Windenergie is een van de meest haalbare schone energiebronnen op aarde geworden. Jarenlang kwam het grootste deel van onze elektriciteit uit steenkool, olie en andere fossiele brandstoffen. Het opwekken van energie uit deze hulpbronnen veroorzaakt echter ernstige schade aan ons milieu en vervuilt de lucht, het land en het water. Deze erkenning heeft ertoe geleid dat veel mensen groene energie als oplossing hebben gekozen. Daarom is hernieuwbare energie om vele redenen erg belangrijk, waaronder:
-Positieve impact op het milieu
- Banen en andere economische voordelen
-Verbeterde volksgezondheid
-Een enorme en onuitputtelijke energievoorraad
-Een betrouwbaarder en veerkrachtiger energiesysteem
In 1831 creëerde Michael Faraday de eerste elektromagnetische generator. Hij ontdekte dat er in een geleider een elektrische stroom kan ontstaan wanneer deze door een magnetisch veld wordt bewogen. Bijna 200 jaar later spelen magneten en magnetische velden nog steeds een integrale rol in de moderne opwekking van elektriciteit. Ingenieurs blijven voortbouwen op de uitvindingen van Faraday, met nieuwe ontwerpen om de problemen van de 21e eeuw op te lossen.
Windturbines worden beschouwd als een zeer complex apparaat en worden steeds populairder in de sector van de hernieuwbare energie. Bovendien speelt elk onderdeel van de turbine een belangrijke rol in de manier waarop deze functioneert en windenergie opvangt. In de eenvoudigste vorm werken windturbines als volgt:
-Sterke wind doet de wieken draaien
-De bladen van de ventilator zijn verbonden met een hoofdkanaal in het midden
-De generator die op die as is aangesloten, zet die beweging om in elektriciteit
Permanente magneten spelen een cruciale rol in enkele van 's werelds grootste windturbines. Zeldzame aardmagneten, zoals krachtige neodymium-ijzer-boormagneten, zijn in sommige windturbineontwerpen gebruikt om de kosten te verlagen, de betrouwbaarheid te verbeteren en de behoefte aan duur en doorlopend onderhoud te verminderen. Bovendien heeft de ontwikkeling van nieuwe, innovatieve technologieën de afgelopen jaren ingenieurs geïnspireerd om permanente magneetgeneratorsystemen (PMG) in windturbines te gebruiken. Hierdoor is de behoefte aan tandwielkasten geëlimineerd, wat bewijst dat systemen met permanente magneten kostenefficiënter, betrouwbaarder en onderhoudsarmer zijn. In plaats van elektriciteit nodig te hebben om een magnetisch veld uit te zenden, worden grote neodymiummagneten gebruikt om hun eigen magneten te produceren. Bovendien heeft dit de noodzaak geëlimineerd voor onderdelen die in eerdere generatoren werden gebruikt, terwijl de windsnelheid die nodig is om energie te produceren, wordt verminderd.
Een synchrone generator met permanente magneet is een alternatief type windturbinegenerator. In tegenstelling tot inductiegeneratoren gebruiken deze generatoren het magnetische veld van sterke zeldzame-aardmagneten in plaats van elektromagneten. Ze hebben geen sleepringen of een externe stroombron nodig om een magnetisch veld te creëren. Ze kunnen op lagere snelheden werken, waardoor ze rechtstreeks door de turbine-as kunnen worden aangedreven en dus geen versnellingsbak nodig hebben. Dit vermindert het gewicht van de windturbinegondel en betekent dat torens tegen lagere kosten kunnen worden geproduceerd. De eliminatie van de versnellingsbak resulteert in een verbeterde betrouwbaarheid, lagere onderhoudskosten en een verbeterde efficiëntie. Het vermogen van magneten om ontwerpers in staat te stellen mechanische versnellingsbakken van windturbines te verwijderen is illustratief voor hoe magneten op innovatieve wijze kunnen worden gebruikt bij het oplossen van zowel operationele als economische problemen in moderne windturbines.
De windturbine-industrie geeft de voorkeur aan zeldzame aardmagneten om drie belangrijke redenen:
-Permanente magneetgeneratoren hebben geen externe stroombron nodig om een magnetisch veld te initiëren
-De zelfexcitatie betekent ook dat een reeks batterijen of condensatoren voor andere functies kleiner kan zijn
-Het ontwerp vermindert elektrische verliezen
Bovendien wordt, dankzij de hoge energiedichtheid die permanente magneetgeneratoren bieden, een deel van het gewicht dat gepaard gaat met koperen wikkelingen geëlimineerd, samen met problemen als beschadigde isolatie en kortsluiting.
Windenergie is tegenwoordig een van de snelst groeiende energiebronnen in de nutssector.
De enorme voordelen van het gebruik van magneten in windturbines om een schonere, veiligere, efficiëntere en economisch levensvatbare bron van windenergie te produceren, hebben enorme positieve gevolgen voor onze planeet, de bevolking en de manier waarop we leven en werken.
Wind is een schone en hernieuwbare brandstofbron die kan worden gebruikt bij de productie van elektrische energie. Windturbines kunnen worden gebruikt in combinatie met andere hernieuwbare energiebronnen om staten en landen te helpen voldoen aan de normen en emissiedoelstellingen voor hernieuwbare energiebronnen om het tempo van de klimaatverandering te vertragen. Windturbines stoten geen kooldioxide of andere schadelijke broeikasgassen uit, waardoor windenergie beter is voor het milieu dan bronnen op basis van fossiele brandstoffen.
Naast het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen biedt windenergie extra voordelen ten opzichte van traditionele energieopwekkingsbronnen. Kern-, steenkool- en aardgascentrales gebruiken verrassend veel water bij de productie van elektrische energie. In dit soort energiecentrales wordt water gebruikt om stoom te creëren, emissies te beheersen of voor koeling. Een groot deel van dit water komt uiteindelijk in de vorm van condensatie in de atmosfeer terecht. Omgekeerd hebben windturbines geen water nodig om elektriciteit te produceren. De waarde van windparken neemt daarom exponentieel toe in droge gebieden waar de beschikbaarheid van water beperkt is.
Misschien wel een voor de hand liggend maar belangrijk voordeel van windenergie is dat de brandstofbron in wezen gratis is en lokaal wordt gewonnen. De brandstofkosten van fossiele brandstoffen kunnen daarentegen een van de grootste bedrijfskosten voor een energiecentrale zijn en moeten mogelijk afkomstig zijn van buitenlandse leveranciers, wat een afhankelijkheid kan creëren van onderbreekbare toeleveringsketens en kan worden beïnvloed door geopolitieke conflicten. Dit betekent dat windenergie landen kan helpen energieonafhankelijker te worden en het risico op prijsschommelingen van fossiele brandstoffen kan verkleinen.
In tegenstelling tot eindige brandstofbronnen zoals steenkool of aardgas, is wind een duurzame energiebron waarvoor geen fossiele brandstoffen nodig zijn om stroom op te wekken. Wind wordt veroorzaakt door temperatuur- en drukverschillen in de atmosfeer en is het gevolg van de opwarming van het aardoppervlak door de zon. Als brandstofbron zorgt wind voor een oneindige energievoorraad en zolang de zon blijft schijnen, zal de wind blijven waaien.
