Sve o vjetrenjačama

Znati sve o vjetrenjačama, što su to i kako rade, potrebno je ne samo iz praznog interesa. Uređaj i opis noževa nije sve, morate razumjeti čemu služe mlinovi. Dovoljno je reći o vjetrenjačama i njihovoj gradnji za struju, o drugoj ekonomskoj vrijednosti.

Mlinovi su nastali u vrijeme kada je počeo masovni uzgoj pšenice i drugih žitarica. Ali nisu mogli odmah upotrijebiti silu vjetra za rotaciju strukture. U davna vremena kotače su okretali robovi ili tegleće životinje. Kasnije su počeli stvarati vodenice. I konačno, nakon svega, već je postojala struktura vjetra.

Unatoč svojoj prividnoj jednostavnosti, u stvarnosti je, naprotiv, vrlo složena. Postalo je moguće stvoriti takav proizvod samo kada se uzme u obzir opterećenje vjetra i uz ispravan odabir trajanja mehanizma za određeni zadatak. A ti su zadaci bili vrlo raznoliki – i cijepanje drva i crpljenje vode. Najraniji modeli - "koze" - građeni su na isti način kao i drvena kuća.

Tada su se pojavili takozvani šatorski mlinovi, koji imaju fiksno tijelo, samo se vrh s glavnom osovinom okreće.

Takvi modeli mogu voziti 2 mlinska kamena i stoga se odlikuju povećanom produktivnošću. Smatrao se mlin, što je tipično, a ne samo utilitarno oruđe. Pridavala joj se velika važnost u mitovima, legendama i bajkama. Nije bilo zemalja u kojima su takve ideje izostajale. Postojali su razni motivi mitova: ljudi zazidani tijekom izgradnje temelja, duhovi koji žive u mlinu, skrivena blaga, tajanstveni podzemni prolazi i tako dalje.

Vjetrenjača radi jer zračne struje djeluju na lopatice i pokreću ih. Ovaj impuls ide do uređaja za prijenos, a kroz njega - do stvarnog radnog dijela mlina. Kod starijih modela oštrice su povećane na nekoliko metara. Samo na taj način bilo je moguće povećati područje kontakta sa zračnim strujama. Vrijednost se odabire u skladu s glavnom funkcijom i potrebnom snagom.

Ako je mlin dizajniran s najvećim noževima, onda može mljeti brašno. Ovo je jedino rješenje koje osigurava učinkovito uvijanje teškog mlinskog kamena. Poboljšanja dizajna omogućena su razvojem aerodinamičkih koncepata. Suvremeni tehnološki razvoj omogućuje postizanje dobrih rezultata čak i uz relativno skromno područje kontakta s vjetrom.

Neposredno iza lopatica u krugu nalazi se mjenjač ili drugi prijenosni mehanizam. U nekim se modelima pokazalo da je to osovina na koju su postavljene oštrice. Drugi kraj osovine bio je opremljen alatom (jedinicom) koji je obavljao posao. Međutim, ovaj dizajn, unatoč svojoj jednostavnosti, postupno je napušten.

Verzija s mjenjačem pokazala se mnogo učinkovitijom i elegantnijom. Mjenjači pretvaraju impuls iz lopatica koje se okreću u koristan rad. I vrijedi odspojiti dijelove mjenjača, možete brzo zaustaviti rad. Stoga se mehanizam ne vrti uzalud, pa čak ni naglo povećanje vjetra nije tako zastrašujuće. Važno: sada se mlinovi koriste isključivo za struju.

No i pojava prvih mlinova bila je prava revolucija u tehnologiji. Naravno, danas 5 - 10 litara. s. na krilu se čini posve "djetinjaste" veličine. Međutim, u doba kada nisu postojali samo motorni skuteri, već i nekoliko stoljeća prije parnih lokomotiva, to se pokazalo golemim postignućem. U XI-XIII stoljeću čovjek je dobio vlast na raspolaganje, koja je u prethodnom razdoblju bila nedostupna. Napajanje gospodarstva odmah je značajno poraslo i zato je u tom razdoblju u mnogočemu moguć nagli uzlet europskog gospodarstva.

