Morile De Vânt: Construcția Lor Pentru Electricitate. Ce Este și Cum Funcționează? Dispozitivul, Descrierea Lamelor. Pentru Ce Sunt Fabricile?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-09 13:42

Știind totul despre morile de vânt, ce este și cum funcționează, este necesar nu numai din interesul inactiv. Dispozitivul și descrierea lamelor nu sunt toate, trebuie să înțelegeți pentru ce sunt fabricile. Este suficient să spunem despre morile de vânt și construcția lor pentru energie electrică, despre alte valori economice.

Istoria originii

Morile au fost create într-un moment în care a început cultivarea în masă a grâului și a altor cereale. Dar nu puteau folosi imediat forța vântului pentru a roti structura. În cele mai vechi timpuri, roțile erau rotite de sclavi sau animale de tragere . Mai târziu, au început să creeze morile de apă. Și, în cele din urmă, la urma urmei, exista deja o structură de vânt.

În ciuda aparentei sale simplități, în realitate, dimpotrivă, este foarte complexă . A devenit posibil să se creeze un astfel de produs numai atunci când se ia în considerare sarcina din vânt și cu selectarea corectă a duratei mecanismului pentru o sarcină specifică. Și aceste sarcini erau foarte diverse - atât tăierea lemnului, cât și pomparea apei. Cele mai vechi modele - „capre” - au fost construite în același mod ca o casă din lemn.

Apoi au apărut așa-numitele mori de cort, care au un corp fix, doar vârful cu arborele principal se rotește.

Astfel de modele sunt capabile să conducă 2 pietre de moară și, prin urmare, se disting prin productivitate crescută . A fost luată în considerare moara, ceea ce este tipic, nu doar un instrument utilitar. I s-a acordat o mare importanță în mituri, legende și basme. Nu au existat țări în care astfel de idei să lipsească. Existau diverse motive ale miturilor: oameni imurați în timpul construcției fundației, spirite care trăiau la moară, comori ascunse, pasaje subterane misterioase și așa mai departe.

Dispozitivul și principiul de funcționare

O moară de vânt funcționează deoarece curenții de aer acționează asupra palelor și le pun în mișcare. Acest impuls se îndreaptă către dispozitivul de transfer și prin el - către partea efectivă de lucru a morii. La modelele mai vechi, lamele au fost mărite la câțiva metri . Numai în acest fel a fost posibilă creșterea zonei de contact cu curenții de aer. Valoarea este selectată în conformitate cu funcția principală și puterea necesară.

Dacă moara este proiectată cu cele mai mari lame, atunci poate măcina făina . Aceasta este singura soluție care asigură răsucirea eficientă a pietrelor grele. Îmbunătățirile de proiectare au fost posibile prin dezvoltarea conceptelor aerodinamice. Dezvoltarea tehnologică modernă face posibilă obținerea unui rezultat bun chiar și cu o zonă relativ modestă de contact cu vântul.

Imediat în spatele lamelor din circuit se află o cutie de viteze sau alt mecanism de transmisie . În unele modele, acesta s-a dovedit a fi un arbore pe care au fost montate lamele. Celălalt capăt al arborelui a fost echipat cu un instrument (unitate) care a executat lucrarea. Cu toate acestea, acest design, în ciuda simplității sale, a fost abandonat treptat.

S-a dovedit că este foarte periculos și nesigur și că este nerealist să oprești munca morii, chiar și în cel mai grav caz.

Versiunea cutiei de viteze s-a dovedit a fi mult mai eficientă și mai elegantă . Cutiile de viteze transformă impulsul de la lamele rotative în lucrări utile. Și merită să deconectați părțile cutiei de viteze, puteți opri rapid lucrul. Prin urmare, mecanismul nu se rotește degeaba și chiar și o creștere accentuată a vântului nu este atât de înfricoșătoare. Important: acum fabricile sunt utilizate exclusiv pentru electricitate.

Dar chiar și apariția primelor mori a fost o adevărată revoluție în tehnologie. Desigur, astăzi 5 - 10 litri. cu.pe aripă par a fi o dimensiune complet „copilărească”. Cu toate acestea, într-o eră în care existau nu numai scutere cu motor, ci și cu câteva secole înainte de locomotivele cu aburi, aceasta s-a dovedit a fi o realizare extraordinară. În secolele XI-XIII, omul a primit la dispoziție o putere, care era inaccesibilă în epoca anterioară . Alimentarea cu energie a economiei a crescut imediat semnificativ și de aceea, în multe privințe, a devenit posibilă o creștere bruscă a economiei europene în acea perioadă.

