Energia wiatrowa stała się jednym z najbardziej realnych źródeł czystej energii na Ziemi. Przez wiele lat większość naszej energii elektrycznej pochodziła z węgla, ropy i innych paliw kopalnych. Jednakże wytwarzanie energii z tych zasobów powoduje poważne szkody w naszym środowisku oraz zanieczyszcza powietrze, ziemię i wodę. To uznanie skłoniło wiele osób do skorzystania z zielonej energii jako rozwiązania. Dlatego energia odnawialna jest bardzo ważna z wielu powodów, m.in.:
-Pozytywny wpływ na środowisko
-Praca i inne korzyści ekonomiczne
-Poprawa zdrowia publicznego
-Ogromne i niewyczerpane zasoby energii
-Bardziej niezawodny i odporny system energetyczny
W 1831 roku Michael Faraday stworzył pierwszy generator elektromagnetyczny. Odkrył, że w przewodniku może powstać prąd elektryczny, gdy porusza się on w polu magnetycznym. Prawie 200 lat później magnesy i pola magnetyczne nadal odgrywają integralną rolę w nowoczesnym wytwarzaniu energii elektrycznej. Inżynierowie w dalszym ciągu wykorzystują wynalazki Faradaya, opracowując nowe projekty mające na celu rozwiązanie problemów XXI wieku.
Turbiny wiatrowe, uważane za bardzo złożone maszyny, stają się coraz bardziej popularne w sektorze energii odnawialnej. Ponadto każda część turbiny odgrywa ważną rolę w jej działaniu i wychwytywaniu energii wiatru. W najprostszej formie działanie turbin wiatrowych wygląda następująco:
-Silne wiatry obracają łopaty
- Łopatki wentylatora są połączone z głównym kanałem pośrodku
-Generator podłączony do tego wału przekształca ten ruch w energię elektryczną
Magnesy trwałe odgrywają kluczową rolę w niektórych z największych turbin wiatrowych na świecie. W niektórych konstrukcjach turbin wiatrowych zastosowano magnesy ziem rzadkich, takie jak silne magnesy neodymowo-żelazowo-borowe, aby obniżyć koszty, poprawić niezawodność i zmniejszyć potrzebę kosztownej i ciągłej konserwacji. Dodatkowo rozwój nowych, innowacyjnych technologii w ostatnich latach zainspirował inżynierów do wykorzystania układów generatorów z magnesami trwałymi (PMG) w turbinach wiatrowych. Wyeliminowało to zatem potrzebę stosowania skrzyń biegów, udowadniając, że systemy z magnesami trwałymi są bardziej opłacalne, niezawodne i wymagają niewielkiej konserwacji. Zamiast potrzebować energii elektrycznej do wyemitowania pola magnetycznego, do wytwarzania własnego pola magnetycznego wykorzystuje się duże magnesy neodymowe. Co więcej, wyeliminowało to potrzebę stosowania części stosowanych w poprzednich generatorach, jednocześnie zmniejszając prędkość wiatru niezbędną do wytworzenia energii.
Generator synchroniczny z magnesami trwałymi jest alternatywnym typem generatora z turbiną wiatrową. W przeciwieństwie do generatorów indukcyjnych, generatory te wykorzystują pole magnetyczne silnych magnesów ziem rzadkich zamiast elektromagnesów. Nie wymagają pierścieni ślizgowych ani zewnętrznego źródła zasilania do wytworzenia pola magnetycznego. Można je eksploatować przy niższych prędkościach obrotowych, dzięki czemu mogą być napędzane bezpośrednio z wału turbiny i dlatego nie wymagają skrzyni biegów. Zmniejsza to ciężar gondoli turbiny wiatrowej i oznacza, że wieże mogą być produkowane po niższych kosztach. Wyeliminowanie skrzyni biegów skutkuje większą niezawodnością, niższymi kosztami konserwacji i lepszą wydajnością. Zdolność magnesów do umożliwienia projektantom demontażu mechanicznych skrzyń biegów z turbin wiatrowych ilustruje, w jaki sposób magnesy można w innowacyjny sposób wykorzystać do rozwiązywania problemów operacyjnych i ekonomicznych nowoczesnych turbin wiatrowych.
