Applications des matériaux magnétiques dans l'industrie de l'énergie éolienne
Face à l'accélération de la demande mondiale en énergies renouvelables, l'énergie éolienne s'impose comme l'une des solutions les plus durables et évolutives. Les matériaux magnétiques sont au cœur de la technologie des éoliennes, permettant une conversion énergétique efficace, une fiabilité accrue et des coûts de maintenance réduits. Aimant HS, nous fournissons des solutions magnétiques hautes performances conçues pour répondre aux exigences rigoureuses du secteur de l'énergie éolienne.
Générateurs d'éoliennes
La fonction principale d'une éolienne est de produire de l'électricité grâce à un générateur logé dans la nacelle (la structure carrée derrière les pales). Ce procédé repose sur induction électromagnétique, un principe découvert par Michael Faraday, qui stipule qu'un champ magnétique changeant à proximité d'une bobine de fil induira un courant électrique dans ce fil.
Dans une éolienne, les pales font tourner un arbre central. Cet arbre est relié à un rotor qui est bordé de puissants aimants permanents. Autour de ce rotor se trouve un composant stationnaire appelé stator, qui contient des bobines de fil de cuivre. Lorsque le rotor, entraîné par l'éolienne, tourne, les puissants champs magnétiques des aimants permanents traversent les bobines du stator, induisant un courant électrique. Cette électricité est ensuite acheminée vers le réseau électrique.
L'importance des aimants permanents
Les éoliennes modernes, en particulier les grands modèles offshore, utilisent massivement Générateurs synchrones à aimants permanents (PMSG)Ces générateurs utilisent des aimants incroyablement puissants, généralement fabriqués à partir d'éléments de terres rares comme néodyme (Aimants en néodyme-fer-bore ou NdFeB). L'utilisation de ces aimants permanents offre des avantages significatifs par rapport aux anciens modèles de générateurs utilisant des électroaimants :
Conception compacte : La haute résistance des aimants en néodyme permet d'obtenir un générateur plus compact et plus léger, ce qui réduit le poids global de la nacelle et diminue les coûts de fabrication et de transport.bobine électromagnétique (une application d'aimant souple) pour créer un champ magnétique temporaire qui déplace un piston ou ferme un interrupteur.
Efficacité supérieure : Les aimants permanents ne nécessitent aucune source d'énergie externe pour créer un champ magnétique. Cela élimine l'énergie électrique nécessaire à l'alimentation des électroaimants, réduisant ainsi les pertes d'énergie et augmentant considérablement le rendement global de la turbine.
Pas de boîte de vitesses : Les générateurs plus anciens et moins performants nécessitaient un réducteur massif et lourd pour accroître la faible vitesse de rotation des pales de la turbine jusqu'aux vitesses élevées requises pour la production d'électricité. Les puissants champs magnétiques des aimants permanents permettent aux générateurs de produire de l'électricité à des vitesses bien inférieures, rendant ainsi inutile un réducteur. C'est ce qu'on appelle un entraînement direct système.
Maintenance réduite : En éliminant le réducteur, les turbines à entraînement direct comportent moins de pièces mobiles. Cela réduit considérablement les besoins de maintenance, ce qui est particulièrement important pour les turbines offshore dont l'entretien est complexe et coûteux.
Autres applications
Bien que le générateur soit l’application la plus critique, les matériaux magnétiques jouent également d’autres rôles dans l’industrie de l’énergie éolienne :
Supports magnétiques : Des systèmes de fixation magnétique sont parfois utilisés pour fixer des échelles et autres équipements à l'intérieur de la tour d'éolienne en acier. Cela évite de percer des trous, ce qui peut fragiliser la structure de la tour et entraîner de la corrosion.
Capteurs: Capteurs magnétiques, comme Capteurs à effet Hall, sont utilisés pour mesurer la vitesse de rotation et la position de divers composants à l'intérieur de la turbine, garantissant des performances et une sécurité optimales.
