Proč jsou větrné turbíny populárnější?

Lidé obecně přijímají větrné turbíny jako hlavní zdroj energie pouze proto, že jsou čistým zdrojem energie a udržitelnost životního prostředí je již nějakou dobu žhavým tématem. Skutečnost, že větrné turbíny produkují pouze čistou energii (nevypouštějí žádné toxické látky do životního prostředí), z nich dělá hlavní produkty energetiky a také zůstanou – a jádrem tohoto účelu je existence permanentních magnetů (např. neodymové magnety). Neodymové magnety jsou druhem magnetů vzácných zemin. Dalším příkladem je kombinace neodym-železo-bor. Tyto turbíny se používají v konstrukci větrných turbín ke snížení nákladů, zvýšení spolehlivosti a výraznému snížení potřeby nepřetržité a nákladné údržby.

Jak fungují permanentní magnety ve větrných turbínách?

Provoz generátorů větrných turbín je založen na elektromagnetických principech, obvykle podle prvního elektromagnetického principu navrženého Michaelem Faradayem v roce 1831. Když se elektrický vodič otáčí v magnetickém poli, generuje elektřinu. Když se lopatky turbíny otáčejí ve směru větru, dochází k elektromagnetické indukci v magnetickém poli permanentních magnetů v turbíně k výrobě elektřiny. Generátor připojený k hřídeli větrné turbíny bude pohybovat lopatkami. Přeměněno na elektrickou energii. Permanentní magnet ve větrné turbíně však nevyužívá sběrací kroužek použitý v elektromagnetu, ale využívá magnetické pole silného magnetu ze vzácných zemin.

Jaký je rozdíl mezi elektromagnetem a permanentním magnetem?

Na rozdíl od elektromagnetů nevyžadují permanentní magnety žádný externí zdroj energie. Hlavní rozdíl mezi použitím elektromagnetů a permanentních magnetů ve větrných turbínách je ten, že elektromagnety vyžadují sběrací kroužky k napájení elektromagnetů, zatímco permanentní magnety nikoli. Stejně tak převodovky vyžadují nepřetržitou údržbu, což může výrazně zvýšit náklady.

Funkcí převodovky je převádět nízké otáčky hřídele turbíny na vyšší otáčky, které vyžaduje indukční generátor k výrobě elektřiny, ale převodovka způsobí tření a sníží výkon. Například použitím neodymových magnetů místo elektromagnetů můžeme zvýšit účinnost turbín, snížit účinnost a snížit náklady na údržbu.

Velkorozměrové slinuté magnety NdFeB se používají hlavně k výrobě větrných turbín s přímým nebo polopřímým pohonem s permanentními magnety. Použití vysoce výkonného neodymového železitého bóru snižuje hmotnost větrné turbíny, což usnadňuje a zefektivňuje údržbu. Proto jsou větrné turbíny s přímým pohonem s permanentními magnety trendem vývoje větrných turbín v budoucnosti.

Kvůli špatným pracovním podmínkám generátoru větrné turbíny pod širým nebem, jako je pobřeží, dmýchací trubice atd., existuje mnoho požadavků na magnet.

①Vysoká remanence:Principem výroby energie větrné turbíny je použití větrem poháněných lopatek k pohonu rotoru obsahujícího pole permanentních magnetů, aby se generovala elektřina prostřednictvím efektu elektromagnetické indukce ve vinutí statoru (vodiče). Velikost indukované elektromotorické síly generované na obou koncích vinutí je úměrná hustotě magnetického toku (magnetická indukce) Bg generované velkým polem sintrovaných magnetů NdFeB ve vzduchové mezeře a tato Bg je úměrná druhé odmocnině maximálního magnetického energetického produktu permanentního magnetu. Proto je vysokomagnetický energetický produkt materiálu jedním z parametrů sledovaných generátorem.

②Vysoká koercivita: Když větrný generátor běží, permanentní magnet bude demagnetizován střídavým reverzním magnetickým polem generovaným vinutím. Proto větrný generátor vyžaduje, aby permanentní magnet měl dostatečnou koercitivitu, aby odolal silné reverzní demagnetizaci.

③ Vysoká pracovní teplota:Větrná turbína by měla pracovat v rozsahu 120-40-40 a vyžaduje se, aby magnet měl v tomto rozsahu pracovních teplot nízkou nevratnou ztrátu, aby byl zajištěn normální provoz větrné turbíny.

④Další fyzikální vlastnosti:

Odolnost proti korozi:Velmi se změnilo i atmosférické prostředí větrných turbín. Některá místa jsou mokrá; moře je nejen mokré, ale také slané; někdy může atmosféra obsahovat nějakou zásadu nebo kyselinu. Vše výše uvedené bude mít na velkorozměrový sintrovaný magnet NdFeB určitý korozivní účinek, čímž se sníží magnetismus a v těžkých případech dokonce magnet zcela zničí. Aby byl zajištěn normální provoz větrné turbíny do 20 let, je nutné, aby magnet nevytvářel výraznou demagnetizaci během 20 let. Jedním z faktorů demagnetizace je, že magnet může podléhat různé korozi. Proto magnet vyžaduje vysokou odolnost proti korozi a správnou povrchovou úpravu pro ochranu proti korozi. 

Odolnost vůči nárazu: Větrná turbína bude během provozu nevyhnutelně vibrovat, zejména při silném větru, samotný motor bude produkovat silné vibrace, což vyžaduje, aby si magnet zachoval svou integritu a stabilní magnetický výkon při dlouhodobých vibracích.

Tepelná vodivost:Během provozu větrné turbíny bude magnet generovat teplo v důsledku vířivého proudu v kovovém materiálu magnetu. Aby se snížila teplota magnetu, měla by být tepelná vodivost materiálu magnetu co nejvyšší. Snížení vířivého proudu závisí především na snížení povrchového odporu.

Děkujeme, že jste si přečetli náš článek a doufáme, že vám pomůže lépe porozumět nejčastěji používaným neodymovým magnetům vzácných zemin. Pokud se chcete o permanentních magnetech dozvědět více, rádi bychom vám doporučili návštěvuMagnety BEARHEARTPro více informací. 

Můžeme poskytnout vysoce kvalitní permanentní magnety, jako jsou neodymové magnety, feritové magnety a magnetickou montáž za velmi konkurenceschopnou cenu. Jakékoli dotazy a objednávky jsou vítány.