Windenergie ist zu einer der machbarsten sauberen Energiequellen der Erde geworden. Viele Jahre lang stammte der Großteil unseres Stroms aus Kohle, Öl und anderen fossilen Brennstoffen. Allerdings verursacht die Energiegewinnung aus diesen Ressourcen schwere Schäden an unserer Umwelt und verschmutzt Luft, Land und Wasser. Diese Erkenntnis hat viele Menschen dazu veranlasst, sich der grünen Energie als Lösung zuzuwenden. Daher sind erneuerbare Energien aus vielen Gründen sehr wichtig, darunter:
-Positive Auswirkungen auf die Umwelt
-Arbeitsplätze und andere wirtschaftliche Vorteile
-Verbesserte öffentliche Gesundheit
-Eine riesige und unerschöpfliche Energieversorgung
-Ein zuverlässigeres und widerstandsfähigeres Energiesystem
Im Jahr 1831 entwickelte Michael Faraday den ersten elektromagnetischen Generator. Er entdeckte, dass in einem Leiter ein elektrischer Strom erzeugt werden kann, wenn er durch ein Magnetfeld bewegt wird. Fast 200 Jahre später spielen Magnete und Magnetfelder immer noch eine wesentliche Rolle in der modernen Stromerzeugung. Ingenieure bauen weiterhin auf Faradays Erfindungen auf und entwickeln neue Entwürfe zur Lösung der Probleme des 21. Jahrhunderts.
Windkraftanlagen gelten als hochkomplexe Maschinen und erfreuen sich im Bereich der erneuerbaren Energien immer größerer Beliebtheit. Darüber hinaus spielt jeder Teil der Turbine eine wichtige Rolle für ihre Funktionsweise und die Erfassung der Windenergie. In der einfachsten Form funktionieren Windkraftanlagen wie folgt:
-Starke Winde drehen die Rotorblätter
-Die Flügel des Ventilators sind mit einem Hauptkanal in der Mitte verbunden
-Der mit dieser Welle verbundene Generator wandelt diese Bewegung in Elektrizität um
Permanentmagnete spielen in einigen der größten Windkraftanlagen der Welt eine entscheidende Rolle. Seltenerdmagnete wie leistungsstarke Neodym-Eisen-Bor-Magnete wurden in einigen Windkraftanlagenkonstruktionen verwendet, um die Kosten zu senken, die Zuverlässigkeit zu verbessern und den Bedarf an teurer und laufender Wartung zu reduzieren. Darüber hinaus hat die Entwicklung neuer, innovativer Technologien in den letzten Jahren Ingenieure dazu inspiriert, Permanentmagnetgeneratorsysteme (PMG) in Windkraftanlagen einzusetzen. Daher sind keine Getriebe mehr erforderlich, was beweist, dass Permanentmagnetsysteme kosteneffizienter, zuverlässiger und wartungsarmer sind. Anstatt Strom zu benötigen, um ein Magnetfeld auszusenden, werden große Neodym-Magnete verwendet, um ein eigenes Magnetfeld zu erzeugen. Darüber hinaus wurden dadurch die in früheren Generatoren verwendeten Teile überflüssig, während gleichzeitig die zur Energieerzeugung erforderliche Windgeschwindigkeit verringert wurde.
Ein Permanentmagnet-Synchrongenerator ist ein alternativer Typ eines Windturbinengenerators. Im Gegensatz zu Induktionsgeneratoren nutzen diese Generatoren das Magnetfeld starker Seltenerdmagnete anstelle von Elektromagneten. Sie benötigen keine Schleifringe oder eine externe Stromquelle, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Sie können bei niedrigeren Drehzahlen betrieben werden, wodurch sie direkt von der Turbinenwelle angetrieben werden können und daher kein Getriebe benötigen. Dadurch wird das Gewicht der Gondel der Windkraftanlage reduziert und die Türme können zu geringeren Kosten hergestellt werden. Der Wegfall des Getriebes führt zu einer verbesserten Zuverlässigkeit, geringeren Wartungskosten und einer verbesserten Effizienz. Die Fähigkeit von Magneten, es Konstrukteuren zu ermöglichen, mechanische Getriebe aus Windkraftanlagen zu entfernen, ist ein Beispiel dafür, wie Magnete auf innovative Weise zur Lösung sowohl betrieblicher als auch wirtschaftlicher Probleme in modernen Windkraftanlagen eingesetzt werden können.
