Kullanım ömrü dolmuş rüzgar türbin kanatlarının geri dönüşüm ve geri kazanım seçeneklerinin değerlendirilmesi

Dünya genelinde rüzgâr enerjisi yatırımlarının büyümesiyle, hizmet dışı kalan rüzgâr türbinleri bir çevre sorunu haline gelmektedir. Ortalama 25-30 yıllık ömürlerine ulaştıklarında, atık yönetim stratejileri gerektirir. Rüzgâr enerjisi sistemlerinin yaklaşık %85'i geri dönüştürülebilirken, %15'lik kısım ağırlık olarak türbin kanatlarından oluşmaktadır. Türbini kanatları cam elyaf, termoset reçineler, balsa ağacı, yapıştırıcılar ve kaplamalar içermektedir. Bu kanatların karmaşık yapıları ve biyolojik olarak parçalanamaması atık yönetimini zorlaştırsa da yeniden kullanım, geri dönüşüm ve geri kazanım için çeşitli çözümler mevcuttur. Geri dönüşüm ve geri kazanım hedefleyen yöntemler temelde mekanik, kimyasal ve termal olarak üçe ayrılmaktadır. Bu yöntemler arasında piroliz; sentez gazı, piroliz yağı ve pirokok elde etmeye imkan vermesi sebebiyle önemlidir. Mevcut çalışma, gerçek türbin kanadı örneğinden alınarak yapılmıştır. Ağırlıklı olarak yanma profili ve karakteristikleri ile piroliz profili ve karakteristikleri üzerine durulmuştur. Elde edilen sonuçlar atık türbin kanatlarının geri dönüşüm ve kazanımında ekonomiye ve sürdürülebilirliğe önemli katkı sağlayacaktır. Ayrıca bu çalışmada, Birleşmiş Milletler Sürdürülebilir Kalkınma Amaçlarından Amaç 7- Erişilebilir ve Temiz Enerji, Amaç 9- Sanayi, Yenilikçilik ve Altyapı, Amaç 12- Sorumlu Üretim ve Tüketim, Amaç 13- İklim Eylemi gibi amaçlar desteklenmektedir. Bu tez çalışmasında, taşlanarak toz haline getirilmiş türbin kanadına önce karakterizasyon işlemi yapılmıştır. Bu karakterizasyonda atık türbin kanadının elementel analizi, kül içeriği, ısıl değeri ve yapısı incelenmiştir. Daha sonra piroliz profili ve karakteristiklerini çıkarmak üzere hem termogravimetrik yöntemle hem de tüp fırın kullanılarak piroliz yapılmıştır. Pirolize ait karakteristik sıcaklıklar, dönüşüm ve ürünlerin karakterizasyonu ayrı ayrı çıkarılmıştır. Yanma profili ve karakteristiklerini çıkarmak üzere termogravimetrik yöntem uygulanmıştır. Ayrıca yanma sonrası oluşan kül yapısal olarak da incelenmiştir. Çalışmada çeşitli analizler yapılmıştır ve elde edilen bulgular tartışılmıştır. Atık türbin kanat örneklerinin ortalama üst ısıl değeri 11.95 MJ/kg olup çimento fabrikalarında alternatif hammadde ya da ek yakıt olarak kullanılması için gerekli olan minimum şartı sağlamaktadır. Piroliz yağında ağırlıklı olarak Bisfenol A ve türevleri bulunmakta olup, az miktarda esterler ve benzoatlar vardır. Ortalama pirokok verimi %61.73'tür. Atık türbin kanadının yanma profili üç kademelidir, kütle kaybının en fazla görüldüğü sıcaklık 200 ℃-400℃ arasındadır. Hizmet ömrünü dolduran rüzgar türbin kanatlarının ya da diğer bir ifadeyle atık rüzgar türbin kanatlarının geri kazanımı araştırmaya açık, birçok detayın aynı anda düşünülmesini gerektiren ve sürdürülebilir bir yaklaşımla yönetilmesi gereken bir sorundur. Mevcut çalışma, gelecekte yapılacak birçok çalışmaya da referans olacaktır. Ayrıca, atık türbin kanatlarının yönetimi ülkemizde henüz tam olarak tanımlanmamış olması nedeniyle bu alanda da çalışmaların yapılması gerekmektedir.