L’énergie éolienne est devenue l’une des sources d’énergie propre les plus réalisables au monde. Pendant de nombreuses années, la majeure partie de notre électricité provenait du charbon, du pétrole et d’autres combustibles fossiles. Cependant, la production d’énergie à partir de ces ressources provoque de graves dommages à notre environnement et pollue l’air, la terre et l’eau. Cette reconnaissance a incité de nombreuses personnes à se tourner vers l’énergie verte comme solution. Par conséquent, les énergies renouvelables sont très importantes pour de nombreuses raisons, notamment :
-Impact environnemental positif
-Emplois et autres avantages économiques
-Amélioration de la santé publique
-Une réserve énergétique vaste et inépuisable
-Un système énergétique plus fiable et plus résilient
En 1831, Michael Faraday crée le premier générateur électromagnétique. Il a découvert qu'un courant électrique peut être créé dans un conducteur lorsqu'il est déplacé dans un champ magnétique. Près de 200 ans plus tard, les aimants et les champs magnétiques continuent de jouer un rôle essentiel dans la production d’énergie électrique moderne. Les ingénieurs continuent de s'appuyer sur les inventions de Faraday, avec de nouvelles conceptions pour résoudre les problèmes du 21e siècle.
Considérées comme une machine très complexe, les éoliennes deviennent de plus en plus populaires dans le secteur des énergies renouvelables. De plus, chaque partie de l’éolienne joue un rôle important dans son fonctionnement et capte l’énergie éolienne. Dans sa forme la plus simple, le fonctionnement des éoliennes est le suivant :
-Des vents forts font tourner les pales
-Les pales du ventilateur sont reliées à un canal principal au centre
-Le générateur connecté à cet arbre convertit ce mouvement en électricité
Les aimants permanents jouent un rôle essentiel dans certaines des plus grandes éoliennes du monde. Des aimants aux terres rares, tels que de puissants aimants néodyme-fer-bore, ont été utilisés dans certaines conceptions d'éoliennes pour réduire les coûts, améliorer la fiabilité et réduire le besoin d'une maintenance coûteuse et continue. De plus, le développement de nouvelles technologies innovantes au cours des dernières années a incité les ingénieurs à utiliser des systèmes de générateurs à aimant permanent (PMG) dans les éoliennes. Par conséquent, cela a éliminé le besoin de boîtes de vitesses, prouvant que les systèmes à aimants permanents sont plus rentables, plus fiables et nécessitent peu d’entretien. Au lieu d’avoir besoin d’électricité pour émettre un champ magnétique, de grands aimants en néodyme sont utilisés pour produire le leur. De plus, cela a éliminé le besoin de pièces utilisées dans les générateurs précédents, tout en réduisant la vitesse du vent nécessaire pour produire de l'énergie.
Un générateur synchrone à aimant permanent est un autre type de générateur éolien. Contrairement aux générateurs à induction, ces générateurs utilisent le champ magnétique de puissants aimants de terres rares au lieu d'électro-aimants. Ils ne nécessitent pas de bagues collectrices ni de source d'alimentation externe pour créer un champ magnétique. Ils peuvent fonctionner à des vitesses inférieures, ce qui leur permet d'être alimentés directement par l'arbre de la turbine et ne nécessitent donc pas de boîte de vitesses. Cela réduit le poids de la nacelle de l'éolienne et permet de produire des tours à moindre coût. L'élimination de la boîte de vitesses entraîne une fiabilité améliorée, une réduction des coûts de maintenance et une efficacité améliorée. La capacité des aimants à permettre aux concepteurs de retirer les boîtes de vitesses mécaniques des éoliennes illustre la façon dont les aimants peuvent être utilisés de manière innovante pour résoudre les problèmes opérationnels et économiques des éoliennes modernes.
L’industrie éolienne préfère les aimants aux terres rares pour trois raisons principales :
-Les générateurs à aimants permanents n'ont pas besoin d'une source d'alimentation externe pour initier un champ magnétique
-L'auto-excitation signifie également qu'un banc de batteries ou de condensateurs pour d'autres fonctions peut être plus petit
-La conception réduit les pertes électriques
De plus, grâce à l'offre des générateurs à aimants permanents à haute densité énergétique, un certain poids associé aux enroulements en cuivre est éliminé ainsi que les problèmes de corruption de l'isolation et de court-circuit.
L’énergie éolienne fait aujourd’hui partie des sources d’énergie qui connaissent la croissance la plus rapide dans le secteur des services publics.
Les énormes avantages de l’utilisation d’aimants dans les éoliennes pour produire une source d’énergie éolienne plus propre, plus sûre, plus efficace et économiquement viable ont d’énormes implications positives pour notre planète, notre population et notre façon de vivre et de travailler.
Le vent est une source de carburant propre et renouvelable qui peut être utilisée dans la production d’énergie électrique. Les éoliennes peuvent être utilisées conjointement avec d'autres sources d'énergie renouvelables pour aider les États et les pays à respecter les normes de portefeuille d'énergies renouvelables et les objectifs d'émissions afin de ralentir le rythme du changement climatique. Les éoliennes n'émettent pas de dioxyde de carbone ni d'autres gaz à effet de serre nocifs, ce qui rend l'énergie éolienne meilleure pour l'environnement que les sources basées sur les combustibles fossiles.
En plus de réduire les émissions de gaz à effet de serre, l’énergie éolienne offre des avantages supplémentaires par rapport aux sources de production d’électricité traditionnelles. Les centrales nucléaires, au charbon et au gaz naturel utilisent une quantité étonnamment grande d’eau pour la production d’énergie électrique. Dans ces types de centrales électriques, l’eau est utilisée pour créer de la vapeur, contrôler les émissions ou à des fins de refroidissement. Une grande partie de cette eau est finalement rejetée dans l’atmosphère sous forme de condensation. A l’inverse, les éoliennes n’ont pas besoin d’eau pour produire de l’électricité. La valeur des parcs éoliens augmente donc de façon exponentielle dans les régions arides où la disponibilité en eau est limitée.
L’un des avantages évidents mais significatifs de l’énergie éolienne est peut-être que la source de carburant est essentiellement gratuite et d’origine locale. En revanche, les coûts des combustibles fossiles peuvent représenter l’un des coûts d’exploitation les plus importants pour une centrale électrique et peuvent devoir provenir de fournisseurs étrangers, ce qui peut créer une dépendance à l’égard de chaînes d’approvisionnement interruptions et être affecté par des conflits géopolitiques. Cela signifie que l’énergie éolienne peut aider les pays à devenir plus indépendants sur le plan énergétique et à réduire le risque de fluctuation des prix des combustibles fossiles.
Contrairement aux sources de combustibles limitées telles que le charbon ou le gaz naturel, l’éolien est une source d’énergie durable qui ne nécessite pas de combustibles fossiles pour produire de l’électricité. Le vent est produit par les différences de température et de pression dans l'atmosphère et résulte du réchauffement de la surface de la Terre par le soleil. En tant que source de carburant, le vent fournit une réserve d’énergie infinie et, tant que le soleil continuera de briller, le vent continuera de souffler.
