een windmolen is een structuur die wordt gebruikt om de kracht van de wind te benutten voor doeleinden zoals het Malen van graan, het pompen van water en het opwekken van elektriciteit.de kracht van de wind werd voor het eerst ingezet door zeilers, die in staat waren om de windkracht door zeilen te tillen en te benutten. Deze kennis leidde tot de ontwikkeling van de eerste verticale as zeil-type windmolen gebruikt door de oude Perzen en Chinezen voor het Malen van graan en het pompen van water.,
ze bestonden uit schoepen, zeilen of bladen genoemd, die, wanneer ze door de wind werden aangezet om te draaien, de windenergie omzet in draaibare energie die kon worden gebruikt.
vroege Europese windmolens met horizontale assystemen vormden de basis voor de huidige windturbinetechnologie die wordt gebruikt voor energieproductie.
in dit artikel wordt ingegaan op de geschiedenis van windmolens en hoe deze zich hebben ontwikkeld tot moderne ontwerpen en hoe ze werken.,vroege geschiedenis van Windmolens er is geen concreet bewijs over wie precies de eerste was die de windmolen uitvond, of het nu de Chinezen of de Perzen waren. Hoe dan ook, beide culturen begonnen met behulp van deze technologie rond dezelfde tijd voor dezelfde doeleinden.
sommigen geloven dat de windmolentechnologie naar Noord-Europa werd gebracht als gevolg van de kruistochten, maar hun horizontale asontwerp in plaats van het verticale assysteem maakt het net zo waarschijnlijk dat de Europeanen hun windmolen onafhankelijk ontdekten. De eerste bestaande illustraties uit 1270 A. D., laat blauwdrukken zien van het postmolen type windmolen.
De paalmolen bestond uit een vierbladige molen gemonteerd op een centrale paalmolen, die houten tandwielen gebruikte om de beweging van de horizontale as te verbergen tot verticale beweging die een maalsteen draaide. Volgens de geïllustreerde geschiedenis van de Windontwikkeling, werd het houten tandwiel en ring gear gebruikt door Vitruvius, een ingenieur uit de Augustaanse tijd, om het eerste horizontale as waterrad te ontwikkelen.,het ontwerp van de torenmolen is vermoedelijk ontstaan rond de late jaren 1300, met als vroegst bekende illustratie een Normandische molen tussen 1430 en 1440. De torenmolen werd gemaakt met schuine wanden, een draaibare kap, een horizontale windschacht en verticale zeilen.
De kielmolen, ontwikkeld door de Nederlanders in 1526 op basis van de torenmolen, is een verticale taps toelopende toren met vier tot zes zijden bedekt met een kap die draait om de zeilen in de wind te brengen. De kielmolen is vernoemd naar de gelijkenis met de kielmolen die boeren in die tijd droegen.,in de volgende 500 jaar wonnen windmolens veel verschillende toepassingen behalve waterpompen en malen van graan, waaronder irrigatie, drainagepompen, zaagmalen van hout, en het verwerken van tabak, specerijen, cacao, verf en kleurstoffen.
moderne ontwikkelingen
mechanische waterpompmolens werden voor het eerst ontwikkeld in de Verenigde Staten in 1854. Deze molens bestonden oorspronkelijk uit vier houten bladen, met stalen bladen die in 1870 ontstonden.tussen 1850 en 1970 werden in de Verenigde Staten meer dan zes miljoen mechanische windmolens geïnstalleerd., Hun belangrijkste toepassingen waren voor vee water en water voor Boerderijen. Zeer grote windmolens werden gebruikt om water te pompen voor stoomtreinen.de eerste windmolen die elektriciteit produceerde werd in 1888 uitgevonden door een ingenieur uit Ohio, Charles Brush. De windmolen kon tot 12 kilowatt elektriciteit opwekken en was een 60 voet postmolen met een 56 voet rotor.
in de huidige samenleving worden windmolens die worden gebruikt om elektriciteit op te wekken, windturbines genoemd.,de markt voor windturbines is tussen 1973 en 1986 geëvolueerd van 1 tot 25 kilowatt voor huishoudelijke en landbouwpraktijken tot tussenschaalmachines van 50 tot 600 kilowatt voor toepassingen in onderling verbonden utiliteitswindparken.
gedurende deze periode werden meer dan 20 verschillende ontwerpen ontworpen en getest, waarvan de meeste onuitvoerbaar en inefficiënt bleken te zijn.
windturbines evolueerden van de vier bladed systemen die voor het eerst in de Verenigde Staten werden gemaakt, naar twee bladed systemen, en uiteindelijk naar de drie bladed systemen die tegenwoordig in windparken worden gezien.,
hoe Windmolens werken
De vroegste gedocumenteerde windmolens waren verticale assystemen, met verticale zeilen gemaakt van riet of hout dat met horizontale steunen aan een verticale schacht met een steen was bevestigd voor slijpdoeleinden. De eerste windmolen die in Europa verscheen was de postmolen met een horizontaal assysteem, met een vierbladige molen die aan een centrale post was bevestigd.
