By
Развитие возобновляемых источников энергии является одним из основных ключей к решению глобальной энергетической проблемы, наряду с сокращением ухудшения состояния окружающей среды, связанного с традиционными методами производства электроэнергии. Ветро- и гидроэнергетика ресурсы относятся к числу возможных ресурсов, доступных в настоящее время, благодаря их доступности и возобновляемости. Генераторы с постоянными магнитами являются одним из ключей к очень важному улучшению производительности и эффективности ветряных турбин и гидроэнергетических систем. Благодаря такому количеству преимуществ применения генераторов с постоянными магнитами они становятся очень полезными для перехода к возобновляемым источникам энергии в ветро- и гидроэнергетических приложениях. Эти генераторы вносят большой вклад в развитие инфраструктур возобновляемой энергии, делая более эффективным и надежным использование энергии из ветровых и гидроресурсов. Они добавят большую эффективность вкладу в более зеленое и более устойчивое будущее с постоянным ростом разработок и интеграций.
Принцип работы генератора с постоянными магнитами
Генератор на постоянных магнитах основан на принципе электромагнитной индукции, который в основном преобразует механическую энергию в электрическую. Принцип, открытый Майклом Фарадеем еще в 19 веке, показал, что изменение магнитного поля вокруг проводника индуцирует в нем электрический ток. Генератор на постоянных магнитах состоит из высокопроизводительных постоянных магнитов, изготовленных из таких материалов, как неодим-железо-бор или самарий-кобальт. Эти магниты обеспечивают постоянное магнитное поле, которое не меняется со временем. Напряжение создается на концах проводника, когда проводник движется в магнитном поле.
В ветроэнергетике кинетическая энергия ветра вращает лопасти ветряной турбины, что в свою очередь заставляет ротор вращаться. Ротор прикреплен к валу, который прикреплен к генератору с постоянными магнитами. Когда ротор вращается, вращаются и магниты внутри генератора, создавая вращающееся магнитное поле. Это вращающееся магнитное поле индуцирует переменный ток в обмотках статора генератора.
В гидроэлектростанциях текущая вода заставляет вращаться турбину. Вращение турбины передается на генератор с постоянными магнитами, который вращает магниты и создает вращающееся магнитное поле, которое затем индуцирует ток в обмотках статора.
Переменный ток от этих генераторов с постоянными магнитами обычно сначала преобразуется в более высокое напряжение с помощью силовой электроники, прежде чем он подается в сеть или хранится в виде резервной батареи. Работая на постоянных магнитах, без дополнительного количества входной энергии, подаваемой для производства поля, общая эффективность обычно выше, чем у любого обычного типа генератора.
Генераторы с постоянными магнитами предназначены для эффективного и прямого преобразования механической энергии в электрическую. Постоянный магнит обеспечивает стабильное магнитное поле, которое обеспечивает стабильную и надежную выходную мощность, что снова делает генератор пригодным для использования в современных ветровых и гидроэлектростанциях. Этот принцип позволяет PMSG играть важную роль в развитии инфраструктуры возобновляемой энергии и представлять одно из устойчивых и экологически чистых решений для удовлетворения растущего спроса на энергию в мире.
Преимущества генераторов с постоянными магнитами
Генераторы с постоянными магнитами имеют множество преимуществ в ветро- и гидроэнергетике, поэтому являются идеальным применением для максимального сбора энергии путем повышения эффективности системы и, следовательно, снижения эксплуатационных расходов. Благодаря преимуществам генераторов с постоянными магнитами для ветро- и гидроэнергетики потенциал проектов возобновляемой энергетики в максимизации выработки электроэнергии может способствовать повышению производительности системы в интересах более устойчивого будущего.
Высокая эффективность: Генераторы с постоянными магнитами имеют максимальную мощность преобразования с наименьшими потерями возобновляемой энергии; в этом случае они бы превратили генерацию в электрическую форму из кинетической, ветровой или гидрологической, текущей воды. Таким образом, преобразование в электрический потенциал является высокоэффективным и дает способ увеличения общего производства энергии с преимуществом высокой эффективности.
Малый размер и легкий вес: генератор с постоянными магнитами имеет компактную и легкую конструкцию и может быть легко установлен в любом месте. Это позволит снизить затраты за счет использования меньших размеров, что снизит расходы на транспортировку и установку, тем самым повысив жизнеспособность.
Более высокая надежность: Генераторы с постоянными магнитами более надежны и требуют меньшего обслуживания по сравнению с обычными генераторами. Благодаря меньшему количеству подвижных частей механическое трение и вероятность отказа сведены к минимуму; следовательно, это повышает надежность и время безотказной работы системы.
Улучшенные характеристики турбины: Генераторы с постоянными магнитами обеспечивают хорошую производительность при изменяющихся условиях скорости ветра для выработки электроэнергии из ветра. Они обладают хорошей адаптацией эффективности в случае изменяющихся условий ветра, при этом оптимальная мощность извлекается из ветрового ресурса для максимальной выработки электроэнергии. Аналогично, в производстве гидроэлектроэнергии эти генераторы превосходны в низконапорных приложениях, адаптируясь к различным скоростям потока и извлекая максимальную мощность из водного ресурса.
