Η αιολική ενέργεια έχει γίνει μια από τις πιο εφικτές πηγές καθαρής ενέργειας στη γη. Για πολλά χρόνια, το μεγαλύτερο μέρος της ηλεκτρικής μας ενέργειας προερχόταν από άνθρακα, πετρέλαιο και άλλα ορυκτά καύσιμα. Ωστόσο, η δημιουργία ενέργειας από αυτούς τους πόρους προκαλεί σοβαρές βλάβες στο περιβάλλον μας και μολύνει τον αέρα, τη γη και το νερό. Αυτή η αναγνώριση έχει κάνει πολλούς ανθρώπους να στραφούν στην πράσινη ενέργεια ως λύση. Ως εκ τούτου, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι πολύ σημαντικές για πολλούς λόγους, όπως:
-Θετικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις
-Εργασίες και άλλα οικονομικά οφέλη
-Βελτίωση της δημόσιας υγείας
-Ένα τεράστιο και ανεξάντλητο απόθεμα ενέργειας
-Ένα πιο αξιόπιστο και ανθεκτικό ενεργειακό σύστημα
Το 1831, ο Michael Faraday δημιούργησε την πρώτη ηλεκτρομαγνητική γεννήτρια. Ανακάλυψε ότι ένα ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να δημιουργηθεί σε έναν αγωγό όταν αυτός κινείται μέσα από ένα μαγνητικό πεδίο. Σχεδόν 200 χρόνια αργότερα, οι μαγνήτες και τα μαγνητικά πεδία συνεχίζουν να διαδραματίζουν αναπόσπαστο ρόλο στη σύγχρονη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Οι μηχανικοί συνεχίζουν να χτίζουν πάνω στις εφευρέσεις του Faraday, με νέα σχέδια για την επίλυση προβλημάτων του 21ου αιώνα.
Θεωρούμενες ως ένα εξαιρετικά πολύπλοκο κομμάτι μηχανήματος, οι ανεμογεννήτριες γίνονται όλο και πιο δημοφιλείς στον τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Επιπλέον, κάθε τμήμα της τουρμπίνας παίζει σημαντικό ρόλο στον τρόπο λειτουργίας της και συλλαμβάνει την αιολική ενέργεια. Στην απλούστερη μορφή, πώς λειτουργούν οι ανεμογεννήτριες είναι ότι:
-Οι δυνατοί άνεμοι γυρίζουν τις λεπίδες
-Τα πτερύγια του ανεμιστήρα συνδέονται με ένα κεντρικό κανάλι στο κέντρο
-Η γεννήτρια που είναι συνδεδεμένη σε αυτόν τον άξονα μετατρέπει αυτή την κίνηση σε ηλεκτρική ενέργεια
Οι μόνιμοι μαγνήτες παίζουν κρίσιμο ρόλο σε μερικές από τις μεγαλύτερες ανεμογεννήτριες του κόσμου. Μαγνήτες σπανίων γαιών, όπως ισχυροί μαγνήτες νεοδυμίου-σιδήρου-βορίου, έχουν χρησιμοποιηθεί σε ορισμένα σχέδια ανεμογεννητριών για μείωση του κόστους, βελτίωση της αξιοπιστίας και μείωση της ανάγκης για δαπανηρή και συνεχή συντήρηση. Επιπλέον, η ανάπτυξη νέων, καινοτόμων τεχνολογιών τα τελευταία χρόνια έχουν εμπνεύσει τους μηχανικούς να χρησιμοποιούν συστήματα γεννήτριας μόνιμου μαγνήτη (PMG) σε ανεμογεννήτριες. Επομένως, αυτό έχει εξαλείψει την ανάγκη για κιβώτια ταχυτήτων, αποδεικνύοντας ότι τα συστήματα μόνιμων μαγνητών είναι πιο οικονομικά, αξιόπιστα και χαμηλά στη συντήρηση. Αντί να χρειάζονται ηλεκτρική ενέργεια για να εκπέμπουν ένα μαγνητικό πεδίο, μεγάλοι μαγνήτες νεοδυμίου χρησιμοποιούνται για να παράγουν το δικό τους. Επιπλέον, αυτό έχει εξαλείψει την ανάγκη για εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται σε προηγούμενες γεννήτριες, ενώ μειώνει την ταχύτητα του ανέμου που απαιτείται για την παραγωγή ενέργειας.
Μια σύγχρονη γεννήτρια μόνιμου μαγνήτη είναι ένας εναλλακτικός τύπος γεννήτριας ανεμογεννητριών. Σε αντίθεση με τις επαγωγικές γεννήτριες, αυτές οι γεννήτριες χρησιμοποιούν το μαγνητικό πεδίο ισχυρών μαγνητών σπάνιων γαιών αντί για ηλεκτρομαγνήτες. Δεν απαιτούν δακτυλίους ολίσθησης ή εξωτερική πηγή ενέργειας για τη δημιουργία μαγνητικού πεδίου. Μπορούν να λειτουργήσουν σε χαμηλότερες ταχύτητες, γεγονός που τους επιτρέπει να τροφοδοτούνται απευθείας από τον άξονα του στροβίλου και, επομένως, δεν απαιτούν κιβώτιο ταχυτήτων. Αυτό μειώνει το βάρος της ατράκτου της ανεμογεννήτριας και σημαίνει ότι οι πύργοι μπορούν να κατασκευαστούν με χαμηλότερο κόστος. Η εξάλειψη του κιβωτίου ταχυτήτων έχει ως αποτέλεσμα βελτιωμένη αξιοπιστία, χαμηλότερο κόστος συντήρησης και βελτιωμένη απόδοση. Η ικανότητα των μαγνητών να επιτρέπουν στους σχεδιαστές να αφαιρούν μηχανικά κιβώτια ταχυτήτων από ανεμογεννήτριες είναι ενδεικτική του τρόπου με τον οποίο οι μαγνήτες μπορούν να χρησιμοποιηθούν καινοτόμα για την επίλυση λειτουργικών και οικονομικών προβλημάτων στις σύγχρονες ανεμογεννήτριες.