Mostert ‘ s Mill beschrijft de postmolen als een gebouw dat gebalanceerd en draaibaar is op een verticale centrale paal die rechtop wordt gehouden door kruisbomen en hoekige kwartstangen, waarvan de uiteinden vier rechtopstaande stenen of bakstenen pilaren droegen.,
De Molen bestond uit een wallower, een groot remwiel op dezelfde as als de zeilen, die vermogen overbracht naar een kleinere versnelling. De wallower deelde de verticale as met het grote spoorwiel, waaruit een stenen moer de slijpsteen dreef.de toren molen was een vooruitgang van de post molen met meerdere verdiepingen voor het opslaan van graan, het verwijderen van kaf, het Malen van graan, en woonvertrekken voor de windsmid en zijn familie.
het belangrijkste kenmerk van de torenmolen was een kap (dak) die kon draaien als reactie op veranderende windpatronen., In tegenstelling tot de postmolen waar je de hele structuur moest verplaatsen om de molen te oriënteren, hoefde alleen de kap in de torenmolen te worden verplaatst.
zowel de torenmolens als de paalmolens waren oorspronkelijk ontworpen om handmatig in de wind te worden gericht door een hendel aan de achterkant van de molen te duwen. In 1745 vond Edmund Lee de windmill fan tail uit, die loodrecht op de zeilen werd gemonteerd en de kap automatisch draaide om de zeilen in de wind te brengen.,
Kielmolens zijn vergelijkbaar met torenmolens die voornamelijk verschillen in hun uiterlijk, waarbij kielmolens achthoekig of zeshoekig waren met hun zes tot acht zijden, in plaats van rond. Kielmolens hebben hetzelfde roterende kapontwerp als de torenmolens, maar waren meestal veel groter.
de eerste mechanische molens die in de Verenigde Staten verschenen hadden vier houten bladen die op peddels leken, en de meeste waren uitgerust met “staarten” die hen in de wind richtten. Sommige van deze mechanische molens werden echter ontworpen om met de wind mee te werken, de zogenaamde windwijzermolens.,
sommige mechanische molens hebben de toerentalregeling verzorgd door scharnierende bladen die bij harde wind de stuwkracht verminderen door het rotorafvanggebied te verkleinen. Toen stalen messen werden geïntroduceerd, hadden ze een reductietandwiel nodig om hun hoge snelheid te compenseren, zodat de standaard wederkerige pompen de juiste snelheid hadden om de molen goed te laten functioneren.
De driebladige turbinesystemen die tegenwoordig algemeen worden gezien, functioneren vrijwel op dezelfde manier als de oorspronkelijke paalfabrieken., Wind draait twee of drie bladen rond een rotor die is aangesloten op een hoofdas die een generator draait om elektriciteit te creëren.
De rotor, de bladen en de naaf gecombineerd, zijn 100 voet of meer boven de grond gemonteerd om te profiteren van snellere, minder turbulente wind. De rotor is bevestigd aan een pitch-systeem dat de bladen uit de wind draait om de rotorsnelheid te regelen.
wanneer de wind te hoog of te laag is om elektriciteit te produceren, voorkomt het pitchsysteem dat de rotor draait.,
het spoedsysteem is aangesloten op een as met een laag toerental die ongeveer 30-60 omwentelingen per minuut draait. De lage toerentalas is aangesloten op de versnellingsbak die de lage toerentalsnelheden omzet in de hoge toerentalsnelheden van 100-1800 rpm vereist door de generator, die aan de versnellingsbak is bevestigd, om elektriciteit te produceren.,
de huidige turbines bestaan ook uit een remsysteem dat de rotor mechanisch, elektrisch of hydraulisch kan stoppen in noodgevallen, en een regelaar die de machine opstart bij windsnelheden tussen 6 en 16 km / u en de machine uitschakelt bij windsnelheden boven 55 km / u om schade te voorkomen. Een anemometer meet de windsnelheid en stuurt de gegevens naar de controller.
de elektriciteit wordt vervolgens naar beneden de toren getransporteerd en omgezet in dezelfde spanning als het lokale energienet.,
conclusie
windmolens hebben sinds de conceptie een lange weg afgelegd en moderne ontwikkelingen in de turbinetechnologie bewijzen dat windenergie een milieuvriendelijk substituut is voor fossiele brandstoffen.in de 21e eeuw beginnen we veel vooruitgang te zien in de windenergiesector, waaronder blaasloze technologieën en generatoren die geen versnellingsbak nodig hebben. Maar ze zijn nog steeds verliefd.,
windenergie is een van de beste oplossingen voor de toenemende energiebehoefte in de wereld, omdat het schoon is en geen giftige emissies veroorzaakt om de elektriciteit op te wekken, in tegenstelling tot fossiele brandstoffen.
Als u ervaring hebt met windmolens en/of moderne windturbines, deel dit dan in de commentaren.