КПД при частичной нагрузке: Генераторы с постоянными магнитами остаются очень эффективными при использовании при частичной нагрузке; таким образом, они находят широкое применение в возобновляемых установках из-за колебаний энергии. Будь то ветряные турбины с их различными скоростями ветра или гидроэлектростанции с их обычными и привычными колебаниями потоков воды, они могут гарантировать широкий диапазон эффективной рабочей генерации.
Снижение воздействия на окружающую среду: Постоянные уменьшают воздействие на окружающую среду, связанное с генерацией энергии из ветра и гидроэлектростанций. Тот факт, что генераторы с постоянными магнитами обеспечивают более высокую эффективность, помогает разрабатывать возобновляемые источники гораздо лучше с меньшей эксплуатацией инфраструктуры, тем самым также уменьшая нарушение окружающей среды, связанное с большим количеством установок.
Экономическая эффективность: Как правило, генераторы с постоянными магнитами стоят дороже обычных, но они могут обеспечить экономию в долгосрочной перспективе. Поскольку генераторы с постоянными магнитами имеют более высокую эффективность, они будут способствовать более высокой мощности при низкой себестоимости производства электроэнергии на установке возобновляемой энергии. Кроме того, надежность и меньшие потребности в обслуживании генераторов с постоянными магнитами способствуют снижению эксплуатационных расходов в течение срока службы системы.
Генераторы с постоянными магнитами против традиционных генераторов переменного тока
Говоря о генерации, существуют две основные разновидности генераторов: генераторы с постоянными магнитами и традиционные генераторы переменного тока. Хотя они предлагают одинаковую услугу, они существенно различаются в определенных областях своей работы, что делает некоторые из них выделяющимися над другими с точки зрения производительности, надежности и эффективности. Ниже приведено дальнейшее сравнение генератора с постоянными магнитами и обычного генератора переменного тока. Как только эти различия будут понятны, станет понятно, почему генераторы с постоянными магнитами являются лучшим вариантом.
Генераторы с постоянными магнитами используют роторы с постоянными магнитами, а не роторы с обмоткой, как в обычных генераторах. Магнит обеспечивает магнитное поле, которое взаимодействует с обмотками статора, чтобы индуцировать электрический ток. Поскольку обмотки отсутствуют, конструкция генератора намного проще. Поскольку обмотки отсутствуют, генераторы с постоянными магнитами имеют более высокую эффективность по сравнению с обычным генератором. При более сильном магнитном поле, создаваемом магнитом, эффективность преобразования энергии выше. Другими словами, будет меньше потерь энергии и более высокая выходная мощность при меньших эксплуатационных расходах.
Генераторы с постоянными магнитами более надежны по сравнению с традиционными генераторами, поскольку имеют меньшее количество движущихся частей. В роторе обычного генератора много проводов, которые могут оборваться или износиться. Поскольку ротор магнита генератора с постоянными магнитами не содержит проводов, риск отказа резко снижается.
Генераторы с постоянными магнитами по своей природе легче и меньше, и это потому, что нет необходимости в обмотках. Та же причина может сделать их более подходящими, когда вес критически ограничивает мобильные приложения. Аналогично, системы возобновляемой энергии играют важную роль в большинстве случаев, когда ограничения пространства, как правило, являются общим узким местом.
Генераторы с постоянными магнитами все еще немного дороже по сравнению с обычными генераторами из-за высококачественных магнитов. Однако в долгосрочной перспективе PMSG компенсируют более высокую начальную цену за счет большей эффективности, более высокой надежности и более низких затрат на обслуживание. Поскольку конструкция менее сложна, генераторы с постоянными магнитами менее требовательны к обслуживанию: без обмоток меньше истирание, а срок службы системы дольше, что снижает затраты на обслуживание.
Генераторы с постоянными магнитами работают намного лучше обычных генераторов переменного тока на низких скоростях и, следовательно, идеально подходят для систем возобновляемой энергии, таких как ветровые турбины. Генераторы с постоянными магнитами могут даже вырабатывать электроэнергию при низких скоростях ветра, что невозможно с обычными генераторами переменного тока.
Генераторы с постоянными магнитами могут стоить немного дороже на начальном этапе, но, учитывая эффективность, надежность и меньшее обслуживание, это будет более выгодной инвестицией в течение более длительного периода по сравнению с традиционными генераторами. Их простая конструкция имеет небольшой вес и компактный размер, а также превосходные низкоскоростные характеристики. Следовательно, они очень хорошо подходят для целей возобновляемой энергии.
В противном случае вы можете воспользоваться нашими рекомендациями по генераторам на постоянных магнитах при выборе генераторов как для ветро-, так и для гидроэнергетики. Это будет важно для вашего производства.
