Les engrenages magnétiques réduisent le coût des éoliennes

Engrenages magnétiques

Les transmissions sont essentielles pour de nombreux appareils mécaniques. Ils permettent aux composants qui tournent à différentes vitesses de fonctionner ensemble. Par exemple, les pales d'une éolienne ne sont pas directement reliées au générateur électrique. Une transmission prend la vitesse de rotation relativement faible des pales et l'élève au régime nécessaire pour faire tourner le générateur assez rapidement pour produire de l'électricité. Les engrenages sont la sauce secrète de toute transmission. Ils sont assez fiables, mais si l'un d'eux casse, la réparation peut coûter cher. Et si vous êtes au sommet d'une éolienne en mer, y avoir accès pour une réparation peut être difficile.

Au Texas A&M, l'étudiant au doctorat Matthew Gardner travaille au remplacement des engrenages mécaniques par des engrenages magnétiques. En cas de succès, le résultat sera des disques plus petits, plus légers et moins chers qui transmettent l'énergie plus efficacement. Ses recherches sont suivies de près par plusieurs entreprises, dont ABB, la société technologique mondiale basée en Suisse.

Les engrenages magnétiques nécessitent moins d'entretien, génèrent moins de bruit et de vibrations et sont plus durables que les engrenages mécaniques. Si trop de puissance est appliquée à un engrenage conventionnel, il se brise, mais lorsque trop de puissance est appliquée à un engrenage magnétique, il glisse simplement sans dommage mécanique. Essentiellement, il agit comme un embrayage intégré à la transmission qui peut absorber les pointes de la charge appliquée sans se rompre.

« Une grande partie de la recherche sur les machines électriques représente des améliorations progressives de la technologie qui a été développée au cours des centaines d'années passées», déclare Gardner.

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L'un des projets sur lesquels Gardner travaille est la construction d'une transmission pour un générateur d'énergie houlomotrice. Les vagues de l'océan peuvent avoir d'énormes pics d'énergie. La transmission doit être capable d'absorber des charges élevées encore et encore de manière fiable. Par définition, réparer un composant cassé qui se monte sous l'eau est un travail intimidant et coûteux.

« Notre analyse a révélé que l'utilisation d'un générateur à engrenages magnétiques serait 50% plus petit, 50% plus léger et 25% moins cher que l'utilisation d'un générateur sans engrenage pour cette application d'énergie houlomotrice», déclare Gardner.

En collaboration avec le département américain de l'énergie et ABB, il a construit un prototype de transmission avec des engrenages magnétiques pouvant supporter jusqu'à 4000 newtons-mètres de couple. La plupart des solutions d'engrenages magnétiques à ce jour sont limitées à environ 150 newtons-mètres de couple.

« Les engrenages magnétiques et les machines à engrenages magnétiques offrent le potentiel de fournir une amélioration significative, et pas seulement incrémentielle, des systèmes impliquant des machines électriques», a déclaré Gardner.

Tout ce qui réduit les coûts initiaux et les coûts d'entretien continus des systèmes d'énergie renouvelable est un pas en avant pour l'énergie propre. La réduction des coûts des énergies renouvelables rendra également l'énergie nucléaire non rentable. Avec les engrenages magnétiques, une énergie 100% renouvelable devient une possibilité plus réaliste.

Plus d'informations: tees.tamu.edu

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