Die Windturbinenindustrie bevorzugt Seltenerdmagnete aus drei Hauptgründen:
-Permanentmagnetgeneratoren benötigen keine externe Stromquelle, um ein Magnetfeld zu erzeugen
-Die Selbsterregung bedeutet auch, dass eine Reihe von Batterien oder Kondensatoren für andere Funktionen kleiner sein kann
-Das Design reduziert elektrische Verluste
Darüber hinaus entfällt aufgrund der hohen Energiedichte von Permanentmagnetgeneratoren das mit Kupferwicklungen verbundene Gewicht sowie die Probleme der beschädigten Isolierung und des Kurzschlusses.
Windenergie gehört heute zu den am schnellsten wachsenden Energiequellen im Versorgungssektor.
Die enormen Vorteile des Einsatzes von Magneten in Windkraftanlagen zur Erzeugung einer saubereren, sichereren, effizienteren und wirtschaftlicheren Windenergiequelle haben enorme positive Auswirkungen auf unseren Planeten, die Bevölkerung und die Art und Weise, wie wir leben und arbeiten.
Wind ist eine saubere und erneuerbare Brennstoffquelle, die zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Windkraftanlagen können in Verbindung mit anderen erneuerbaren Energiequellen eingesetzt werden, um Staaten und Ländern dabei zu helfen, Standards für erneuerbare Energien und Emissionsziele einzuhalten und so den Klimawandel zu verlangsamen. Windkraftanlagen stoßen kein Kohlendioxid oder andere schädliche Treibhausgase aus, wodurch Windenergie umweltfreundlicher ist als Energie aus fossilen Brennstoffen.
Zusätzlich zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen bietet Windenergie zusätzliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Stromerzeugungsquellen. Kern-, Kohle- und Erdgaskraftwerke verbrauchen bei der Stromerzeugung überraschend viel Wasser. In solchen Kraftwerken wird Wasser zur Dampferzeugung, Emissionskontrolle oder zu Kühlzwecken verwendet. Ein Großteil dieses Wassers gelangt letztlich in Form von Kondenswasser in die Atmosphäre. Umgekehrt benötigen Windkraftanlagen zur Stromerzeugung kein Wasser. Der Wert von Windparks steigt daher in trockenen Regionen, in denen die Wasserverfügbarkeit begrenzt ist, exponentiell.
Ein vielleicht offensichtlicher, aber bedeutender Vorteil der Windenergie besteht darin, dass die Brennstoffquelle im Wesentlichen kostenlos ist und aus der Region stammt. Im Gegensatz dazu können die Brennstoffkosten für fossile Brennstoffe zu den größten Betriebskosten eines Kraftwerks gehören und müssen möglicherweise von ausländischen Lieferanten bezogen werden, was zu einer Abhängigkeit von unterbrechbaren Lieferketten führen und von geopolitischen Konflikten betroffen sein kann. Dies bedeutet, dass Windenergie dazu beitragen kann, dass Länder energieunabhängiger werden und das Risiko von Preisschwankungen bei fossilen Brennstoffen verringert wird.
Im Gegensatz zu endlichen Brennstoffquellen wie Kohle oder Erdgas ist Wind eine nachhaltige Energiequelle, die keine fossilen Brennstoffe zur Stromerzeugung benötigt. Wind entsteht durch Temperatur- und Druckunterschiede in der Atmosphäre und ist das Ergebnis der Erwärmung der Erdoberfläche durch die Sonne. Als Treibstoffquelle liefert der Wind einen unbegrenzten Energievorrat, und solange die Sonne scheint, wird der Wind weiter wehen.