Argumente pro şi contra

Este cel mai convenabil să comparați o moară de vânt cu un analog de apă. Structura apei are o istorie lungă și este independentă de schimbările de vânt. Curenții de apă sunt mult mai stabili. De asemenea, puteți utiliza forța fluxului și fluxului, care este complet inaccesibil pentru o turbină eoliană . Aceste circumstanțe au condus la faptul că prevalența morilor de apă a fost de multe ori mai mare în orice state din Evul Mediu.

Forța vântului pentru măcinarea cerealelor, așa cum am menționat deja, a început să fie aplicată mai târziu . În plus, această soluție a presupus costuri suplimentare semnificative. Cu toate acestea, în Olanda în secolul al XV-lea, și mai ales de la începutul secolului al XVII-lea, au fost apreciate alte avantaje ale morilor de vânt. Au împins lanțuri cu oale care îndepărtau apa freatică. Fără această inovație, ar fi fost imposibil să se dezvolte o parte semnificativă a teritoriului Olandei moderne.

În plus, o moară de vânt poate sta chiar într-un loc uscat și nu poate fi legată de un corp de apă.

În Olanda, morile de vânt au devenit populare dintr-un alt motiv .- există vânturi de vest care suflă aproape continuu, transportând aer din Oceanul Atlantic spre Marea Baltică. Prin urmare, nu au existat probleme speciale atât cu orientarea lamelor, cât și cu utilizarea tehnologiei. În zilele noastre, este cel mai potrivit să comparăm morile de vânt cu morile de apă nu din punct de vedere al calității și al capacităților de măcinare a cerealelor, ci din punct de vedere al adecvării pentru generarea de energie. Stabilitatea sursei de alimentare scade, costul energiei rețelei crește și, prin urmare, este atât de important să alegeți tipul care vi se potrivește.

Parcurile eoliene operează pe resurse practic infinite . Atâta timp cât Pământul are o atmosferă și soarele luminează planeta, vânturile nu se vor opri. Astfel de dispozitive nu poluează mediul înconjurător deoarece, spre deosebire de sistemele diesel și benzină, nu emit substanțe toxice. Cu toate acestea, este imposibil să numiți o centrală eoliană complet ecologică, deoarece creează foarte mult zgomot și, într-o serie de țări, chiar îi impun restricții legale. În cele din urmă, moara de vânt nu poate funcționa normal în timpul sezoanelor de migrare a păsărilor.

În Rusia, nu există încă restricții de zgomot sau calendar . Dar pot apărea oricând. Și, în orice caz, un parc eolian - atât o moară modernă, cât și o moară clasică - nu poate fi amplasat în imediata apropiere a locuințelor. În plus, eficiența reală este determinată de anotimp, ora din zi, vreme, teren; toate acestea afectează în mod direct debitul de aer și eficiența aplicării acestuia.

Un alt dezavantaj al parcului eolian este instabilitatea eoliană deja remarcată. Utilizarea bateriilor rezolvă parțial această problemă, dar în același timp complică sistemul și îl scumpeste. Uneori este de asemenea necesar să se utilizeze suplimentar alte surse de energie . Dar moara de vânt este instalată rapid - ținând cont de pregătirea site-ului, nu va dura mai mult de 10-14 zile. Este nevoie de mult spațiu pentru o astfel de instalație, mai ales având în vedere întinderea lamelor și spațiul care ar trebui să fie liber din motive de siguranță.

Prezentare generală a tipului

Morile de vânt din producția de măcinare a făinii au lucrat cu 1 sau 2 pietre de moară. Întoarcerea la vânt are loc în două moduri - prin gantry și hipped . Tehnica porticului înseamnă că întreaga moară este complet rotită în jurul stâlpului din lemn de stejar. Acest stâlp a fost montat în centrul de greutate și nu simetric față de corp. Întoarcerea la vânt a consumat multă energie și, prin urmare, a fost foarte dificilă.