Najprikladnije je usporediti vjetrenjaču s vodenim analogom. Struktura vode ima dugu povijest i neovisna je o promjenama vjetra. Vodene struje su mnogo stabilnije. Također možete koristiti silu oseke i oseke, što je za vjetroturbinu potpuno nedostupno. Te su okolnosti dovele do činjenice da je rasprostranjenost vodenih mlinova bila višestruko veća u bilo kojoj srednjovjekovnoj državi.

Sila vjetra za mljevenje žitarica, kao što je već spomenuto, počela se primjenjivati ​​kasnije. Ovo rješenje je, osim toga, podrazumijevalo značajne dodatne troškove. No, u Nizozemskoj su se u 15. stoljeću, a posebno s početka 17. stoljeća, cijenile i druge prednosti vjetrenjača. Lance su gurali lancima koji su uklanjali podzemne vode. Bez ove inovacije bilo bi nemoguće razviti značajan dio teritorija moderne Nizozemske.

U Nizozemskoj su vjetrenjače postale popularne iz još jednog razloga. - zapadni vjetrovi pušu gotovo neprekidno, noseći zrak iz Atlantskog oceana prema Baltičkom moru. Stoga nije bilo posebnih problema kako s orijentacijom lopatica tako i s korištenjem tehnologije. Danas je najprikladnije uspoređivati ​​vjetrenjače s vodenim mlinovima ne po kvaliteti i sposobnosti mljevenja žitarica, već po prikladnosti za proizvodnju električne energije. Stabilnost napajanja se smanjuje, trošak mrežne energije raste, pa je stoga važno odabrati vrstu koja vam odgovara.

Vjetroelektrane rade na gotovo beskonačnim resursima. Sve dok Zemlja ima atmosferu i sunce obasjava planet, vjetrovi neće prestati. Takvi uređaji ne zagađuju okoliš jer, za razliku od dizelskih i benzinskih sustava, ne ispuštaju otrovne tvari. No, vjetroelektranu je nemoguće nazvati potpuno ekološki prihvatljivom, jer stvara veliku buku, a u nizu zemalja joj čak nameću i zakonska ograničenja. Konačno, vjetrenjača ne može normalno raditi tijekom sezone migracije ptica.

U Rusiji još nema ograničenja buke ili kalendara. Ali mogu se pojaviti u bilo kojem trenutku. A u svakom slučaju, vjetroelektrana – i moderna vjetroturbina i klasični mlin – ne može se nalaziti u neposrednoj blizini stambenog prostora. Osim toga, stvarnu učinkovitost određuje godišnje doba, doba dana, vrijeme, teren; sve to izravno utječe na brzinu protoka zraka i učinkovitost njegove primjene.

Drugi nedostatak vjetroelektrane je već uočena nestabilnost vjetra. Korištenje baterija djelomično rješava ovaj problem, ali ujedno komplicira sustav i poskupljuje ga. Ponekad je potrebno i dodatno koristiti druge izvore energije. Ali vjetrenjača se postavlja brzo - uzimajući u obzir pripremu mjesta, to će trajati ne više od 10-14 dana. Za takvu instalaciju potrebno je puno prostora, posebice s obzirom na raspon lopatica i prostor koji bi iz sigurnosnih razloga trebao biti slobodan.

Vjetrenjače za mljevenje brašna radile su s 1 ili 2 mlinska kamena. Okretanje prema vjetru događa se na dva načina - preko portala i kuka. Tehnika portala znači da se cijeli mlin potpuno okreće oko hrastovog stupa. Ovaj stup je bio postavljen u težištu, a ne simetrično u odnosu na tijelo. Okretanje prema vjetru trošilo je mnogo energije i stoga je bilo vrlo teško.

