Zastosowanie magnesów stałych w turbin wiatrowych

Czy zastanawiałeś się kiedyś, jak działają turbiny wiatrowe ? Najprawdopodobniej masz, ale z pewnością miałbyś pytania. Na przykład możesz być ciekawy, jak dokładnie te wysokie struktury z dwoma ostrzami są w stanie wygenerować ogromne ilości energii elektrycznej, aby zasilić wiele gospodarstw domowych w całym kraju.

U podstaw mechaniki w turbin wiatrowych znajdują się magnesy trwałe , specjalny rodzaj magnesu o silnych stałych właściwości magnetycznych. Do czasu wynalezienia turbin wiatrowych głównym źródłem mocy były paliwa kopalne, takie jak węgiel i ropa naftowa. Chociaż były one niezwykle pomocne, mieli poważną wadę; Wydało alarmujące ilości dwutlenku węgla, który jest toksyczny zarówno dla ludzi, jak i środowiska.

Dlaczego w ind t . _ _ _

Ogólna akceptacja turbin wiatrowych jako głównego źródła zasilania leży wyłącznie dlatego, że są one formą czystej energii. Należy pamiętać, że zrównoważony rozwój środowiska jest przedmiotem szumu od dłuższego czasu. Fakt, że turbiny wiatrowe wytwarzają tylko czystą energię (bez emisji jakiegokolwiek toksycznego materiału dla środowiska) sprawia, że ​​są podstawą w branży energetycznej. Są tutaj, aby pozostać - a centralnym w tym celu jest obecność stałych magnesów, takich jak magnesy neodymowe .

Magnesy neodymowe są rodzajem magnesu rzadkiego. Innym przykładem jest kombinacja neodymu-żelaza-boron. Turbiny te są wykorzystywane w projektach turbin wiatrowych w celu zmniejszenia kosztów, poprawy niezawodności i drastycznego zmniejszenia potrzeby ciągłej i kosztownej konserwacji.

Jak zatem działają stałe magnesy w turbinach wiatrowych?

Działanie generatorów turbin wiatrowych opiera się na zasadzie elektromagnetyzmu i zwykle następuje po projekcie pierwszego elektromagnetycznego zaprojektowanego przez Michaela Faradaya w 1831 r. Gdy przewodnik elektryczny jest obracany w polu magnetycznym, wytwarza energię elektryczną. Gdy ostrza turbin obracają się w kierunku wiatru, indukcja elektromagnetyczna występuje w polu magnetycznym magnesu stałego w turbinach w celu wytwarzania energii elektrycznej. Generator podłączony do wału turbiny wiatrowej przekształca ruch ostrzy w elektryczność.

Ale zamiast używać pierścieni poślizgowych, zastosowanych w elektromagnetach, magnesy stałe w turbinach wiatrowych wykorzystują pole magnetyczne silnych magnesów rzadkich.

Różnica między elektromagnetami a magnesami stałymi

W przeciwieństwie do elektromagnetów, magnesy stałe nie wymagają zasilania z żadnego zewnętrznego źródła. Główną różnicą między stosowaniem elektromagnetów a magnesami stałymi w turbin wiatrowych polega na tym, że elektromagnety wymagają pierścieni poślizgowych, aby zasilać elektromagnety, podczas gdy magnesy trwałe nie. Ponownie, skrzynie biegów wymagają ciągłej konserwacji, co może znacznie podnieść koszty.

Funkcją skrzyni biegów jest przekształcenie niskiej prędkości obrotowej wału turbinowego na wyższe prędkości potrzebne w generatorach indukcyjnych w celu wytwarzania energii elektrycznej. Ale skrzynie biegów powodują tarcie i mogą zmniejszyć wydajność. Na przykład z magnesem neodymowym zastępując elektromagnety, możemy osiągnąć wyższą wydajność w turbinach, zmniejszyć wydajność i niższe koszty utrzymania.

Dzisiaj inżynierowie opracowali jeszcze bardziej wyrafinowane generatory elektromagnetyczne, które pracują w tandemie z energią wiatrową uwięzioną przez turbiny wiatrowe, aby ocenić energię elektryczną do lokalnego zużycia w gospodarstwach domowych, szkołach, szpitalach, zakładach biznesowych i tak dalej. Na razie jedna turbina wiatrowa może wytwarzać do 113 GW i może zasilać około 250 domów T0 300, sądząc po intensywności wiatru.

Jak magnesy zapewniają lepsze rozwiązania montażowe w turbinach wiatrowych

Oprócz pomocy w wytwarzaniu energii elektrycznej, stałe magnesy odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu integralności wysokich ścian turbiny. Jeśli uprzywilejowujesz się spojrzeć do generatora turbin wiatru, zobaczysz wiele kabli i bardzo długich drabin przymocowanych do ścian. Niektóre z nich zawierają windy, aby umożliwić pracownikom dostęp do naczyń turbiny.

Tradycyjnym rozwiązaniem do osiągnięcia tego jest wywiercenie otworów w ścianach turbiny w celu zamontowania wsporników lub spawania wsporników na ścianach w celu trzymania wsporników. Niestety rozwiązanie to może wpłynąć na integralność ścian, zmniejszyć ich siłę i sprawić, że są podatne na korozję.

Na szczęście stałe magnesy przyspieszają grę, umożliwiając inżynierom montaż wsporników na ścianie bez wiercenia otworów lub spawania czegokolwiek. Niektórzy producenci turbin genialnie używają magnetycznego systemu montażowego do przymocowania wsporników ściennych i innych niezbędnych materiałów na ścianie turbin. Silne metale ziem rzadkich, takie jak magnesy neodymu, są doskonałym wyborem do tego rodzaju zastosowań.

Wniosek

Biorąc pod uwagę, że magnesy stałe odgrywają ważną rolę w pomaganiu światu w generowaniu czystej energii elektrycznej, można śmiało powiedzieć, że magnesy stałe są niezbędne. Co ciekawe, są one stosowane w wielu innych dziedzinach, takich jak leki, elektronika itp.