În mod tradițional, morile de portic au fost echipate cu o transmisie mecanică într-o singură etapă . Ea a răsucit efectiv arborele. Moara Bock a fost fabricată și în conformitate cu metoda porticului. O opțiune mai perfectă este o schemă de cort (aka olandeză). În partea superioară, clădirea era echipată cu un cadru oscilant care susținea roata și era încoronat cu un acoperiș îndoit.

Datorită construcției ușoare, întoarcerea către vânt are loc cu mult mai puțin efort . Roata vântului ar putea avea o secțiune transversală foarte mare, deoarece a fost ridicată la o înălțime mare. În majoritatea cazurilor, moara de cort a fost echipată cu o transmisie în două trepte. Structura intermediară este de moară de tip tolbă. În el, cercul de cotitură era situat la o înălțime de 0,5 corp, o subspecie importantă este o moară de drenaj.

Viteza morii de vânt a fost în trecut limitată de puterea dispozitivului de transmisie. Restricțiile au fost asociate cu roți dințate din lemn și tars. Ca urmare, este imposibil să se mărească coeficientul de aplicare a energiei eoliene (eficiență). Dinții înșiși și cozile pentru ei au fost confecționați conform unui șablon din lemn uscat de înaltă calitate. Potrivit în acest scop:

• salcâm;
• Mesteacan;
• carpen;
• ulm;
• arțar.

Janta roții arborelui principal era din mesteacăn sau ulm. Plăcile au fost așezate în două straturi. Afară, janta a fost tăiată cu grijă într-un cerc; șuruburile erau folosite pentru a ține spițele. Aceleași șuruburi au ajutat la strângerea discurilor. Principala atenție în îmbunătățirea designului a fost acordată execuției aripilor.

În morile destul de vechi, grilajele aripilor erau acoperite cu pânză . Dar mai târziu aceeași funcție a fost îndeplinită cu succes de către plăci. S-a constatat, de asemenea, că scândurile de molid se potrivesc mai bine. Inițial, aripile au fost create cu un unghi de pană constant al lamei, care a variat de la 14 la 15 grade. Este destul de simplu să le faci, dar s-a irosit prea multă energie eoliană.

Utilizarea unei lame elicoidale a făcut posibilă creșterea eficienței cu până la 50% în comparație cu versiunea mai veche . Unghiul variabil de pană în vârf a variat de la 1 la 10, iar la bază de la 16 la 30 de grade. Una dintre cele mai moderne opțiuni este cu un profil semi-raționalizat. Spre sfârșitul perioadei morilor de corturi, acestea au fost construite aproape exclusiv din piatră. În unele cazuri, desigur, sistemul eolian a fost conectat la o pompă de apă, ceea ce a făcut posibilă irigarea terenului.

În cel mai vechi tip de astfel de structuri, ca și în morile de făină, a fost posibilă reducerea zonei aripilor prin îndepărtarea parțială a pânzei sau deschiderea jaluzelelor. Această soluție a făcut posibilă prevenirea deteriorării chiar și cu vânt sporit. Dar totuși a existat problema unei turbine eoliene cu viteză mică, cu un număr mare de lame sau cu o lățime mare a aripii. Motivul este destul de evident - este un moment foarte grav, frustrant. Soluția a fost găsită de compania germană Kester, care a produs roata eoliană Adler cu un minim de lame și o distanță semnificativă între ele; acest design avea deja o viteză medie.

Modele și mai avansate pe partea de aspirație a aripilor au fost echipate cu supape speciale . Prin urmare, ajustarea a avut loc automat, ceea ce a asigurat cea mai înaltă performanță posibilă. În stare de funcționare, reținerea supapelor a fost asigurată de un arc. Totul a fost conceput astfel încât din cauza acestor supape, chiar și cu mișcare activă, să nu existe o rezistență puternică. Dacă viteza setată a fost depășită din cauza forței centrifuge, supapele au fost rotite.

În același timp, rezistența la fluxul de aer a crescut, a fost utilizată mult mai puțin lin și nu la fel de eficient ca de obicei. Dar în mod normal a fost posibil să se reducă momentul de tensionare. În secolele al XVIII-lea și al XIX-lea, morile de vânt au fost deja utilizate pe toată planeta . Au încetat să mai fie fabricate prin metode semi-meșteșugărești, au început să producă motoare eoliene cu mai multe lame fabricate din metal la fabrici. Până la sfârșitul secolului al XIX-lea, doar câteva modele erau lipsite de funcțiile de reglare automată a vitezei de torsiune și fixarea rigidă a roții în direcția motorului.

