Какова роль индукционного нагрева в развитии ветроэнергетики?

Нефтяной кризис, энергетический кризис, глобальное потепление. Мы все понимаем необходимость поиска устойчивых альтернатив ископаемому топливу. Одна из наиболее перспективных альтернатив — это ветер.

Энергия ветра чистая, бесплатная и бесконечная. Есть только одна проблема: как мы можем ее использовать? Мы объясним, как современные технологии извлекают энергию из ветра и как индукционный нагрев может помочь.

Энергия ветра — это не новость. На протяжении тысячелетий человечество использовало ее для приведения в движение кораблей. И, конечно же, ветряные мельницы веками перемалывали зерно, перекачивали воду и орошали поля.

Например, согласно новым данным Всемирного совета по ветроэнергетике (международной организации, поддерживающей ветроэнергетику), в 2019 году во всем мире было установлено 60,4 ГВт ветроэнергетических мощностей, что на 19 процентов больше, чем в 2018 году, и является вторым лучшим годом по ветроэнергетике за всю историю наблюдений. Общая установленная мощность ветроэнергетики в мире сейчас составляет более 651 ГВт — на 10 процентов больше, чем в 2018 году.

Эти цифры впечатляют. Но какую роль сыграла индукционная технология в продвижении экологически чистой ветроэнергетики? Чтобы ответить на этот вопрос, нам сначала нужно рассмотреть структуру типичной современной ветряной турбины. По сути, ветряная турбина состоит из установленных на башне роторов, которые, вращаясь под действием ветра, приводят в движение вал с низкой скоростью вращения, соединенный через редуктор с валом с высокой скоростью вращения, который приводит в действие генератор.

Для начала необходим большой подшипник, чтобы роторы продолжали вращаться, но подойдет не любой подшипник. Из-за высоких нагрузок и крутящего момента подшипник ротора должен быть специально закален — для чего идеально подходит процесс индукционного нагрева.

Индукционный нагрев в ветряных турбинах

Сердцем каждой ветряной турбины является редуктор. Здесь бесшумное вращение лопастей ротора преобразуется в приблизительно 1500 оборотов в минуту, необходимых для работы генератора. Системы индукционной закалки могут использоваться для закалки зубьев ключа, отвечающего за удержание ротора в нужном положении по направлению ветра. Двигатель поворота вращает роторы в нужное положение с помощью кулачкового колеса, которое соединено с большим подшипником поворота, установленным на башне турбины. Электронный контроллер, постоянно получающий данные от анемометра, установленного на гондоле, сообщает двигателю рыскания, когда нужно вращать роторы.

Синергия индукционного нагрева и ветроэнергетики

Вклад индукционного нагрева в ветротурбины не ограничивается закалкой компонентов. Например, генератор требует пайки, операции, легко выполняемой большинством оборудования, доступного на рынке. Большинство производителей позволяют операторам паять даже самые труднодоступные части генератора. Кроме того, использование индукционного нагрева значительно сокращает время процесса и повышает эффективность.

Много говорится о «зеленом» или «экологически чистом» характере ветротурбин, но индукционная технология потенциально может сделать этот источник энергии еще более устойчивым. Это связано с тем, что сама индукция является по своей сути чистым процессом. Она исключает открытое пламя (и связанный с ним дым и испарения), снижает потребность в транспортировке топлива и способствует созданию более безопасных и здоровых условий труда. Индукция также энергоэффективна. В отличие от обычных печей и духовок, индукционные технологии и ветровая энергия образуют «виртуозный цикл»: чистая электроэнергия от ветра питает индукционные системы нагрева, которые, в свою очередь, приводят в движение турбины, вырабатывающие чистую электроэнергию.