Енергія вітру стала одним із найбільш можливих екологічно чистих джерел енергії на землі. Протягом багатьох років більшість нашої електроенергії отримували з вугілля, нафти та інших видів викопного палива. Однак виробництво енергії з цих ресурсів завдає серйозної шкоди навколишньому середовищу та забруднює повітря, землю та воду. Це визнання змусило багатьох людей звернутися до зеленої енергії як рішення. Тому відновлювана енергетика є дуже важливою з багатьох причин, зокрема:
- Позитивний вплив на навколишнє середовище
- Робота та інші економічні вигоди
- Поліпшення охорони здоров'я
- Величезний і невичерпний запас енергії
-Більш надійна та стійка енергетична система
У 1831 році Майкл Фарадей створив перший електромагнітний генератор. Він виявив, що електричний струм може виникати в провіднику, коли він рухається через магнітне поле. Майже 200 років потому магніти та магнітні поля продовжують відігравати невід’ємну роль у сучасному виробництві електроенергії. Інженери продовжують розвивати винаходи Фарадея, розробляючи нові конструкції для вирішення проблем 21 століття.
Вітрові турбіни, які вважаються дуже складним механізмом, стають все більш популярними в секторі відновлюваної енергетики. Крім того, кожна частина турбіни відіграє важливу роль у тому, як вона функціонує та збирає енергію вітру. У найпростішому вигляді вітряні турбіни працюють так:
- Сильні вітри повертають лопаті
- Лопаті вентилятора підключені до головного каналу в центрі
- Генератор, підключений до цього вала, перетворює цей рух в електрику
Постійні магніти відіграють вирішальну роль у деяких з найбільших у світі вітрових турбін. Рідкоземельні магніти, такі як потужні неодим-залізо-борні магніти, використовувалися в деяких конструкціях вітрових турбін для зниження витрат, підвищення надійності та зменшення потреби у дорогому та постійному обслуговуванні. Крім того, розвиток нових інноваційних технологій протягом останніх років надихнув інженерів на використання систем генератора з постійними магнітами (PMG) у вітрових турбінах. Таким чином, це усунуло потребу в коробках передач, довівши, що системи з постійними магнітами є більш економічно ефективними, надійними та не потребують обслуговування. Замість того, щоб випромінювати магнітне поле потребувало електроенергії, великі неодимові магніти використовуються для їхнього виробництва. Крім того, це усунуло потребу в деталях, які використовувалися в попередніх генераторах, одночасно зменшивши швидкість вітру, необхідну для виробництва енергії.
Альтернативним типом вітрогенератора є синхронний генератор з постійними магнітами. На відміну від індукційних генераторів, ці генератори замість електромагнітів використовують магнітне поле сильних рідкоземельних магнітів. Їм не потрібні контактні кільця або зовнішнє джерело живлення для створення магнітного поля. Вони можуть працювати на низьких швидкостях, що дозволяє їм отримувати живлення від валу турбіни безпосередньо і, отже, не вимагають коробки передач. Це зменшує вагу гондоли вітрової турбіни та означає, що вежі можна виготовляти з нижчою ціною. Усунення коробки передач призводить до підвищення надійності, зниження витрат на технічне обслуговування та підвищення ефективності. Здатність магнітів дозволяти розробникам знімати механічні коробки передач із вітряних турбін є ілюстрацією того, як магніти можна використовувати інноваційно для вирішення як експлуатаційних, так і економічних проблем у сучасних вітрових турбінах.
Промисловість вітрових турбін віддає перевагу рідкоземельним магнітам з трьох основних причин:
- Генераторам з постійними магнітами не потрібне зовнішнє джерело живлення для ініціювання магнітного поля
- Самозбудження також означає, що батареї або конденсатори для інших функцій можуть бути меншими
- Конструкція зменшує електричні втрати
Крім того, завдяки генераторам з постійними магнітами з високою щільністю енергії, деяка вага, пов’язана з мідними обмотками, усувається разом із проблемами пошкодження ізоляції та замикання.
Енергія вітру є одним з найбільш швидко зростаючих джерел енергії в комунальному секторі сьогодні.
Величезні переваги використання магнітів у вітрових турбінах для виробництва чистішого, безпечнішого, ефективнішого та економічно життєздатного джерела енергії вітру мають величезні позитивні наслідки для нашої планети, населення та способу життя та роботи.
Вітер є чистим і відновлюваним джерелом палива, яке можна використовувати для виробництва електроенергії. Вітрові турбіни можна використовувати в поєднанні з іншими відновлюваними джерелами енергії, щоб допомогти державам і країнам досягти стандартів портфоліо відновлюваних джерел енергії та цільових показників викидів для уповільнення темпів зміни клімату. Вітрові турбіни не викидають вуглекислий газ чи інші шкідливі парникові гази, що робить енергію вітру кращою для навколишнього середовища, ніж джерела на основі викопного палива.
Окрім скорочення викидів парникових газів, енергія вітру забезпечує додаткові переваги порівняно з традиційними джерелами виробництва електроенергії. Атомні, вугільні та газові електростанції використовують напрочуд велику кількість води для виробництва електроенергії. У цих типах електростанцій вода використовується для створення пари, контролю викидів або для охолодження. Значна частина цієї води зрештою викидається в атмосферу у вигляді конденсату. Навпаки, вітряним турбінам не потрібна вода для виробництва електроенергії. Таким чином, значення вітряних електростанцій експоненціально зростає в посушливих регіонах, де доступність води обмежена.
Можливо, очевидною, але значною перевагою вітроенергетики є те, що джерело палива є фактично безкоштовним і отримується з місцевих джерел. Навпаки, витрати на викопне паливо можуть бути одними з найбільших експлуатаційних витрат для електростанції, і їх, можливо, доведеться покривати від іноземних постачальників, які можуть створити залежність від переривчастих ланцюжків поставок і можуть постраждати від геополітичних конфліктів. Це означає, що енергія вітру може допомогти країнам стати більш енергетично незалежними та зменшити ризик коливань цін на викопне паливо.
На відміну від обмежених джерел палива, таких як вугілля чи природний газ, вітер є стійким джерелом енергії, яке не потребує викопного палива для виробництва енергії. Вітер створюється різницею температур і тиску в атмосфері та є результатом нагрівання поверхні Землі Сонцем. Як джерело палива, вітер забезпечує нескінченний запас енергії, і до тих пір, поки сонце продовжує світити, вітер буде продовжувати дути.
