větrný mlýn je struktura používaná k využití síly větru pro účely, jako je broušení zrna, čerpání vody a výroba elektřiny.
síla větru byla nejprve využita námořníky, kteří byli schopni pochopit výtah a využít sílu větru plachtami. Tyto znalosti vedly k vývoji prvního vertikálního osy větrného mlýna typu plachty používaného starými Peršany a Číňany pro broušení zrna a čerpání vody.,
skládaly se z lopatek nazývaných plachty nebo čepele, které po výzvě k otočení větrem přeměnily energii větru na rotační energii, kterou bylo možné využít.
Early European windmills with horizontal axis systems were the foundation for current wind turbine technology used for energy production.
Tento článek bude diskutovat o historii větrných mlýnů a o tom, jak pokročili v moderních designech a jak fungují.,
Rané Historii Mlýnů
Neexistuje žádný konkrétní důkaz o tom, kdo přesně byl první vynalézt větrný mlýn, ať už to byla Čínská nebo Peršané je k diskusi. Bez ohledu na to obě kultury začaly používat tuto technologii přibližně ve stejnou dobu pro stejné účely.
Někteří věří, že větrný mlýn technologie byl přinesen do Severní Evropě v důsledku křížových výprav, nicméně jejich vodorovné ose design, spíše než vertikální osy systému, je stejně pravděpodobné, že Evropané objevili jejich mlýn nezávisle na sobě. První existující ilustrace z roku 1270 n. l., Zobrazit modré-výtisky typu post mill větrného mlýna.
post mlýn byl složen ze čtyř lopatkový mlýn namontovány na centrální místo, které se používají dřevěné kolečko-a-ring zařízení skryté pohyb horizontální hřídel vertikální pohyb, který otočil brousit kámen. Podle Ilustrované Dějiny Vítr Rozvoj, dřevěné kolečko-a-ozubené kolo byl používán Vitruvius, inženýr Augustan Věku, rozvíjet první vodorovné osy vodního kola.,
The tower mill design se předpokládá, že mají přijít do existence po konci roku 1300, s nejstarší známé vyobrazení je z Normandie Mlýn mezi 1430 a 1440. Věžový mlýn byl vyroben se šikmými stěnami, čepicí, kterou bylo možné otáčet, vodorovnou větrnou šachtou a svislými plachtami.
halena mlýn, vyvinutý nizozemským v roce 1526 na základě tower mill, je svislá kónická věž se čtyřmi až šesti stranách zakončena s víčkem, které se otáčí aby plachty do větru. Smock mill byl pojmenován od jeho podobnosti s smocks nosí zemědělci v té době.,
během příštích 500 let získaly Větrné mlýny mnoho různých aplikací kromě pouhého čerpání vody a broušení zrna včetně zavlažování, odvodnění, frézování dřeva a zpracování tabáku, koření, kakaa, barev a barviv.
moderní pokroky
mechanické vodní čerpací mlýny byly poprvé vyvinuty ve Spojených státech v roce 1854. Tyto mlýny původně sestávaly ze čtyř dřevěných čepelí, přičemž ocelové čepele vznikly v roce 1870.v letech 1850 až 1970 bylo ve Spojených státech instalováno více než šest milionů mechanických větrných mlýnů ., Jejich hlavní aplikace byly pro napájení zásob a vodu pro zemědělské domy. Velmi velké větrné mlýny byly použity k čerpání vody pro parní vlaky.
první větrný mlýn na výrobu elektřiny byl vynalezen v roce 1888 inženýrem založeným na Ohiu jménem Charles Brush. Větrný mlýn mohl vyrábět až 12 kilowattů elektřiny a byl to šedesátimetrový mlýn s 56 nožním rotorem.
v dnešní společnosti Větrné mlýny používané k výrobě elektřiny jsou označovány jako větrné turbíny.,
větrné turbíny se vyvíjel trh od 1 do 25 kw rozsah pro domácí a zemědělské postupy, intermediate-scale strojů v 50. až 600 kw rozsah pro propojení utility větrné farmy aplikací, mezi lety 1973 a 1986.
během tohoto časového období, více než 20 různých návrhů, kde byly navrženy a testovány, většina se ukázala jako neproveditelná a neúčinná.
Větrné turbíny vyvinuly ze čtyř čepelí systémy nejprve vytvořen ve Spojených Státech, dvou čepelí systémy, a konečně na tři čepelí systémy běžně vidět v větrné farmy dnes.,
Jak větrné elektrárny Pracují
nejstarší zdokumentované větrné mlýny byly svislé osy systémy, s vertikální plachty, vyrobené z rákosu nebo dřeva, který byl připojen do horizontální podpěry na svislé hřídeli s kamenem pro brusné účely. První větrný mlýn, aby se objeví v Evropě byl post mlýn s horizontální osou systému, s čtyři-bladed mlýn připojeny k centrální tyči.
