Aplicações de materiais magnéticos na indústria de energia eólica
Com a aceleração da demanda global por energia renovável, a energia eólica emergiu como uma das soluções mais sustentáveis e escaláveis. Os materiais magnéticos estão no cerne da tecnologia de turbinas eólicas, permitindo conversão eficiente de energia, maior confiabilidade e custos de manutenção reduzidos. Ímã HS, fornecemos soluções magnéticas de alto desempenho projetadas para atender aos rigorosos requisitos do setor de energia eólica.
Geradores de turbinas eólicas
O principal objetivo de uma turbina eólica é gerar eletricidade, e isso é feito por meio de um gerador alojado na nacela (a estrutura quadrada atrás das pás). Este processo é baseado em indução eletromagnética, um princípio descoberto por Michael Faraday, que afirma que um campo magnético variável próximo a uma bobina de fio induzirá uma corrente elétrica naquele fio.
Em um gerador de turbina eólica, as pás giram um eixo central. Este eixo é conectado a um rotor que é forrado com poderoso ímãs permanentes. Ao redor deste rotor está um componente estacionário chamado estator, que contém bobinas de fio de cobre. À medida que o rotor movido a vento gira, os poderosos campos magnéticos dos ímãs permanentes passam pelas bobinas do estator, induzindo uma corrente elétrica. Essa eletricidade é então enviada pela torre para a rede elétrica.
A importância dos ímãs permanentes
As turbinas eólicas modernas, particularmente os grandes modelos offshore, utilizam predominantemente Geradores Síncronos de Ímã Permanente (PMSGs). Esses geradores usam ímãs incrivelmente fortes, normalmente feitos de elementos de terras raras como neodímio (Ímãs de Neodímio-Ferro-Boro ou NdFeB). O uso desses ímãs permanentes oferece vantagens significativas em relação aos projetos de geradores mais antigos que utilizavam eletroímãs:
Design compacto: A alta resistência dos ímãs de neodímio permite um gerador mais compacto e leve, o que reduz o peso total da nacela e diminui os custos de fabricação e transporte.bobina eletromagnética (uma aplicação de ímã macio) para criar um campo magnético temporário que move um êmbolo ou fecha um interruptor.
Maior eficiência: Ímãs permanentes não requerem uma fonte de energia externa para criar um campo magnético. Isso elimina a energia elétrica necessária para alimentar eletroímãs, reduzindo a perda de energia e aumentando significativamente a eficiência geral da turbina.
Sem caixa de velocidades: Geradores mais antigos e menos eficientes precisavam de uma caixa de engrenagens enorme e pesada para aumentar a baixa velocidade de rotação das pás da turbina para as altas velocidades necessárias para a geração de eletricidade. Os poderosos campos magnéticos dos ímãs permanentes permitem que os geradores produzam eletricidade em velocidades muito mais baixas, tornando desnecessária a utilização de uma caixa de engrenagens. Isso é conhecido como acionamento direto sistema.
Manutenção reduzida: Ao eliminar a caixa de engrenagens, as turbinas de acionamento direto têm menos peças móveis. Isso reduz drasticamente a necessidade de manutenção, o que é especialmente importante para turbinas offshore, cuja manutenção é difícil e cara.
Outras aplicações
Embora o gerador seja a aplicação mais crítica, os materiais magnéticos também desempenham outras funções na indústria de energia eólica:
Suportes magnéticos: Às vezes, são utilizados sistemas de montagem magnética para fixar escadas e outros equipamentos no interior da torre de aço da turbina. Isso evita a necessidade de perfurações, o que pode enfraquecer a estrutura da torre e levar à corrosão.
Sensores: Sensores magnéticos, como Sensores de efeito Hall, são usados para medir a velocidade de rotação e a posição de vários componentes dentro da turbina, garantindo desempenho e segurança ideais.