Tradicionalno, portalni mlinovi su opremljeni jednostupanjskim mehaničkim prijenosom. Učinkovito je izvrnula osovinu. Bock mlin je također izrađen po metodi portala. Savršenija opcija je šatorska (aka nizozemska) shema. U gornjem dijelu zgrada je bila opremljena ljuljačkim okvirom koji je podupirao kotač i bio je okrunjen četverovodnim krovom.

Zbog lagane konstrukcije, okretanje prema vjetru odvija se uz puno manje napora. Vjetar je mogao imati vrlo velik poprečni presjek, budući da je bio podignut na veliku visinu. U većini slučajeva, mlin za šatore bio je opremljen dvostupanjskim prijenosom. Međustruktura je mlin tipa tobolac. U njemu se krug okretanja nalazio na visini od 0,5 tijela, važna podvrsta je drenažni mlin.

Brzina vjetrenjače u prošlosti je bila ograničena snagom prijenosnog uređaja. Ograničenja su bila povezana s drvenim kotačima i tarzusom. Zbog toga je nemoguće povećati koeficijent primjene energije vjetra (učinkovitost). Sami zubi i drške za njih izrađeni su prema predlošku od visokokvalitetnog suhog drva. Prikladno za ovu svrhu:

• akacija;
• Breza;
• grab;
• brijest;
• javor.

Obod kotača glavne osovine bio je od breze ili brijesta. Ploče su bile postavljene u dva sloja. Vani je rub bio pažljivo obrubljen u krug; za držanje žbica korišteni su vijci. Isti vijci pomogli su zategnuti diskove. Glavna pozornost u poboljšanju dizajna posvećena je izvedbi krila.

U prilično starim mlinovima krilne rešetke bile su prekrivene platnom. No kasnije su istu funkciju uspješno obavljale i ploče. Također je utvrđeno da smrekove daske bolje pristaju. U početku su se krila stvarala s konstantnim kutom klina oštrice, koji je varirao od 14 do 15 stupnjeva. Izraditi ih je prilično jednostavno, ali je potrošeno previše energije vjetra.

Korištenje spiralne oštrice omogućilo je povećanje učinkovitosti do 50% u usporedbi sa starijom verzijom. Promjenjivi kut klina u vrhu kretao se od 1 do 10, a u podnožju od 16 do 30 stupnjeva. Jedna od najmodernijih opcija je s poluprotočnim profilom. Pred kraj razdoblja šatorskih mlinova građeni su gotovo isključivo od kamena. U nekim slučajevima, naravno, sustav vjetra je bio spojen na pumpu za vodu, što je omogućilo navodnjavanje zemljišta.

U najranijim tipovima takvih građevina, kao u mlinovima za brašno, bilo je moguće smanjiti površinu krila djelomičnim uklanjanjem jedra ili otvaranjem roleta. Ovo rješenje omogućilo je sprječavanje oštećenja čak i uz pojačan vjetar. Ali ipak je postojao problem vjetroturbine male brzine s velikim brojem lopatica ili s velikom širinom krila. Razlog je sasvim očigledan - to je vrlo ozbiljan, frustrirajući trenutak. Rješenje je pronašla njemačka tvrtka Kester koja je proizvela Adler vjetrobran s minimalnim lopaticama i značajnom razmakom između njih; ovaj dizajn je već imao prosječnu brzinu.

Čak i napredniji dizajni na usisnoj strani krila bili su opremljeni posebnim ventilima. Stoga se prilagodba odvijala automatski, što je osiguralo najveću moguću izvedbu. U radnom stanju, zadržavanje ventila osiguravala je opruga. Sve je zamišljeno tako da zbog tih ventila, čak i uz aktivno kretanje, nije bilo jakog otpora. Ako je zadana brzina bila prekoračena zbog centrifugalne sile, ventili su se okretali.

Istodobno se povećao otpor strujanju zraka, koristio se mnogo manje glatko i ne tako učinkovito kao inače. Ali normalno je bilo moguće smanjiti trenutak naprezanja. Tijekom 18. i 19. stoljeća vjetrenjače su se već koristile diljem planeta. Prestali su se izrađivati ​​polu-zanatskim metodama, počeli su proizvoditi vjetromotore s više lopatica izrađene od metala u tvornicama. Do kraja 19. stoljeća samo je nekoliko modela bilo lišeno funkcija automatskog podešavanja brzine torzije i krute fiksacije kotača u smjeru motora.

