Tworzywa sztuczne stosowane w energii odnawialnej

Tworzywa konstrukcyjne są coraz częściej wykorzystywane do produkcji detali, które montowane są docelowo w turbinach wiatrowych, turbinach wodnych, pompach, panelach solarnych, etc. Wraz ze wzrostem świadomości inżynierów, odpowiedzialnych za produkcje maszyn, produkujących czystą energię, rośnie znaczenie tworzyw konstrukcyjnych w tej dziedzinie przemysłu.

Jeszcze 50 lat temu mało kto myślał o energii odnawialnej. Głównymi źródłami pozyskiwania energii w Polsce, Europie i na świecie były elektrownie opalane paliwami i kopalinami oraz elektrownie atomowe. Wysokie zanieczyszczenie atmosfery i środowiska było głównym powodem rozwoju produkcji energii odnawialnej.

Najpopularniejszymi ,,producentami” energii odnawialnej są wiatraki. Początkowo do budowy wiatraków wykorzystywano tylko i wyłącznie metale. Wraz z rozwojem tej gałęzi przemysłu oraz rozwojem tworzyw konstrukcyjnych (oraz tworzyw sztucznych), coraz większą uwagę zaczęto zwracać, na wykorzystanie tworzyw konstrukcyjnych dla energii odnawialnej. Części metalowe wiatraków były zastępowane tworzywami konstrukcyjnymi, których po pierwsze – wytrzymałość jest podobna do metali, a po drugie posiadają dużo więcej zalet niż detale metalowe. Detale z tworzyw sztucznych wykorzystywane w produkcji energii odnawialnej są dużo łatwiejsze w produkcji. Tworzywo konstrukcyjne są generalnie proste w obróbce, a skrócony czas produkcji detalu oznacza oszczędności. Tworzywa konstrukcyjne są także dużo lżejsze od metali. Detale lżejsze, które pozostają w ruchu, wytwarzają dużo mniejsze tarcie, dzięki czemu wydłużona zostaje żywotność elementu. Części lżejsze stawiają również mniejszy opór i łatwiej wprawić je w ruch. Jest to bardzo ważny aspekt, mając na względzie turbiny wiatrowe. Kolejnym plusem tworzyw konstrukcyjnych w energii odnawialnej jest możliwość wytworzenia detalu z tworzywa, które nie potrzebuje smarowania. Elementy metalowe pozostające w ruchu, wymagają cyklicznego smarowania. Pozwala to zapobiec zatarciu i zapieczeniu, które unieruchomiłoby urządzenie/maszynę. Dla przykładu – przy produkcji rolek, które w przypadku metali wymagają regularnego smarowania, wykorzystać można rolki teflonowe, które smarowania nie potrzebują. Mamy tu do czynienia z oszczędnością czasu, pieniędzy i przede wszystkim zmartwienia, że maszyna może się zatrzeć. Pozytywnym aspektem wykorzystania tworzyw konstrukcyjnych w turbinach wiatrowych jest także ich cicha praca. Jak wiemy, farmy wiatrowe produkują dość duży hałas. Wykorzystanie tworzyw konstrukcyjnych w kluczowych miejscach, pozwala na znaczną redukcję hałasu.

Na dzień dzisiejszy, najpopularniejszymi zastosowaniami tworzyw konstrukcyjnych w turbinach wiatrowych są przesuwne segmenty pierścieniowe, krążki i klocki cierne wykorzystywane do hamowania turbin, pierścienie przenoszące moc oraz uszczelnienia, klatki łożysk dla łożysk kulkowych. Do produkcji elementów wykorzystywanych w produkcji energii odnawialnej, wykorzystywane są głównie, następujące tworzywa konstrukcyjne: PET, PET z substancjami smarującymi, PEEK, poliamidy oraz polietyleny.

Tworzywa konstrukcyjne są również wykorzystywane do produkcji paneli solarnych. Dostępne są bowiem tworzywa konstrukcyjne, które można montować w komorach próżniowych i nie ulegają jakimkolwiek zmianom. Dostępne są również tworzywa w pełni odporne na bardzo wilgotne środowisko, które w przypadku paneli solarnych, występuje w większości części. W przypadku paneli solarnych, zastosowanie znajdują PEEK, PTFE, PBI, ECTFE, PPS.