Tuulienergiasta on tullut yksi toteuttamiskelpoisimmista puhtaan energian lähteistä maan päällä. Useiden vuosien ajan suurin osa sähköstämme tuli hiilestä, öljystä ja muista fossiilisista polttoaineista. Energian tuottaminen näistä resursseista aiheuttaa kuitenkin vakavia vahinkoja ympäristöllemme ja saastuttaa ilmaa, maata ja vettä. Tämä tunnustus on saanut monet ihmiset kääntymään vihreän energian puoleen ratkaisuna. Siksi uusiutuva energia on erittäin tärkeää monista syistä, kuten:
– Positiivinen ympäristövaikutus
-Työpaikat ja muut taloudelliset edut
– Kansanterveyden parantuminen
- Laaja ja ehtymätön energialähde
- Luotettavampi ja kestävämpi energiajärjestelmä
Vuonna 1831 Michael Faraday loi ensimmäisen sähkömagneettisen generaattorin. Hän havaitsi, että johtimeen voi syntyä sähkövirtaa, kun sitä liikutetaan magneettikentän läpi. Lähes 200 vuotta myöhemmin magneeteilla ja magneettikentillä on edelleen olennainen rooli nykyaikaisessa sähköntuotannossa. Insinöörit jatkavat Faradayn keksintöjen rakentamista uusilla malleilla 2000-luvun ongelmien ratkaisemiseksi.
Erittäin monimutkaisena koneistona pidettyjen tuuliturbiinien suosio kasvaa uusiutuvan energian alalla. Lisäksi jokaisella turbiinin osalla on tärkeä rooli sen toiminnassa ja tuulienergian keräämisessä. Yksinkertaisimmassa muodossa tuuliturbiinien toiminta on seuraava:
- Kova tuuli kääntää teriä
- Tuulettimen siivet on kytketty keskellä olevaan pääkanavaan
- Tuohon akseliin kytketty generaattori muuntaa liikkeen sähköksi
Kestomagneeteilla on kriittinen rooli joissakin maailman suurimmista tuuliturbiineista. Harvinaisten maametallien magneetteja, kuten tehokkaita neodyymi-rauta-boorimagneetteja, on käytetty joissakin tuuliturbiinirakenteissa kustannusten alentamiseksi, luotettavuuden parantamiseksi ja kalliiden ja jatkuvan huollon tarpeen vähentämiseksi. Lisäksi uusien, innovatiivisten teknologioiden kehitys viime vuosina on inspiroinut insinöörejä käyttämään kestomagneettigeneraattoreita (PMG) tuuliturbiineissa. Siksi tämä on poistanut vaihteiston tarpeen, mikä on osoittanut kestomagneettijärjestelmät kustannustehokkaammiksi, luotettavammiksi ja vähän huoltoa vaativiksi. Sen sijaan, että tarvittaisiin sähköä magneettikentän lähettämiseen, käytetään suuria neodyymimagneetteja omien tuottamiseen. Lisäksi tämä on poistanut aiemmissa generaattoreissa käytettyjen osien tarpeen ja samalla vähentänyt energian tuottamiseen tarvittavaa tuulen nopeutta.
Kestomagneettisynkroninen generaattori on vaihtoehtoinen tuuliturbiinigeneraattori. Toisin kuin induktiogeneraattorit, nämä generaattorit käyttävät vahvojen harvinaisten maametallien magneettikenttää sähkömagneettien sijaan. Ne eivät vaadi liukurenkaita tai ulkoista virtalähdettä magneettikentän luomiseen. Niitä voidaan käyttää pienemmillä nopeuksilla, mikä mahdollistaa niiden käyttövoiman suoraan turbiinin akselilla, eivätkä siksi vaadi vaihdelaatikkoa. Tämä vähentää tuuliturbiinin koneen painoa ja mahdollistaa tornien valmistamisen halvemmalla. Vaihteiston poistaminen parantaa luotettavuutta, alentaa huoltokustannuksia ja parantaa tehokkuutta. Magneettien kyky antaa suunnittelijoille mahdollisuus poistaa mekaanisia vaihteistoja tuuliturbiineista on esimerkki siitä, kuinka magneetteja voidaan käyttää innovatiivisesti sekä toiminnallisten että taloudellisten ongelmien ratkaisemisessa nykyaikaisissa tuuliturbiineissa.
