Vjetrenjače: Njihova Izgradnja Za Električnu Energiju. Šta Je To I Kako Funkcioniše? Uređaj, Opis Lopatica. Čemu Služe Mlinovi?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-09 13:08

Znati sve o vjetrenjačama, što je to i kako radi, potrebno je ne samo iz praznog interesa. Uređaj i opis noževa nisu svi, morate razumjeti čemu služe mlinovi. Dovoljno je reći o vjetrenjačama i njihovoj izgradnji za električnu energiju, o drugim ekonomskim vrijednostima.

Istorija porijekla

Mlinovi su nastali u vrijeme kada je započela masovna uzgoj pšenice i drugih žitarica. Ali nisu mogli odmah upotrijebiti silu vjetra da rotiraju strukturu. U davna vremena, točkove su okretali robovi ili tegleće životinje . Kasnije su počeli stvarati vodenice. I konačno, nakon svega, već je postojala vjetrovita struktura.

Unatoč prividnoj jednostavnosti, u stvarnosti je, naprotiv, vrlo složeno . Postalo je moguće stvoriti takav proizvod samo uzimajući u obzir opterećenje vjetra i pravilnim odabirom trajanja mehanizma za određeni zadatak. I ti su zadaci bili vrlo raznoliki - i cijepanje drva i pumpanje vode. Najraniji modeli - "koze" - izgrađeni su na isti način kao i drvena kuća.

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

Takvi modeli mogu pokrenuti 2 mlinska kamena i stoga se odlikuju povećanom produktivnošću . Smatralo se da je mlin, što je tipično, ne samo utilitarno oruđe. Pridavana joj je velika važnost u mitovima, legendama i bajkama. Nije bilo zemalja u kojima takve ideje nisu postojale. Postoje različiti motivi mitova: ljudi zarađeni tokom izgradnje temelja, duhovi koji žive u mlinu, skriveno blago, misteriozni podzemni prolazi itd.

Uređaj i princip rada

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. U starijim modelima oštrice su povećane na nekoliko metara . Samo na ovaj način bilo je moguće povećati područje dodira sa zračnim strujama. Vrijednost se bira u skladu s glavnom funkcijom i potrebnom snagom.

Ako je mlin projektiran s najvećim noževima, tada može mljeti brašno . Ovo je jedino rješenje koje osigurava učinkovito uvijanje teških mlinskih kamena. Poboljšanja dizajna omogućena su razvojem aerodinamičkih koncepata. Savremeni tehnološki razvoj omogućava postizanje dobrih rezultata čak i sa relativno skromnom površinom dodira vjetra.

Neposredno iza noževa u krugu nalazi se mjenjač ili drugi mehanizam prijenosa . U nekim modelima ovo se pokazalo kao osovina na koju su montirane oštrice. Drugi kraj vratila opremljen je alatom (jedinicom) koji je izvodio radove. Međutim, uprkos svojoj jednostavnosti, ovaj dizajn je postupno napušten.

Pokazalo se da je to vrlo opasno i nepouzdano, te je nerealno zaustaviti rad mlina, čak i u najozbiljnijem slučaju.

Verzija mjenjača pokazala se mnogo efikasnijom i elegantnijom . Mjenjači pretvaraju impuls s noževa koji se okreću u koristan rad. I vrijedi odspojiti dijelove mjenjača, možete brzo prestati s radom. Stoga se mehanizam ne okreće uzalud, pa čak ni naglo povećanje vjetra nije tako zastrašujuće. Važno: sada se mlinovi koriste isključivo za električnu energiju.

Ali čak je i pojava prvih mlinova bila prava revolucija u tehnologiji. Naravno, danas 5 - 10 litara. sa.čini se da su na krilu potpuno "dječje" veličine. Međutim, u doba kada nisu postojali samo motorni skuteri, već i nekoliko stoljeća prije parnih lokomotiva, to se pokazalo kao ogromno postignuće. U XI-XIII stoljeću čovjek je dobio na raspolaganje moć, koja je bila nedostupna u prethodnoj eri . Snabdijevanje ekonomije električnom energijom odmah se značajno povećalo, i zato je, u mnogim aspektima, nagli porast evropske ekonomije u tom periodu postao moguć.

