a szélmalom egy olyan szerkezet, amelyet a szél energiájának hasznosítására használnak olyan célokra, mint a gabona őrlése, a víz szivattyúzása és a villamos energia előállítása.
a szél erejét először a tengerészek hasznosították, akik képesek voltak megérteni a szél erejét a vitorlákon keresztül. Ez a tudás vezetett az első függőleges tengelyű vitorla típusú szélmalom kifejlesztéséhez, amelyet az ókori perzsák és a kínaiak használtak a gabona őrlésére és a víz szivattyúzására.,
vitorláknak vagy pengéknek nevezett lapátokból álltak, amelyek amikor a szél arra késztette őket, hogy a szél energiáját forgási energiává alakítsák, amely felhasználható.
a korai európai szélmalmok vízszintes tengelyű rendszerekkel alapozták meg az energiatermeléshez használt jelenlegi szélturbina technológiát.
Ez a cikk megvitatja a szélmalmok történetét, valamint azt, hogyan fejlődtek a modern tervekhez, valamint hogyan működnek.,
A szélmalmok korai története
nincs konkrét bizonyíték arra vonatkozóan, hogy ki volt az első, aki feltalálta a szélmalmot, függetlenül attól, hogy a kínai vagy a perzsák vitatkoznak. Függetlenül attól, hogy mindkét kultúra ugyanabban az időben kezdte el használni ezt a technológiát ugyanazon célokra.
egyesek úgy vélik, hogy a szélmalom technológiát a keresztes hadjáratok eredményeként hozták Észak-Európába, azonban vízszintes tengelyük kialakítása, nem pedig a függőleges tengelyrendszer, ugyanolyan valószínűvé teszi, hogy az európaiak önállóan fedezték fel szélmalmukat. Az első létező illusztrációk I. E. 1270-ből., show kék-nyomatok a post mill típusú szélmalom.
a post Malom egy központi oszlopra szerelt négy pengéjű malomból állt, amely fából készült fogaskerekeket használt, hogy a vízszintes tengely mozgását függőleges mozgásra takarja, amely őrlőkövet váltott. A Szélfejlődés illusztrált története szerint a fából készült fogaskereket Vitruvius, az augusztusi korszak mérnöke használta az első vízszintes tengelyű vízkerék kifejlesztésére.,
a toronymalom kialakítása feltehetően az 1300-as évek végén jött létre, a legkorábbi ismert illusztráció egy normandiai Malom volt 1430 és 1440 között. A toronymalom lejtős falakkal, forgatható kupakkal, vízszintes széltengellyel és függőleges vitorlákkal készült.
a smock Malom, amelyet a hollandok fejlesztettek ki 1526-ban a toronymalom alapján, egy függőleges kúpos torony, négy-hat oldallal, egy kupakkal, amely forog, hogy a vitorlákat a szélbe hozza. A smock Malom nevezték annak hasonlósága a smocks kopott a gazdák idején.,
az elkövetkező 500 évben szélmalmok szerzett sok különböző alkalmazások már nem csak a víz-szivattyúzás, majd csiszolás gabona beleértve öntözés, lecsapolás, szivattyúzás, látta, marás fa, valamint a feldolgozási dohány, fűszerek, kakaó -, festék -, valamint a festékek.
Modern Advances
a mechanikus vízszivattyúzó malmokat először az Egyesült Államokban fejlesztették ki 1854-ben. Ezek a malmok eredetileg négy fa pengéből álltak, acél pengékkel, amelyek 1870-ben jöttek létre.
1850 és 1970 között több mint hatmillió mechanikus szélmalmot telepítettek az Egyesült Államokban., Fő felhasználási területük a tanyavárosi állomány locsolása és vízellátása volt. Nagyon nagy szélmalmokat használtak a víz szivattyúzására gőzvonatokhoz.
Az első villamos energiát termelő szélmalmot 1888-ban találta fel egy Ohio-i székhelyű mérnök, Charles Brush. A szélmalom akár 12 kilowatt villamos energiát is képes termelni, egy hatvan láb hosszú postamalom volt, 56 láb rotorral.
a mai társadalomban a villamos energia előállításához használt szélmalmokat szélturbináknak nevezik.,
a szélturbina piac az 1-25 kilowattos tartományból a hazai és a mezőgazdasági gyakorlatra, az 50-600 kilowattos tartományba tartozó közüzemi szélerőmű-alkalmazások köztes méretű gépeire fejlődött 1973 és 1986 között.
ebben az időszakban, több mint 20 különböző minták, ahol megtervezett és tesztelt, a legtöbb bizonyítja, hogy megvalósíthatatlan és nem hatékony.
a szélturbinák az Egyesült Államokban először létrehozott négy pengéjű rendszerből két pengéjű rendszerre, végül pedig a szélerőműparkokban manapság gyakran látott három pengéjű rendszerre fejlődtek ki.,
hogyan működnek a szélmalmok
a legkorábbi dokumentált szélmalmok függőleges tengelyű rendszerek voltak, nádból vagy fából készült függőleges vitorlákkal, amelyeket vízszintes támaszokkal rögzítettek egy függőleges tengelyhez, kővel csiszolás céljából. Az első szélmalom jelenik meg Európában a post malom egy vízszintes tengely rendszer, négy élű malom csatolt központi post.