În țările industrializate, sute de mii de seturi pentru fabrici erau deja făcute pe an .… A început și producția de modele economice îmbunătățite, concepute în principal pentru a genera electricitate. Puterea unor astfel de sisteme este relativ redusă, de obicei nu depășește 1 kW, cel mai adesea se prevedea echiparea cu roți cu 2-3 lame de tip paletă. Conectarea la generator are loc printr-un reductor. Pentru a stoca energia în astfel de sisteme, au fost utilizate baterii de capacitate mică și medie.

Caracteristici de construcție

Pentru a construi o moară, trebuie să luați în considerare o serie de nuanțe.

Selectarea scaunelor

Este important să luați în considerare rotația lamelor. Prin urmare, nu ar trebui să existe clădiri și structuri străine în apropiere. Este recomandabil să alegeți o zonă plană, altfel clădirea poate fi înclinată. Situl este curățat de toată vegetația și alte lucruri care interferează . De asemenea, iau în considerare modul în care totul va arăta extern.

Unelte și materiale

Puteți construi chiar o moară de vânt din placaj, plastic durabil sau metal. Nimeni nu interzice și combinarea lor. Cu toate acestea, abordarea clasică este potrivită în mod optim cu utilizarea unei plăci de lemn, cherestea, placaj. Polietilena este utilizată pentru hidroizolație și material pentru acoperiș pentru acoperiș. De aceea avem nevoie și de ciocane și cuie, burghie, ferăstrău și alte unelte pentru construcția lemnului: rindele, polizoarele unghiulare, gălețile și periile.

fundație

În ciuda decorativității majorității morilor de vânt, schema de construcție implică în continuare pregătirea fundației. Săparea unei găuri și turnarea mortarului sunt opționale. Este suficient să folosiți aspectul unei bare sau jurnale . De obicei, designul este aproape de o formă trapezoidală. Ramele interioare și exterioare sunt conectate utilizând stâlpi verticali așezați la un unghi dat.

Pereți și acoperiș

Când acoperiți structura, acordați atenție deschiderilor ferestrelor și ușilor. Punctul de montare a lamei este, de asemenea, critic . Ușile sunt instalate cu elemente de fixare auxiliare. Grinzile cu lame pot fi armate cu o bară. Tapițeria este posibilă cu orice material care oferă o suprafață închisă ermetic, cel mai colorat fiind lemnul.

Forma acoperișului este aleasă individual . Acoperirea netedă și dreaptă nu este mai rea decât un set de unghiuri. Un strat de material de acoperiș va asigura o hidroizolare suficientă. Acoperișul frontal se obține folosind plăci sau placaj. Nu este nevoie să folosiți mai multe finisaje decorative.

Instalarea unui generator eolian

Moara trebuie așezată pe o zonă uscată, pregătită. Ancorele sunt utilizate la nevoie pentru a asigura rigiditatea ancorajului. Asigurați-vă că verificați legile și reglementările pentru a nu avea probleme. În orice caz, sunt respectate și recomandările pentru siguranța electrică și împământare . Este necesar să conectați generatorul prin fire ale unei anumite secțiuni și în izolația „stradală”.

Cele mai cunoscute mori vechi

Morile din Rodos, situate în apropierea portului Mandrnaki, au zdrobit cerealele pentru o perioadă foarte lungă de timp, care au fost livrate direct în port pe mare. Inițial, erau 13, conform altor surse - 14. Dar doar 3 au supraviețuit până în prezent și sunt păstrate ca monumente. Pe insula Öland, situația este cam aceeași - în loc de 2.000 de mori, au supraviețuit doar 355 . Au fost demontate la începutul secolului trecut, deoarece nevoia a dispărut, din fericire, au supraviețuit cele mai frumoase clădiri.

De asemenea, merită remarcat:

Zaanse Schans (la nord de Amsterdam)

morile insulelor Mykonos

orașul Consuegra

rețeaua de fabrici Kinderdijk