Wie der Windgeneratormagnet hergestellt wird

Der Windgeneratormagnet ist die größte Komponente im Inneren einer Windkraftanlage. Sie nimmt Rotationsenergie von den rotierenden Rotorblättern auf und wandelt sie in Elektrizität um. Aber es ist nicht nur die Größe, die dieses besondere Gerät auszeichnet. Es ist auch die Art und Weise, wie es hergestellt wird, die den Unterschied macht.

Der Schlüssel zu diesem Magneten ist ein seltenes Erdelement namens Neodym, das zu einem der wertvollsten Materialien auf dem Planeten geworden ist. Laut dem australischen Bergbauunternehmen Lynas wird sich die Nachfrage nach Neodym in den nächsten Jahren voraussichtlich verdreifachen. Bei der Herstellung wird das Neodym in einem pulvermetallurgischen Verfahren zu Magneten verarbeitet. Dies geschieht in einem speziellen Ofen unter Vakuum, was die Abmessungen und magnetischen Eigenschaften des resultierenden NdFeB-Grünkörpers begrenzt. Es ist nicht ungewöhnlich, dass der Rotor eines großen Permanentmagnet-Windkraftgenerators Tausende dieser NdFeB-Magnete enthält. Dies liegt daran, dass ein PM-Generator keine externe Stromquelle benötigt, um sein Magnetfeld zu erzeugen, sodass er durch die Rotationsenergie des Rotors selbst angetrieben werden kann.

Diese Selbsterregung ermöglicht auch den Einsatz kleinerer Batterien oder Kondensatoren und verbessert die Effizienz. Aus diesem Grund ist der PM-Generator eine beliebte Wahl für Anwendungen im Bereich der erneuerbaren Energien. Die Hochleistungsmagnete sind aufgrund ihres geringen Rastmoments auch in der Lage, eine Windkraftanlage bei schwachem Wind zu starten, was sich direkt auf die Kosten der Windstromerzeugung auswirkt.

Da die Nachfrage nach diesen Seltenerdelementen weiter wächst, sind Bedenken hinsichtlich der Sicherheit und Diversifizierung der Lieferkette, der technologischen Entwicklung und des Recyclings gewachsen. Einige Beobachter gehen davon aus, dass sich der Preis für Neodymoxid bis 2025 verdoppeln wird, abhängig von den Strukturreformen in China, der Geschwindigkeit, mit der die Minenproduktion andernorts hochgefahren wird, und der Wachstumsrate für Elektrofahrzeuge.

Magnete haben dazu beigetragen, betriebliche und finanzielle Probleme in modernen Windkraftanlagen zu lösen. Ihre Fähigkeit zur Selbsterregung hat es den Konstrukteuren beispielsweise ermöglicht, auf mechanische Getriebe in ihren Turbinen zu verzichten. Dadurch wurde ihr Gesamtgewicht reduziert, die Zuverlässigkeit erhöht und die Wartungskosten gesenkt.

In Zukunft werden wir möglicherweise mehr Anwendungen für diese Technologien sehen, um zur Lösung unserer Klimaherausforderungen beizutragen. Es ist beispielsweise nicht unmöglich, sich eine Zukunft vorzustellen, in der Wind eine größere Rolle im globalen Energiemix spielen könnte.

Da die Welt ihr Energieportfolio bereinigen will, brauchen wir Technologien wie Permanentmagnete, um dieses Ziel zu erreichen. Aus diesem Grund ist es ermutigend, dass sich die kritischen Lieferketten für Mineralien/Permanentmagnete und andere grüne Technologien in eine ähnliche Richtung entwickeln. Dazu gehören gemeinsame Standards, ein Fokus auf Recycling- und Midstream-Verarbeitungskompetenz sowie die Nachverfolgung der Lieferkette. Aus diesem Grund müssen wir bei der Zusammenarbeit dieser Branchen einen ganzheitlichen Ansatz verfolgen. Dadurch wird sichergestellt, dass wir nicht nur die Probleme angehen, sondern auch dazu beitragen, eine bessere Welt zu schaffen.