Η βιομηχανία ανεμογεννητριών προτιμά τους μαγνήτες σπάνιων γαιών για τρεις κύριους λόγους:
-Οι γεννήτριες μόνιμου μαγνήτη δεν χρειάζονται εξωτερική πηγή ενέργειας για να εκκινήσουν ένα μαγνητικό πεδίο
-Η αυτοδιέγερση σημαίνει επίσης ότι μια συστοιχία μπαταριών ή πυκνωτών για άλλες λειτουργίες μπορεί να είναι μικρότερη
-Ο σχεδιασμός μειώνει τις ηλεκτρικές απώλειες
Επιπλέον, λόγω της υψηλής ενεργειακής πυκνότητας που προσφέρουν οι γεννήτριες μόνιμου μαγνήτη, εξαλείφεται κάποιο βάρος που σχετίζεται με τις χάλκινες περιελίξεις μαζί με προβλήματα αλλοίωσης της μόνωσης και βραχυκύκλωσης.
Η αιολική ενέργεια είναι μια από τις ταχύτερα αναπτυσσόμενες πηγές ενέργειας στον τομέα κοινής ωφέλειας σήμερα.
Τα τεράστια οφέλη από τη χρήση μαγνητών σε ανεμογεννήτριες για την παραγωγή μιας καθαρότερης, ασφαλέστερης, αποδοτικότερης και οικονομικά βιώσιμης πηγής αιολικής ενέργειας έχουν τεράστιες θετικές επιπτώσεις για τον πλανήτη μας, τον πληθυσμό και τον τρόπο που ζούμε και εργαζόμαστε.
Ο άνεμος είναι μια καθαρή και ανανεώσιμη πηγή καυσίμου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Οι ανεμογεννήτριες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας για να βοηθήσουν τα κράτη και τις χώρες να εκπληρώσουν τα πρότυπα χαρτοφυλακίου ανανεώσιμων πηγών και τους στόχους εκπομπών για να επιβραδύνουν τον ρυθμό της κλιματικής αλλαγής. Οι ανεμογεννήτριες δεν εκπέμπουν διοξείδιο του άνθρακα ή άλλα επιβλαβή αέρια του θερμοκηπίου, γεγονός που καθιστά την αιολική ενέργεια καλύτερη για το περιβάλλον από τις πηγές που βασίζονται σε ορυκτά καύσιμα.
Εκτός από τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, η αιολική ενέργεια παρέχει πρόσθετα οφέλη σε σχέση με τις παραδοσιακές πηγές παραγωγής ενέργειας. Οι πυρηνικοί σταθμοί, ο άνθρακας και το φυσικό αέριο χρησιμοποιούν μια εκπληκτικά μεγάλη ποσότητα νερού για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Σε αυτούς τους τύπους σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, το νερό χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ατμού, τον έλεγχο των εκπομπών ή για σκοπούς ψύξης. Μεγάλο μέρος αυτού του νερού απελευθερώνεται τελικά στην ατμόσφαιρα με τη μορφή συμπύκνωσης. Αντίθετα, οι ανεμογεννήτριες δεν απαιτούν νερό για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Η αξία των αιολικών πάρκων επομένως αυξάνεται εκθετικά σε ξηρές περιοχές όπου η διαθεσιμότητα νερού είναι περιορισμένη.
Ίσως ένα προφανές αλλά σημαντικό πλεονέκτημα της αιολικής ενέργειας είναι ότι η πηγή καυσίμου είναι ουσιαστικά δωρεάν και προέρχεται τοπικά. Αντίθετα, το κόστος καυσίμων των ορυκτών καυσίμων μπορεί να είναι ένα από τα μεγαλύτερα λειτουργικά κόστη για ένα εργοστάσιο ηλεκτροπαραγωγής και μπορεί να πρέπει να προέρχεται από ξένους προμηθευτές που μπορούν να δημιουργήσουν εξάρτηση από διακοπτόμενες αλυσίδες εφοδιασμού και να επηρεαστούν από γεωπολιτικές συγκρούσεις. Αυτό σημαίνει ότι η αιολική ενέργεια μπορεί να βοηθήσει τις χώρες να γίνουν πιο ενεργειακά ανεξάρτητες και να μειώσουν τον κίνδυνο διακυμάνσεων των τιμών στα ορυκτά καύσιμα.
Σε αντίθεση με τις πεπερασμένες πηγές καυσίμων όπως ο άνθρακας ή το φυσικό αέριο, ο άνεμος είναι μια βιώσιμη πηγή ενέργειας που δεν απαιτεί ορυκτά καύσιμα για την παραγωγή ενέργειας. Ο άνεμος παράγεται από τις διαφορές θερμοκρασίας και πίεσης στην ατμόσφαιρα και είναι αποτέλεσμα της θέρμανσης της επιφάνειας της Γης από τον ήλιο. Ως πηγή καυσίμου, ο άνεμος παρέχει μια άπειρη παροχή ενέργειας και, όσο ο ήλιος συνεχίζει να λάμπει, ο άνεμος θα συνεχίσει να φυσά.
