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Por que os geradores supercondutores podem tornar a energia eólica mais leve e barata?
No futuro das energias renováveis, os avanços na tecnologia da energia eólica estão gradualmente a mostrar-nos possibilidades mais eficientes e económicas. O surgimento de geradores supercondutores é uma dessas tecnologias revolucionárias. Devido às suas propriedades eletrônicas únicas, esses motores não apenas aumentam significativamente a eficiência, mas também reduzem significativamente o peso do próprio gerador, abrindo caminho para custos mais baixos de geração de energia eólica.
Geradores supercondutores são máquinas elétricas que utilizam supercondutores, o que lhes permite operar praticamente sem resistência, o que minimiza perdas durante a transferência de energia.
As características dos supercondutores permitem-lhes gerar fortes campos magnéticos em geradores, o que é difícil de conseguir com motores tradicionais. Esta alta intensidade do campo magnético pode comprimir o tamanho do gerador e aumentar significativamente a densidade de potência. Em outras palavras, um gerador do mesmo tamanho pode produzir mais eletricidade. Com o avanço da tecnologia de materiais supercondutores, especialmente o desenvolvimento de materiais supercondutores de alta temperatura, a gama de aplicações destes motores está se expandindo, especialmente em grandes turbinas eólicas.
A história dos geradores supercondutores
A história dos geradores supercondutores remonta a 1821, quando Michael Faraday inventou o primeiro motor CC homopolar. Com o passar do tempo, a aplicação de materiais supercondutores torna-se gradativamente possível. Em 2005, a General Atomics recebeu um contrato para construir um motor homopolar supercondutor de baixa velocidade para propulsão de navios. Geradores homopolares supercondutores também são considerados fontes de energia de pulso para sistemas de armas a laser, mostrando seu valor potencial de aplicação.
Interesses e aplicações atuais
O foco hoje está em grandes motores supercondutores cerâmicos síncronos CA, que são usados em geradores e sistemas de propulsão para empresas de energia e navios. A American Superconductor e a Northrop Grumman colaboraram para desenvolver um motor de propulsão de navio supercondutor cerâmico de 36,5 MW. A natureza leve destes motores torna mais barata a construção de turbinas eólicas e geradores, melhorando ainda mais a economia da energia renovável.
Os geradores supercondutores possuem baixo peso e volume, o que os faz apresentar grande potencial na área de geração de energia eólica.
Vantagens e desafios dos motores supercondutores
Os motores supercondutores apresentam diversas vantagens significativas em relação às máquinas condutoras tradicionais, incluindo perdas resistivas reduzidas e maior capacidade de potência, mas também enfrentam certos desafios, como o alto custo e a complexidade geral dos sistemas de refrigeração. Os supercondutores só conseguem manter o seu estado supercondutor sob certas condições abaixo da sua temperatura crítica, pelo que a configuração do sistema de refrigeração é crucial. Em alguns casos, os materiais supercondutores também são suscetíveis a alterações transitórias no campo magnético, o que pode fazer com que percam a supercondutividade.
Comparação de supercondutores de alta temperatura e supercondutores de baixa temperatura
Na discussão atual sobre supercondutores, os supercondutores de alta temperatura (HTS) estão ganhando cada vez mais atenção devido às suas propriedades de operar em temperaturas de nitrogênio líquido, tornando-os mais econômicos e mais fáceis de processar do que os supercondutores de baixa temperatura que requerem resfriamento de hélio líquido. . Embora a fragilidade dos supercondutores cerâmicos não seja vantajosa em comparação com os supercondutores tradicionais de ligas metálicas, à medida que a tecnologia amadurece, estes materiais têm mostrado o seu potencial para serem altamente eficientes em muitas aplicações.
Perspectivas Futuras
Com o avanço da tecnologia de materiais supercondutores e a redução dos custos de fabricação, as perspectivas de aplicação de geradores supercondutores na geração de energia eólica parecem ser mais promissoras nos próximos anos. Muitas tecnologias supercondutoras recentemente desenvolvidas já estão em fase experimental e têm planos para serem comercializadas, liderando o futuro da transformação da energia verde. No entanto, embora tenhamos efeitos inovadores, devemos também considerar a implementabilidade e economia de tecnologias relacionadas, que são condições necessárias para a promoção de geradores supercondutores.
Então, os geradores supercondutores podem mudar completamente a nossa visão das energias renováveis e alcançar maior aplicação na indústria?