Mostert ‘ s Mill írja le a post Malom, mint egy épület kiegyensúlyozott és elfordult egy függőleges központi post függőlegesen tartott keresztirányú és szögletes negyed rudak, amelynek végei szállított négy függőleges kő vagy tégla pillére.,
a malom egy wallower-ből állt, egy nagy fékkerékből, amely ugyanazon a tengelyen helyezkedik el, mint a vitorlák, amelyek energiát továbbítottak egy kisebb sebességfokozatba. A wallower megosztotta a függőleges tengelyt a nagy homlok kerékkel, ahonnan egy kő anya vezette a köszörűkövet.
A tower mill volt a haladás, a post malom, amelynek több emelet gabona tárolására, eltávolítása pelyva, csiszolás gabona, illetve élőhelyén, a windsmith a családjával.
a toronymalom legfontosabb jellemzője egy sapka (tető) volt, amely a változó szélmintákra reagálva elfordulhat., Ellentétben a post Malom, ahol meg kellett mozgatni az egész szerkezet orientálni a malom, csak a kupakot kellett mozgatni a torony Malom.
mind a torony, mind az oszlopmarókat eredetileg úgy tervezték, hogy manuálisan irányítsák a szélbe a malom hátulján található kar megnyomásával. 1745-ben Edmund Lee feltalálta a szélmalom ventilátor farkát, amelyet a malom hátuljára szereltek derékszögben a vitorlákhoz, automatikusan megfordítva a kupakot, hogy a vitorlákat a szélbe hozza.,
Munkaruha mills hasonló torony mills eltérő főleg a megjelenése, amelyek munkaruha malmok voltak, nyolcszögletű vagy hatszögletű a hat-nyolc oldalon, ahelyett, hogy kör alakú. Smock mills ugyanolyan forgó sapka design, mint a torony malmok, de jellemzően sokkal nagyobb.
Az első mechanikus mills, hogy megjelent az Egyesült Államokban négy fa lamellák, hogy hasonlított tappancsokat, de a legtöbb felszerelt “írás”, hogy orientált őket a szél. Ezeknek a mechanikus malmoknak egy részét azonban úgy tervezték, hogy a szélirányban működjenek, úgynevezett időjárás-elválasztó malmok.,
néhány mechanikus malom a forgórész rögzítési területének csökkentésével a nagy szélben visszahajtott csuklós pengék által biztosított fordulatszám-szabályozást hajtott végre. Amikor acél pengék, ahol bevezették, szükség csökkentő fogaskerék, hogy kompenzálja a nagy sebesség, úgy, hogy a standard kölcsönös szivattyúk voltak a megfelelő sebességgel a malom megfelelően működik.
a ma általánosan elterjedt háromlapos turbinarendszerek ugyanúgy működnek, mint az eredeti utómalmok., A szél két vagy három pengét forgat egy rotor körül, amely egy fő tengelyhez van csatlakoztatva, amely egy generátort forog, hogy villamos energiát hozzon létre.
a forgórész, amely a lapátok és a hub együtt, vannak szerelve 100 láb vagy annál nagyobb a föld felett, hogy kihasználják a gyorsabb, kevésbé viharos szél. A rotor egy hangmagassági rendszerhez van csatlakoztatva, amely a pengéket a szélből kifordítja a forgórész sebességének szabályozására.
Ha a szél túl magas vagy túl alacsony ahhoz, hogy villamos energiát termeljen, a hangmagasság-rendszer megakadályozza a forgórész elfordulását.,
a pályarendszer egy alacsony fordulatszámú tengelyhez van csatlakoztatva,amely körülbelül 30-60 fordulat / perc sebességgel fordul. Az alacsony fordulatszámú tengely a sebességváltóhoz van csatlakoztatva, amely az alacsony forgási sebességet a sebességváltóhoz csatlakoztatott generátor által megkövetelt 100-1800 rpms nagy forgási sebességre fordítja villamos energia előállításához.,
a Mai turbinák is áll a fék rendszer, amely lehet mechanikus, elektromos, vagy hidraulikusan abba a rotor a vészhelyzetek, illetve a vezérlő elindítja a gépet a szél sebessége, amelyek között 6 16 km / h, kikapcsolja a gépet, ha a szél sebessége meghaladja az 55 mph károk megelőzésére. Az anemométer méri a szélsebességet, majd továbbítja az adatokat a vezérlőnek.
a villamos energia ezután a toronyba kerül, és a helyi energiahálózattal azonos feszültségre alakul át.,
következtetés
a szélmalom hosszú utat tett meg azóta, és a turbinatechnológia modern fejlődése bizonyítja, hogy a szélenergia a fosszilis tüzelőanyagok környezetbarát helyettesítője.
a 21. században számos előrelépést látunk a szélenergia-iparban, beleértve a fedetlen technológiákat és generátorokat, amelyek nem igényelnek sebességváltót. De még mindig a nyomukban vannak.,
A szélenergia a világ növekvő energiaszükségletének egyik legjobb megoldása, mivel tiszta, és nem termel mérgező kibocsátást a villamos energia előállításához, ellentétben a fosszilis tüzelőanyagokkal.
ha van tapasztalata szélmalmok és / vagy modern szélturbinák, kérjük, ossza meg a megjegyzéseket.