Mostert Mill popisuje post mlýn jako stavební vyvážené a otočně na svislé central post udržovány ve vzpřímené poloze tím, že crosstrees a lomené čtvrtletí bary, na jejichž konci se provádí čtyři svislé kamenné nebo cihlové sloupy.,
Mlýn se skládal z valovačky, velkého brzdového kola umístěného na stejném hřídeli jako plachty, které přenášely sílu na menší rychlostní stupeň. Valník sdílel svislou hřídel s velkým ostruhovým kolem, ze kterého brusný kámen poháněla kamenná matice.
věžový mlýn byl pokrokem poštovního mlýna, který měl více podlaží pro skladování obilí, odstraňování plev, broušení obilí a obytných prostor pro větrníka a jeho rodinu.
nejdůležitějším rysem věžového mlýna byla čepice (střecha), která se mohla otáčet v reakci na měnící se vzory větru., Na rozdíl od post mill, kde jste museli přesunout celou strukturu Orientovat mlýn, pouze čepice musela být přesunuta do věžového mlýna.
věžové i sloupové mlýny byly původně navrženy tak, aby byly ručně orientovány do větru zatlačením páky umístěné na zadní straně mlýna. V roce 1745, Edmund Lee vymyslel větrný mlýn ventilátor ocas, který byl namontován na zadní části mlýna, v pravém úhlu k plachet automaticky otočením víčka přinést plachty do větru.,
Halena mlýny jsou podobné věže mlýny se liší především v jejich vzhledu, ve kterém halena mlýny byly osmihranné nebo hexagonální s jejich šesti až osmi stranách, spíše než kruhový. Smock mills mají stejný rotační uzávěr jako věžové mlýny, ale obvykle byly mnohem větší.
první mechanické mlýny, které se objevily ve Spojených Státech měl čtyři dřevěné lamely, které se podobalo spínači, a většinou byly vybaveny s „ocásky“, které orientovaný je do větru. Některé z těchto mechanických mlýnů však byly navrženy tak, aby fungovaly po větru, tzv.,
Některé mechanické mlýny sported rychlost kontroly poskytována otočné lopatky, které složil zpět v silném větru se sníží tah, snížením rotoru oblasti zachycení. Když ocelové čepele, kde byly zavedeny, vyžadovaly redukční převod, aby kompenzovaly jejich vysokou rychlost, takže standardní Reciproční čerpadla byla při správné rychlosti, aby mlýn fungoval správně.
třílisté turbínové systémy, které se dnes běžně vyskytují, fungují téměř stejným způsobem jako původní post mills., Vítr otočí dva nebo tři lopatky kolem rotoru, který je připojen k hlavnímu hřídeli, který točí generátor k vytvoření elektřiny.
rotor, který je lopatkami a nábojem kombinován, je namontován 100 stop nebo více nad zemí, aby využil rychlejšího, méně turbulentního větru. Rotor je připojen k roztečnému systému, který otáčí lopatky z větru pro řízení rychlosti rotoru.
pokud jsou větry příliš vysoké nebo příliš nízké na výrobu elektřiny, rozteč systému zabraňuje otáčení rotoru.,
rozteč je připojena k nízkorychlostnímu hřídeli, který se otáčí rychlostí přibližně 30-60 otáček za minutu. Nízká rychlost hřídele je připojen k gear box, který změní nízkých otáček do vysokých otáček 100-1800 rpm vyžaduje generátor, který je připojen k převodovce, k výrobě elektrické energie.,
Dnes je turbín také se skládají z brzdového systému, která může mechanicky, elektricky, nebo hydraulicky zastavit rotor v případě nouze, a řadič, který začíná stroj na rychlosti větru, které jsou mezi 6 až 16 km / h a vypne se stroj vypne, když rychlost větru nad 55 km / h, aby se zabránilo poškození. Anemometr měří rychlost větru a přenáší data do regulátoru.
elektřina se poté přenese dolů do věže a převede se na stejné napětí jako místní energetická síť.,
závěr
Větrný mlýn má za sebou dlouhou cestu, protože existuje koncepce a moderní pokroky v technologii turbín dokazují, že větrná energie je ekologickou náhradou fosilních paliv.
V 21. století jsme se začínají vidět mnoho pokroků v odvětví větrné energie včetně bezlopatková technologie a generátory, které nepotřebují převodovku. Ale oni jsou stále ve svých představách.,
Větrná energie je jedním z nejlepších řešení na světě, zvyšující se energetické potřeby, protože je čistá a neprodukuje toxické emise, na elektřinu, na rozdíl od fosilních paliv.
Pokud máte zkušenosti s větrnými mlýny a / nebo moderními větrnými turbínami, podělte se o ně v komentářích.