U industrijski razvijenim zemljama već su se izrađivale stotine tisuća garnitura za mlinove godišnje.... Počela je i proizvodnja poboljšanih ekonomičnih modela namijenjenih prvenstveno za proizvodnju električne energije. Snaga takvih sustava je relativno niska, obično ne prelazi 1 kW, najčešće je predviđeno da budu opremljeni kotačima s 2-3 lopatice. Povezivanje s generatorom odvija se preko reduktora. Za pohranu energije u takvim sustavima korištene su baterije malog i srednjeg kapaciteta.

Postoji niz nijansi koje treba uzeti u obzir za izgradnju mlina.

Važno je uzeti u obzir rotaciju lopatica. Stoga u blizini ne bi trebalo biti nikakvih stranih zgrada i građevina. Preporučljivo je odabrati ravnu površinu, inače bi zgrada mogla biti nagnuta. Mjesto je očišćeno od sve vegetacije i drugih ometajućih stvari. Vode računa i o tome kako će sve izgledati izvana.

Možete čak izgraditi vjetrenjaču od šperploče, izdržljive plastike ili metala. Nitko ne zabranjuje i njihovo kombiniranje. No, unatoč tome, klasični pristup optimalno je usklađen s korištenjem drvene ploče, drveta, šperploče. Polietilen se koristi za hidroizolaciju, a krovni materijal za krov. Zato potrebni su nam i čekići i čavli, bušilice, pile i drugi alati za gradnju drva: blanjalice, kutne brusilice, kante i četke.

Unatoč dekorativnosti većine vjetrenjača, shema izgradnje još uvijek uključuje pripremu temelja. Kopanje rupe i sipanje morta nije obavezno. Sasvim je dovoljno koristiti raspored šipke ili trupaca. Obično je dizajn blizak trapezu. Unutarnji i vanjski okviri povezani su pomoću okomitih stupova postavljenih pod određenim kutom.

Prilikom pokrivanja konstrukcije obratite pozornost na otvore prozora i vrata. Točka montaže oštrice također je kritična. Vrata se ugrađuju s pomoćnim zatvaračima. Grede s oštricama mogu se ojačati šipkom. Presvlake je moguće bilo kojim materijalom koji osigurava hermetički zatvorenu površinu, najšarenije je drvo.

Oblik krova se bira pojedinačno. Glatka i ravna pokrivenost nije ništa lošija od kuta. Sloj krovnog materijala osigurat će dovoljnu vodonepropusnost. Prednji krov dobiva se pomoću dasaka ili šperploče. Nema potrebe za korištenjem više ukrasnih završnih obrada.

Mlin treba postaviti na suho, pripremljeno mjesto. Po potrebi se koriste sidra kako bi se osigurala krutost sidrišta. Obavezno provjerite zakone i propise kako ne biste imali problema. U svakom slučaju, pridržavaju se i preporuka za električnu sigurnost i uzemljenje. Generator je potrebno spojiti kroz žice određenog presjeka iu "uličnoj" izolaciji.

Mlinovi na Rodosu, smješteni u blizini luke Mandrnaki, jako su dugo drobili žito koje je morem dopremano izravno u luku. U početku ih je bilo 13, prema drugim izvorima - 14. Ali samo 3 su preživjela do našeg vremena i sačuvana su kao spomenici. Na otoku Ölandu situacija je otprilike ista - umjesto 2000 mlinova, preživjelo ih je samo 355. Rastavljene su početkom prošlog stoljeća, jer je nestala potreba, srećom, preživjele su najljepše građevine.

Također vrijedi napomenuti:

• Zaanse Schans (sjeverno od Amsterdama);

• mlinovi otoka Mikonosa;

• grad Consuegra;

• mreža mlinova Kinderdijk;

• vjetrenjače iranskog Nashtifana.