Perché le turbine eoliche sono più popolari?

Le persone generalmente accettano le turbine eoliche come principale fonte di energia solo perché sono una fonte di energia pulita e la sostenibilità ambientale è un tema caldo da tempo. Il fatto che le turbine eoliche producano solo energia pulita (non emettono sostanze tossiche nell'ambiente) le rende i principali prodotti dell'industria energetica e rimarranno, e il fulcro di questo scopo è l'esistenza di magneti permanenti (come magneti al neodimio). I magneti al neodimio sono un tipo di magnete in terre rare. Un altro esempio è la combinazione neodimio-ferro-boro. Queste turbine sono utilizzate nella progettazione di turbine eoliche per ridurre i costi, aumentare l'affidabilità e ridurre notevolmente la necessità di una manutenzione continua e costosa.

Come funzionano i magneti permanenti nelle turbine eoliche?

Il funzionamento dei generatori eolici si basa su principi elettromagnetici, solitamente seguendo il primo principio elettromagnetico ideato da Michael Faraday nel 1831. Quando un conduttore elettrico ruota in un campo magnetico, genera elettricità. Quando le pale della turbina ruotano nella direzione del vento, si verifica l'induzione elettromagnetica nel campo magnetico dei magneti permanenti nella turbina per generare elettricità. Un generatore collegato all'albero della turbina eolica muoverà le pale. Convertito in energia elettrica. Tuttavia, il magnete permanente nella turbina eolica non utilizza l'anello di contatto utilizzato nell'elettromagnete, ma utilizza il campo magnetico di un forte magnete di terre rare.

Qual è la differenza tra elettromagnete e magnete permanente?

A differenza degli elettromagneti, i magneti permanenti non richiedono alcuna fonte di alimentazione esterna. La principale differenza tra l'utilizzo di elettromagneti e magneti permanenti nelle turbine eoliche è che gli elettromagneti richiedono collettori rotanti per alimentare gli elettromagneti, mentre i magneti permanenti no. Allo stesso modo, i riduttori richiedono una manutenzione continua, che può aumentare significativamente i costi.

La funzione del cambio è convertire la bassa velocità dell'albero della turbina nella maggiore velocità richiesta dal generatore a induzione per generare elettricità, ma il cambio causerà attrito e ridurrà le prestazioni. Ad esempio, utilizzando magneti al neodimio al posto degli elettromagneti, possiamo aumentare l'efficienza delle turbine, ridurre l'efficienza e ridurre i costi di manutenzione.

Magneti NdFeB sinterizzati di grandi dimensioni sono utilizzati principalmente per la produzione di turbine eoliche a trasmissione diretta o semidiretta a magneti permanenti. L'utilizzo di neodimio ferro boro ad alte prestazioni riduce il peso dell'aerogeneratore, rendendo la manutenzione più semplice ed efficiente. Pertanto, le turbine eoliche a trasmissione diretta a magneti permanenti sono la tendenza di sviluppo delle turbine eoliche in futuro.

A causa delle cattive condizioni di lavoro del generatore eolico all'aria aperta, come il mare, la tuyere, ecc., ci sono molti requisiti per il magnete.

①Alta rimanenza:Il principio della generazione di energia delle turbine eoliche consiste nell'utilizzare pale azionate dal vento per azionare il rotore contenente l'array di magneti permanenti per generare elettricità attraverso l'effetto di induzione elettromagnetica nell'avvolgimento dello statore (conduttore). L'entità della forza elettromotrice indotta generata su entrambe le estremità dell'avvolgimento è proporzionale alla densità del flusso magnetico (induzione magnetica) Bg generata dall'array di magneti NdFeB sinterizzati di grandi dimensioni nel traferro, e questo Bg è proporzionale alla radice quadrata del massimo prodotto di energia magnetica del magnete permanente. Pertanto, l'elevato prodotto di energia magnetica del materiale è uno dei parametri perseguiti dal generatore.

②Alta coercitività: Quando il generatore eolico è in funzione, il magnete permanente sarà smagnetizzato dal campo magnetico inverso alternato generato dall'avvolgimento. Pertanto, il generatore eolico richiede che il magnete permanente abbia una coercitività sufficiente per resistere a una forte smagnetizzazione inversa.

③Alta temperatura di lavoro:La turbina eolica dovrebbe funzionare nell'intervallo 120-40-40 e il magnete deve avere una bassa perdita irreversibile all'interno di questo intervallo di temperatura di lavoro per garantire il normale funzionamento della turbina eolica.

④Altre proprietà fisiche:

Resistenza alla corrosione:Anche l'ambiente atmosferico delle turbine eoliche è cambiato notevolmente. Alcuni posti sono bagnati; il mare non è solo umido, ma anche salato; a volte l'atmosfera può contenere alcali o acidi. Tutto quanto sopra avrà un certo effetto corrosivo sul magnete NdFeB sinterizzato di grandi dimensioni, riducendo così il magnetismo e persino distruggendo completamente il magnete nei casi più gravi. Per garantire il normale funzionamento della turbina eolica entro 20 anni, è necessario che il magnete non produca una smagnetizzazione significativa entro 20 anni. Uno dei fattori di smagnetizzazione è che il magnete può subire varie corrosioni. Pertanto, il magnete richiede un'elevata resistenza alla corrosione e un adeguato trattamento superficiale per la protezione dalla corrosione. 

Resistenza all'impatto: La turbina eolica vibrerà inevitabilmente durante il funzionamento, specialmente in caso di forte vento, il motore stesso produrrà forti vibrazioni, che richiedono al magnete di mantenere la sua integrità e prestazioni magnetiche stabili in caso di vibrazioni a lungo termine.

Conduttività termica:Durante il funzionamento della turbina eolica, il magnete genererà calore a causa della corrente parassita nel materiale metallico del magnete. Per ridurre la temperatura del magnete, la conduttività termica del materiale del magnete dovrebbe essere la più alta possibile. La riduzione delle correnti parassite dipende principalmente dalla riduzione della resistenza superficiale.

Grazie per aver letto il nostro articolo e speriamo che possa aiutarti ad avere una migliore comprensione dei magneti al neodimio di terre rare più comunemente usati. Se vuoi saperne di più sui magneti permanenti, ti consigliamo di visitareBEARHEART Magnetiper maggiori informazioni. 

Siamo in grado di fornire magneti permanenti di alta qualità come magneti al neodimio, magneti in ferrite e assemblaggio magnetico a un prezzo molto competitivo. Eventuali richieste e ordini sono i benvenuti.