Energia eolica: come ottenere elettricità attraverso i magneti

Un uso più efficiente

A causa della scarsità di combustibili fossili e degli incidenti avvenuto in diversi reattori nucleari, l'uso dell'energia eolica ha acquisito una nuova rilevanza A causa del cambiamento energetico che in molti considerano necessario, l'energia eolica sta diventando sempre più importante, essendo diventata un’ opzione da considerare nell’ ambito delle energie rinnovabili.

Il suo funzionamento è il seguente: una turbina eolica raccoglie l'energia cinetica del vento e la converte in energia elettrica attraverso un generatore. Il vento rappresenta una forma di energia alternativa, molto rispettosa dell'ambiente, disponibile con relativa frequenza, anche se in gradi diversi, a causa delle differenze di temperatura tra il giorno e la notte, nonché delle turbolenze indotte dagli agenti atmosferici dell'atmosfera.

Potenziale aumento tramite magneti al neodimio e magneti in ferrite

Se si verifica un movimento relativo tra un campo magnetico ed il conduttore elettrico che si trova in esso, quando il circuito è chiuso all’interno del conduttore scorre una corrente elettrica. La tensione e la corrente che ne risultano dipendono dalla velocità del movimento relativo e dall'intensità del campo magnetico.

Un campo magnetico più debole è più facile da identificare. Pertanto, per ottenere un’ energia eolica più economica, sarà necessario che il movimento relativo del conduttore sia più veloce.

Nelle turbine eoliche convenzionali l’aumento della velocità di movimento può essere ottenuto attraverso una trasmissione tra il rotore eolico ed il generatore. Maggiore è il rapporto di questa trasmissione, maggiori saranno le sue perdite meccaniche, il che a sua volta ridurrà l'efficienza complessiva della turbina eolica. Pertanto, l’obiettivo è quello di mantenere un rapporto di trasmissione che sia il più corto possibile. Ciò richiede che la presenza del campo magnetico all’interno del generatore sia la più forte possibile. Di tutti i materiali magnetici conosciuti al giorno d’oggi, i magneti al neodimio sono i più potenti. Possono generare campi magnetici stabili e molto potenti. Abbiamo anche magneti in ferrite con un interessante comportamento contro la corrosione e l'umidità.

Magneti ottimali per la conversione di energia in elettricità

Le turbine eoliche convenzionali funzionano ad una velocità dell'elica che va dai 10 ai 12 giri/min. Tuttavia, il generatore a induzione richiede una velocità di 1800 U/min.

Con il fine di portare avanti il cambiamento energetico che si ritiene opportuno, si è intensificata la ricerca di opzioni di ottimizzazione per le nuove turbine eoliche. Si tende all’utilizzo di magneti al neodimio ed in ferrite, poiché l'uso di magneti permanenti promette una maggiore efficienza energetica. I rotori nei generatori, costituiti da magneti permanenti, devono possedere un diametro maggiore, con il fine di ottenere una maggiore velocità periferica. Inoltre, è necessario installare un gran numero di magneti permanenti, costituendo la forma di una circonferenza.

Una misura essenziale delle prestazioni delle turbine eoliche è costituita dall'uso di magneti, che possono calcolare la massa magnetica utilizzata in kg per MW di potenza generata. Per le turbine eoliche più datate, che raggiungono i 4 MW, l'uso di questo magnete è di 600 kg per MW di potenza. Per gli impianti più recenti, dotati di una capacità di 5 MW, questo valore è di circa 500 kg per MW di potenza. Attraverso queste linee guida sarà possibile ottenere un maggiore ritorno economico dall'impianto eolico, ed anche una velocità di vento inferiore.

Conclusione

Lo sviluppo delle turbine eoliche ha registrato un incremento di vasta portata per ragioni di tutela ambientale anche per contrastare il cambiamento climatico globale, iniziativa promossa altresì dallo Stato. Nell'ottimizzazione delle turbine eoliche, l'uso di magneti permanenti ad alto rendimento gioca un ruolo sempre più importante. Non esitare a contattarci per ricevere maggiori informazioni sulle proprietà magnetiche.