Za i protiv

Najprikladnije je usporediti vjetrenjaču s analogom vode. Struktura vode ima dugu povijest i neovisna je o promjenama vjetra. Vodene struje su mnogo stabilnije. Također možete upotrijebiti silu oseke i strujanja, koja je za vjetroturbinu potpuno nedostupna . Ove okolnosti dovele su do činjenice da je prevalencija vodenica bila mnogo puta veća u bilo kojoj državi srednjeg vijeka.

Sila vjetra za mljevenje žita, kao što je već spomenuto, počela se primjenjivati kasnije . Ovo rješenje, osim toga, zahtijevalo je značajne dodatne troškove. Međutim, u Holandiji u 15. stoljeću, a posebno s početka 17. stoljeća, cijenjene su i druge prednosti vjetrenjača. Gurali su lance s kutlačama koji su uklanjali podzemne vode. Bez ove inovacije bilo bi nemoguće razviti značajan dio teritorija moderne Nizozemske.

Osim toga, vjetrenjača može čak stajati na suhom mjestu i nije vezana za vodeno tijelo.

U Holandiji su vjetrenjače postale popularne iz drugog razloga .- gotovo neprestano duvaju zapadni vjetrovi koji prenose zrak iz Atlantskog oceana prema Baltičkom moru. Stoga nije bilo posebnih problema kako s orijentacijom noževa, tako i s upotrebom tehnologije. U današnje vrijeme najprikladnije je uspoređivati vjetrenjače s mlinovima za vodu ne u smislu kvalitete i sposobnosti mljevenja žita, već u smislu prikladnosti za proizvodnju energije. Stabilnost napajanja se smanjuje, troškovi mrežne energije rastu, pa je stoga toliko važno odabrati vrstu koja vam odgovara.

Vjetroelektrane rade na gotovo beskonačnim resursima . Sve dok Zemlja ima atmosferu i Sunce obasjava planetu, vjetrovi neće prestati. Takvi uređaji ne zagađuju okoliš jer, za razliku od dizelskih i benzinskih sustava, ne ispuštaju otrovne tvari. Međutim, nemoguće je vjetroelektranu nazvati potpuno ekološki prihvatljivom, jer stvara veliku buku, pa joj u brojnim zemljama čak nameću i zakonska ograničenja. Konačno, vjetrenjača ne može normalno raditi tokom sezone migracije ptica.

U Rusiji još nema ograničenja u pogledu buke ili kalendara . Ali mogu se pojaviti u bilo kojem trenutku. U svakom slučaju, vjetroelektrana - i moderna i klasična vjetrenjača - ne može se nalaziti u neposrednoj blizini stanovanja. Osim toga, stvarna efikasnost određena je godišnjim dobom, dobom dana, vremenom, terenom; sve to direktno utječe na protok zraka i efikasnost njegove primjene.

Još jedan nedostatak vjetroparka je već uočena nestabilnost vjetra. Upotreba baterija djelomično rješava ovaj problem, ali istovremeno komplicira sustav i čini ga skupljim. Ponekad je potrebno i dodatno koristiti druge izvore energije . Ali vjetrenjača se brzo instalira - uzimajući u obzir pripremu mjesta, neće trebati više od 10-14 dana. Za takvu instalaciju potrebno je puno prostora, posebno s obzirom na raspon noževa i prostor koji bi trebao biti slobodan iz sigurnosnih razloga.

Pregled tipa

Vjetrenjače za mljevenje brašna radile su s 1 ili 2 mlinska kamena. Okretanje prema vjetru događa se na dva načina - portalnim i kukovnim . Tehnika portala znači da je cijeli mlin potpuno rotiran oko stupa od hrastovog drveta. Ovaj stub je postavljen u težištu, a ne simetrično prema tijelu. Okretanje prema vjetru trošilo je mnogo energije i stoga je bilo vrlo teško.

