на стандартном заводе LVL, а затем доставку на завод Modvion. Там их склеивают в более крупные модули и сгибают в округлую форму на этапе, называемом ламинированием, а затем очень точно обрабатывают для точной настройки формы.
«В деревообрабатывающей промышленности обычно наблюдаются допуски в сантиметрах, тогда как у нас — субмиллиметровые», — сказал Хедлунд.
Модульная природа конструкции LVL решает еще одну проблему, которую Modvion заметила в отношении стали: поскольку турбины становятся все больше, чтобы выдавать больше мощности, становится невозможно транспортировать стальные башни на площадку.
Они построены в виде больших цилиндров и перевозятся на грузовиках, но диаметр основания, необходимый для самых высоких башен, становится выше, чем могут позволить некоторые мосты и дороги.
Брус ламинируется в модули на заводе Модвион.
«Сейчас мы подходим к моменту, когда они больше не смогут пройти», — сказал Хедлунд. «Итак, мы увидим переход в ветроэнергетической отрасли к модульному строительству, потому что это способ добиться этого. И одно из больших преимуществ строительства из материала, который мы делаем, заключается в том, что оно естественным образом построено модульно».
Хотя сталь также может быть изготовлена модульной, для ее соединения на месте потребуются болты, а не клей, что, по словам Хедлунда, является недостатком.
«Болты не очень удобны при такой большой динамической нагрузке, потому что со временем они ослабнут», — сказала она. «Поэтому, прежде всего, вам нужно установить их на место, а это большая работа, а затем вам также придется обслуживать их в течение всего срока службы».
Модули собирались и склеивались на месте.
Турбина Скара имеет мощность в два мегаватта, что представляет собой максимальную выходную мощность, которую турбина может достичь в идеальных условиях. Это немного ниже средней мощности новых турбин, построенных в Европе.
Снаружи башня имеет толстое белое покрытие, что делает ее похожей на сталь, а лопасти ротора и ступица генератора, которые не поставляются Modvion, изготовлены из обычных материалов, таких как стекловолокно. Однако в будущем ситуация может измениться, когда другая компания, Voodin Blades, работает над технологией изготовления деревянных лезвий.
Modvion была основана в 2016 году коллегами по университету Дэвидом Оливегреном и Отто Лундманом. Хотя в настоящее время компания специализируется на ветряных турбинах, она занимается деревянными технологиями в более широком смысле, и Хедлунд рассказал у, что команда считает, что у нее есть «самое прочное в мире соединение для деревянного строительства», которое также можно найти и в других целях.
Еще одной недавней вехой в развитии ветроэнергетики стало создание ветряного грузового судна, которое было оснащено двумя парусами высотой 37,5 метров.