Tuuliturbiiniteollisuus suosii harvinaisten maametallien magneetteja kolmesta pääsyistä:
- Kestomagneettigeneraattorit eivät tarvitse ulkoista virtalähdettä magneettikentän käynnistämiseen
-Itseherätys tarkoittaa myös sitä, että muiden toimintojen paristot tai kondensaattorit voivat olla pienempiä
- Suunnittelu vähentää sähköhäviöitä
Lisäksi korkean energiatiheyden kestomagneettigeneraattorien tarjonnan ansiosta kuparikäämityksiin liittyvä paino poistuu sekä eristyksen ja oikosulun aiheuttamat ongelmat.
Tuulivoima on yksi nopeimmin kasvavista energialähteistä tällä hetkellä kunnallisteollisuudessa.
Tuuliturbiinien magneettien käyttämisestä puhtaamman, turvallisemman, tehokkaamman ja taloudellisesti kannattavamman tuulivoimalähteen valtavat edut vaikuttavat valtavasti positiivisesti planeetallemme, väestöllemme sekä tapaamme elää ja työskennellä.
Tuuli on puhdas ja uusiutuva polttoaine, jota voidaan käyttää sähkön tuotannossa. Tuulivoimaloita voidaan käyttää yhdessä muiden uusiutuvien energialähteiden kanssa auttamaan valtioita ja maita täyttämään uusiutuvan energian portfoliostandardit ja päästötavoitteet ilmastonmuutoksen hidastamiseksi. Tuuliturbiinit eivät tuota hiilidioksidia tai muita haitallisia kasvihuonekaasuja, mikä tekee tuulivoimasta ympäristölle paremmin kuin fossiilisiin polttoaineisiin perustuvista lähteistä.
Kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisen lisäksi tuulienergia tarjoaa lisäetuja perinteisiin energiantuotantolähteisiin verrattuna. Ydin-, hiili- ja maakaasuvoimalaitokset käyttävät yllättävän paljon vettä sähkön tuotannossa. Tämäntyyppisissä voimalaitoksissa vettä käytetään höyryn tuottamiseen, päästöjen hallintaan tai jäähdytykseen. Suuri osa tästä vedestä vapautuu lopulta ilmakehään kondensoitumisena. Toisaalta tuuliturbiinit eivät vaadi vettä sähkön tuottamiseen. Tuulipuistojen arvo kasvaa siten eksponentiaalisesti kuivilla alueilla, joilla veden saatavuus on rajallinen.
Ehkä ilmeinen, mutta merkittävä tuulivoiman etu on se, että polttoaine on pääosin ilmaista ja hankittu paikallisesti. Sitä vastoin fossiilisten polttoaineiden polttoainekustannukset voivat olla voimalaitoksen suurimpia käyttökustannuksia, ja ne on ehkä hankittava ulkomaisilta toimittajilta, mikä voi luoda riippuvuuden keskeytettävistä toimitusketjuista ja joihin geopoliittiset konfliktit voivat vaikuttaa. Tämä tarkoittaa, että tuulienergia voi auttaa maita tulemaan energiariippumattomiksi ja vähentämään fossiilisten polttoaineiden hintavaihteluiden riskiä.
Toisin kuin rajalliset polttoainelähteet, kuten kivihiili tai maakaasu, tuuli on kestävä energialähde, joka ei vaadi fossiilisia polttoaineita sähkön tuottamiseen. Tuuli syntyy ilmakehän lämpötila- ja paine-eroista, ja se on seurausta auringon lämmittämisestä Maan pintaa. Polttoaineena tuuli tarjoaa loputtomasti energiaa, ja niin kauan kuin aurinko paistaa, tuuli jatkaa puhaltamista.