Tradicionalno, portalni mlinovi opremljeni su jednostepenim mehaničkim mjenjačem . Efikasno je izvrnula osovinu. Bock mlin je također napravljen prema portalnoj metodi. Savršenija opcija je shema šatora (poznata i kao holandska). U gornjem dijelu zgrada je bila opremljena okretnim okvirom koji je podupirao kotač i bio je okrunjen četverovodnim krovom.

Zbog lagane konstrukcije, okretanje prema vjetru odvija se uz mnogo manje napora . Točak vetra mogao je imati veoma veliki poprečni presek, jer je bio podignut na veliku visinu. U većini slučajeva šatorski mlin bio je opremljen dvostupanjskim prijenosom. Srednja konstrukcija je od mlina sa drhtavicom. U njemu se okretni krug nalazio na visini od 0,5 tijela, važna podvrsta je drenažni mlin.

Brzina vjetrenjača u prošlosti je bila ograničena snagom prijenosnog uređaja. Ograničenja su bila povezana sa drvenim točkovima i tarzusom. Zbog toga je nemoguće povećati koeficijent primjene energije vjetra (efikasnost). Sami zubi i drške za njih izrađeni su prema predlošku od visokokvalitetnog suhog drveta. Za ovu svrhu prikladno:

• bagrem;
• Breza;
• grab;
• brijest;
• javor.

Obod točka glavnog vratila izrađen je od breze ili brijesta. Ploče su postavljene u dva sloja. Izvana je rub bio pažljivo obrezan u krug; vijci su korišteni za držanje žbica. Isti vijci su pomogli pri zatezanju diskova. Glavna pažnja u poboljšanju dizajna posvećena je izvedbi krila.

U prilično starim mlinovima krilne rešetke bile su prekrivene platnom . No kasnije su istu funkciju uspješno izvršile ploče. Utvrđeno je i da se smrekove daske bolje uklapaju. U početku su krila stvorena s konstantnim kutom klina oštrice, koji je varirao od 14 do 15 stepeni. Napraviti ih je prilično jednostavno, ali je potrošeno previše energije vjetra.

Upotreba spiralne oštrice omogućila je povećanje efikasnosti do 50% u odnosu na stariju verziju . Promjenjivi klin klina u vrhu se kretao od 1 do 10, a pri dnu od 16 do 30 stepeni. Jedna od najmodernijih opcija je polu-pojednostavljeni profil. Pred kraj perioda šatorskih mlinova izgrađeni su gotovo isključivo od kamena. U nekim slučajevima, naravno, sistem vjetra bio je spojen na pumpu za vodu, što je omogućilo navodnjavanje zemljišta.

U najranijoj vrsti takvih konstrukcija, poput mlinova za brašno, bilo je moguće smanjiti površinu krila djelomičnim uklanjanjem jedra ili otvaranjem zastora. Ovo rješenje omogućilo je sprječavanje oštećenja čak i pri pojačanom vjetru. No ipak je postojao problem vjetroturbine male brzine s velikim brojem lopatica ili s velikom širinom krila. Razlog je sasvim očit - to je vrlo ozbiljan, frustrirajući trenutak. Rješenje je pronašla njemačka kompanija Kester, koja je proizvela Adlerov vjetar sa minimalno lopatica i značajnom udaljenošću između njih; ovaj dizajn je već imao prosječnu brzinu.

Još napredniji dizajni na usisnoj strani krila opremljeni su posebnim ventilima . Stoga se prilagođavanje dogodilo automatski, što je osiguralo najveće moguće performanse. U radnom stanju, ventile je držalo opruga. Sve je dizajnirano tako da zbog ovih ventila, čak i uz aktivno kretanje, nije bilo jakog otpora. Ako je zadana brzina prekoračena zbog centrifugalne sile, ventili su se okrenuli.