Przemysł turbin wiatrowych preferuje magnesy ziem rzadkich z trzech głównych powodów:
-Generatory z magnesami trwałymi nie potrzebują zewnętrznego źródła zasilania, aby zainicjować pole magnetyczne
-Samowzbudzenie oznacza również, że zestaw akumulatorów lub kondensatorów do innych funkcji może być mniejszy
-Konstrukcja zmniejsza straty elektryczne
Dodatkowo, dzięki ofercie generatorów z magnesami trwałymi o dużej gęstości energii, eliminowana jest część ciężaru związanego z miedzianymi uzwojeniami, a także problemy związane z uszkodzoną izolacją i zwarciami.
Energia wiatrowa jest obecnie jednym z najszybciej rozwijających się źródeł energii w sektorze użyteczności publicznej.
Ogromne korzyści wynikające z wykorzystania magnesów w turbinach wiatrowych do produkcji czystszego, bezpieczniejszego, wydajniejszego i ekonomicznie opłacalnego źródła energii wiatrowej mają ogromne pozytywne konsekwencje dla naszej planety, populacji oraz sposobu, w jaki żyjemy i pracujemy.
Wiatr jest czystym i odnawialnym źródłem paliwa, które można wykorzystać do produkcji energii elektrycznej. Turbiny wiatrowe można stosować w połączeniu z innymi odnawialnymi źródłami energii, aby pomóc stanom i krajom w spełnieniu standardów portfela energii odnawialnej i celów w zakresie emisji, aby spowolnić tempo zmian klimatycznych. Turbiny wiatrowe nie emitują dwutlenku węgla ani innych szkodliwych gazów cieplarnianych, co sprawia, że energia wiatrowa jest lepsza dla środowiska niż źródła oparte na paliwach kopalnych.
Oprócz redukcji emisji gazów cieplarnianych, energia wiatrowa zapewnia dodatkowe korzyści w porównaniu z tradycyjnymi źródłami wytwarzania energii. Elektrownie jądrowe, węglowe i gazowe zużywają zaskakująco dużo wody do produkcji energii elektrycznej. W elektrowniach tego typu woda wykorzystywana jest do wytwarzania pary, kontroli emisji lub do celów chłodniczych. Duża część tej wody jest ostatecznie uwalniana do atmosfery w postaci kondensacji. I odwrotnie, turbiny wiatrowe nie wymagają wody do produkcji energii elektrycznej. Wartość farm wiatrowych rośnie zatem wykładniczo w regionach suchych, gdzie dostępność wody jest ograniczona.
Być może oczywistą, ale znaczącą zaletą energii wiatrowej jest to, że źródło paliwa jest zasadniczo bezpłatne i pozyskiwane lokalnie. Z kolei koszty paliw kopalnych mogą stanowić jeden z największych kosztów operacyjnych elektrowni i konieczne może być ich pozyskiwanie od zagranicznych dostawców, którzy mogą uzależnić się od przerywalnych łańcuchów dostaw i mogą być dotknięci konfliktami geopolitycznymi. Oznacza to, że energia wiatrowa może pomóc krajom uzyskać większą niezależność energetyczną i zmniejszyć ryzyko wahań cen paliw kopalnych.
W przeciwieństwie do skończonych źródeł paliw, takich jak węgiel czy gaz ziemny, wiatr jest zrównoważonym źródłem energii, które nie wymaga paliw kopalnych do wytwarzania energii. Wiatr powstaje w wyniku różnic temperatury i ciśnienia w atmosferze i jest wynikiem ogrzewania powierzchni Ziemi przez słońce. Jako źródło paliwa wiatr zapewnia nieskończone dostawy energii i dopóki słońce będzie świecić, wiatr będzie wiał.
