L’energia eolica è diventata una delle fonti di energia pulita più realizzabili sulla terra. Per molti anni, la maggior parte della nostra elettricità proveniva dal carbone, dal petrolio e da altri combustibili fossili. Tuttavia, la produzione di energia da queste risorse provoca gravi danni al nostro ambiente e inquina l’aria, la terra e l’acqua. Questo riconoscimento ha spinto molte persone a rivolgersi all’energia verde come soluzione. Pertanto, l’energia rinnovabile è molto importante per molte ragioni, tra cui:
-Impatto ambientale positivo
-Lavoro e altri benefici economici
-Miglioramento della sanità pubblica
-Una riserva energetica vasta ed inesauribile
-Un sistema energetico più affidabile e resiliente
Nel 1831 Michael Faraday creò il primo generatore elettromagnetico. Scoprì che una corrente elettrica può essere creata in un conduttore quando viene spostato attraverso un campo magnetico. Quasi 200 anni dopo, i magneti e i campi magnetici continuano a svolgere un ruolo fondamentale nella moderna produzione di energia elettrica. Gli ingegneri continuano a basarsi sulle invenzioni di Faraday, con nuovi progetti per risolvere i problemi del 21° secolo.
Considerate macchine altamente complesse, le turbine eoliche stanno diventando sempre più popolari nel settore delle energie rinnovabili. Inoltre, ogni parte della turbina svolge un ruolo importante nel suo funzionamento e nella cattura dell’energia eolica. Nella forma più semplice, il funzionamento delle turbine eoliche è questo:
-I forti venti fanno girare le pale
-Le pale del ventilatore sono collegate ad un canale principale al centro
-Il generatore collegato a quell'albero converte quel movimento in elettricità
I magneti permanenti svolgono un ruolo fondamentale in alcune delle turbine eoliche più grandi del mondo. I magneti delle terre rare, come i potenti magneti al neodimio-ferro-boro, sono stati utilizzati in alcuni progetti di turbine eoliche per ridurre i costi, migliorare l'affidabilità e ridurre la necessità di una manutenzione costosa e continua. Inoltre, lo sviluppo di tecnologie nuove e innovative negli ultimi anni ha ispirato gli ingegneri a utilizzare sistemi di generatori a magneti permanenti (PMG) nelle turbine eoliche. Pertanto, ciò ha eliminato la necessità di riduttori, dimostrando che i sistemi a magneti permanenti sono più economici, affidabili e richiedono poca manutenzione. Invece di aver bisogno dell’elettricità per emettere un campo magnetico, vengono utilizzati grandi magneti al neodimio per produrne uno proprio. Inoltre, questo ha eliminato la necessità di parti utilizzate nei generatori precedenti, diminuendo al tempo stesso la velocità del vento necessaria per produrre energia.
Un generatore sincrono a magnete permanente è un tipo alternativo di generatore eolico. A differenza dei generatori a induzione, questi generatori utilizzano il campo magnetico di potenti magneti delle terre rare anziché elettromagneti. Non richiedono anelli collettori o una fonte di alimentazione esterna per creare un campo magnetico. Possono essere azionati a velocità inferiori, il che consente loro di essere azionati direttamente dall'albero della turbina e, pertanto, non richiedono un cambio. Ciò riduce il peso della gondola della turbina eolica e significa che le torri possono essere prodotte a un costo inferiore. L'eliminazione del riduttore si traduce in una maggiore affidabilità, minori costi di manutenzione e una migliore efficienza. La capacità dei magneti di consentire ai progettisti di rimuovere i riduttori meccanici dalle turbine eoliche è illustrativa di come i magneti possano essere utilizzati in modo innovativo per risolvere problemi operativi ed economici nelle moderne turbine eoliche.
L’industria delle turbine eoliche preferisce i magneti in terre rare per tre ragioni principali:
-I generatori a magneti permanenti non necessitano di una fonte di alimentazione esterna per avviare un campo magnetico
-L'autoeccitazione fa sì che il banco di batterie o condensatori per altre funzioni possa essere più piccolo
-Il design riduce le perdite elettriche
Inoltre, grazie all'offerta di generatori a magneti permanenti ad alta densità di energia, viene eliminato parte del peso associato agli avvolgimenti in rame insieme ai problemi di corruzione dell'isolamento e cortocircuito.
L’energia eolica è oggi una delle fonti energetiche in più rapida crescita nel settore dei servizi pubblici.
Gli enormi vantaggi derivanti dall’utilizzo dei magneti nelle turbine eoliche per produrre una fonte di energia eolica più pulita, più sicura, più efficiente ed economicamente sostenibile hanno enormi implicazioni positive per il nostro pianeta, la popolazione e il modo in cui viviamo e lavoriamo.
Il vento è una fonte di combustibile pulita e rinnovabile che può essere utilizzata nella produzione di energia elettrica. Le turbine eoliche possono essere utilizzate insieme ad altre fonti di energia rinnovabile per aiutare gli stati e i paesi a soddisfare gli standard del portafoglio rinnovabile e gli obiettivi di emissione per rallentare il tasso di cambiamento climatico. Le turbine eoliche non emettono anidride carbonica o altri gas serra dannosi, il che rende l’energia eolica migliore per l’ambiente rispetto alle fonti basate sui combustibili fossili.
Oltre a ridurre le emissioni di gas serra, l’energia eolica offre ulteriori vantaggi rispetto alle tradizionali fonti di generazione di energia. Le centrali nucleari, a carbone e a gas naturale utilizzano una quantità sorprendentemente grande di acqua nella produzione di energia elettrica. In questi tipi di centrali elettriche, l’acqua viene utilizzata per creare vapore, controllare le emissioni o per scopi di raffreddamento. Gran parte di quest’acqua viene infine rilasciata nell’atmosfera sotto forma di condensa. Al contrario, le turbine eoliche non necessitano di acqua per produrre elettricità. Il valore dei parchi eolici aumenta quindi in modo esponenziale nelle regioni aride dove la disponibilità di acqua è limitata.
Forse un vantaggio ovvio ma significativo dell’energia eolica è che la fonte di combustibile è essenzialmente gratuita e di provenienza locale. Al contrario, i costi dei combustibili fossili possono rappresentare uno dei maggiori costi operativi per una centrale elettrica e potrebbe dover essere acquistato da fornitori esteri che possono creare dipendenza da catene di approvvigionamento interrompibili e possono essere influenzati da conflitti geopolitici. Ciò significa che l’energia eolica può aiutare i paesi a diventare più indipendenti dal punto di vista energetico e a ridurre il rischio di fluttuazioni dei prezzi dei combustibili fossili.
A differenza delle fonti di combustibile limitate come il carbone o il gas naturale, l’eolico è una fonte di energia sostenibile che non richiede combustibili fossili per generare energia. Il vento è prodotto dalle differenze di temperatura e pressione nell'atmosfera ed è il risultato del riscaldamento del sole sulla superficie terrestre. Come fonte di combustibile, il vento fornisce una fornitura infinita di energia e, finché il sole continua a splendere, il vento continuerà a soffiare.