U isto vrijeme povećao se otpor protoku zraka, upotrebljavao se mnogo manje glatko i ne tako učinkovito kao obično. Ali normalno je bilo moguće smanjiti moment naprezanja. Tokom 18. i 19. veka, vetrenjače su se već koristile širom planete . Prestali su se proizvoditi polu-zanatskim metodama, već su u tvornicama počeli proizvoditi vjetromotore s više lopatica od metala. Do kraja 19. stoljeća samo je nekoliko modela bilo lišeno funkcija automatskog podešavanja torzije i krute fiksacije kotača u smjeru motora.

U industrijski razvijenim zemljama stotine hiljada kompleta za mlinove već se proizvodilo godišnje .… Počela je i proizvodnja poboljšanih ekonomskih modela, namijenjenih prvenstveno za proizvodnju električne energije. Snaga takvih sistema je relativno mala, obično ne prelazi 1 kW, najčešće se predviđalo da budu opremljeni točkovima sa 2-3 lopatice. Povezivanje s generatorom odvija se preko reduktora. Za skladištenje energije u takvim sustavima korištene su baterije malog i srednjeg kapaciteta.

Karakteristike konstrukcije

Da biste izgradili mlin, morate uzeti u obzir brojne nijanse.

Izbor sedišta

Važno je uzeti u obzir rotaciju noževa. Stoga u blizini ne bi trebalo biti stranih zgrada i građevina. Preporučljivo je odabrati ravnu površinu, jer u protivnom zgrada može biti iskrivljena. Mjesto je očišćeno od sve vegetacije i drugih smetnji . Uzimaju u obzir i kako će sve izgledati izvana.

Alati i materijali

Možete čak i izgraditi vjetrenjaču od šperploče, izdržljive plastike ili metala. Niko takođe ne zabranjuje njihovo kombinovanje. No, ipak je klasični pristup optimalno usklađen s upotrebom drvene ploče, drva, šperploče. Polietilen se koristi za hidroizolaciju, a krovni materijal za krov. Zbog toga potrebni su nam i čekići i ekseri, bušilice, pile i drugi alati za drvnu konstrukciju: blanjalice, kutne brusilice, kante i četke.

Foundation

Unatoč dekorativnosti većine vjetrenjača, shema izgradnje i dalje uključuje pripremu temelja. Kopanje rupe i izlijevanje maltera nije obavezno. Sasvim je dovoljno koristiti izgled šipke ili trupaca . Obično je dizajn blizu trapeza. Unutrašnji i vanjski okvir povezani su okomitim stupovima postavljenim pod određenim kutom.

Zidovi i krov

Prilikom prekrivanja konstrukcije obratite pažnju na otvore prozora i vrata. Tačka ugradnje sečiva je takođe kritična . Vrata se ugrađuju s pomoćnim zatvaračima. Grede s noževima mogu se ojačati šipkom. Tapaciranje je moguće bilo kojim materijalom koji osigurava hermetički zatvorenu površinu, a najšarenije je drvo.

Oblik krova bira se pojedinačno . Glatka i ravna pokrivenost nije gora od postavljenog ugla. Sloj krovnog materijala osigurat će dovoljnu hidroizolaciju. Prednji krov dobiva se daskama ili šperpločom. Nema potrebe za upotrebom više ukrasnih površina.

Ugradnja vetrogeneratora

Mlin treba postaviti na suho, pripremljeno područje. Sidra se koriste po potrebi kako bi se osigurala krutost sidrišta. Obavezno provjerite zakone i propise kako ne biste imali problema. U svakom slučaju slijede se i preporuke za električnu sigurnost i uzemljenje . Generator je potrebno spojiti žicama određenog presjeka i u "uličnoj" izolaciji.

Najpoznatiji stari mlinovi

Mlinovi na Rodosu, koji se nalaze u blizini luke Mandrnaki, vrlo su dugo drobili žito koje se morskim putem dopremalo direktno 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 Öland situacija je približno ista - umjesto 2.000 mlinova preživjelo je samo 355 . Rastavljeni su početkom prošlog stoljeća, jer je nestala potreba, na sreću, preživjele su najljepše građevine.

Takođe vredi napomenuti:

Zaanse Schans (sjeverno od Amsterdama)

mlinovi ostrva Mikonos

grad Consuegra

mrežu mlina Kinderdijk