Vetrnice: Njihova Gradnja Za Električno Energijo. Kaj Je To In Kako Deluje? Naprava, Opis Rezil. Čemu Služijo Mlini?

2024 Avtor: Beatrice Philips | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-09 13:44

Vedeti vse o mlinih na veter, kaj je to in kako deluje, je potrebno ne le iz praznega interesa. Naprava in opis rezil nista vse, razumeti morate, čemu služijo mlini. Dovolj je reči o vetrnicah in njihovi gradnji za električno energijo, o drugi gospodarski vrednosti.

Zgodovina nastanka

Mlini so nastali v času, ko se je začela množična pridelava pšenice in drugih žit. Vendar niso mogli takoj uporabiti sile vetra za zasuk strukture. V starih časih so kolesa obračali sužnji ali vlečne živali . Kasneje so začeli ustvarjati vodne mline. In končno, navsezadnje je že obstajala vetrna konstrukcija.

Kljub navidezni preprostosti je v resnici, nasprotno, zelo zapletena . Ta izdelek je bilo mogoče ustvariti le ob upoštevanju obremenitve vetra in s pravilno izbiro trajanja mehanizma za določeno nalogo. In te naloge so bile zelo raznolike - sekanje lesa in črpanje vode. Najzgodnejši modeli - "koze" - so bili zgrajeni na enak način kot lesena hiša.

Potem so se pojavili tako imenovani šotorski mlini, ki imajo fiksno telo, vrti se le vrh z glavno gredjo.

Takšni modeli lahko poganjajo 2 mlinska kamna, zato jih odlikuje povečana produktivnost . Veljal je za mlin, kar je značilno, ne le za utilitarno orodje. Pripisovali so ji velik pomen v mitih, legendah in pravljicah. Ni bilo držav, kjer bi takšnih idej ni bilo. Obstajali so različni motivi mitov: ljudje, ki so bili ob gradnji temeljev zavarovani, duhovi, ki živijo v mlinu, skriti zakladi, skrivnostni podzemni prehodi itd.

Naprava in načelo delovanja

Mlin na veter deluje, ker zračni tokovi delujejo na lopatice in jih sprožijo. Ta impulz gre do prenosne naprave in skozi njo - do dejanskega delovnega dela mlina. Pri starejših modelih so rezila povečali na nekaj metrov . Le tako je bilo mogoče povečati območje stika z zračnimi tokovi. Vrednost je izbrana v skladu z glavno funkcijo in zahtevano močjo.

Če je mlin zasnovan z največjimi rezili, potem lahko zmelje moko . To je edina rešitev, ki zagotavlja učinkovito zvijanje težkih mlinskih kamnov. Z razvojem aerodinamičnih konceptov je bilo mogoče izboljšati oblikovanje. Sodobni tehnološki razvoj omogoča doseganje dobrih rezultatov tudi na relativno skromnem območju stika z vetrom.

Takoj za rezili v vezju je menjalnik ali drug prenosni mehanizem . V nekaterih modelih se je to izkazalo za gred, na katero so bila nameščena rezila. Drugi konec gredi je bil opremljen z orodjem (enoto), ki je opravljalo delo. Vendar pa je bila ta zasnova kljub svoji preprostosti postopoma opuščena.

Izkazalo se je, da je zelo nevarno in nezanesljivo, nerealno pa je ustaviti delo mlina tudi v najhujšem primeru.

Izvedba menjalnika se je izkazala za veliko bolj učinkovito in elegantno . Menjalniki pretvorijo impulz iz vrtljivih rezil v koristno delo. In vredno je odklopiti dele menjalnika, delo lahko hitro ustavite. Zato se mehanizem ne vrti zaman in tudi ostro povečanje vetra ni tako strašljivo. Pomembno: zdaj se mlini uporabljajo izključno za električno energijo.

Toda tudi pojav prvih mlinov je bil prava revolucija v tehnologiji. Seveda danes 5 - 10 litrov. z.na krilu se zdi popolnoma "otroška" velikost. Vendar pa se je v obdobju, ko ni bilo le motornih skuterjev, ampak tudi nekaj stoletij pred parnimi lokomotivami, to izjemen dosežek. V XI-XIII stoletju je človek prejel moč, ki je bila v prejšnji dobi nedostopna . Oskrba gospodarstva z električno energijo se je takoj močno povečala, zato je v mnogih pogledih v tem obdobju postal močan močan porast evropskega gospodarstva.

Prednosti in slabosti

Najprimernejše je primerjati vetrnico z vodnim analogom. Struktura vode ima dolgo zgodovino in ni odvisna od sprememb vetra. Vodni tokovi so veliko bolj stabilni. Uporabite lahko tudi silo plimovanja in oseke, ki je za vetrno turbino popolnoma nedostopna . Te okoliščine so privedle do dejstva, da je bila razširjenost vodnih mlinov večkrat večja v vseh državah srednjega veka.

Sila vetra za mletje žita, kot je bilo že omenjeno, se je začela uporabljati kasneje . Ta rešitev je poleg tega povzročila znatne dodatne stroške. Vendar so na Nizozemskem v 15. stoletju in zlasti od začetka 17. stoletja cenili druge prednosti vetrnic. Potisnili so verige z zajemalkami, ki so odstranile podtalnico. Brez te inovacije ne bi bilo mogoče razviti pomembnega dela ozemlja sodobne Nizozemske.

Poleg tega lahko vetrnica stoji celo na suhem mestu in ni vezana na vodno telo.

Na Nizozemskem so vetrnice postale priljubljene iz drugega razloga .- skoraj neprekinjeno pihajo zahodni vetrovi, ki prenašajo zrak iz Atlantskega oceana proti Baltskemu morju. Zato pri orientaciji rezil in pri uporabi tehnologije ni bilo posebnih težav. Dandanes je najbolj primerno, da vetrnice z mlini za vodo primerjamo ne glede na kakovost in zmogljivosti mletja žita, ampak glede na primernost za proizvodnjo električne energije. Stabilnost napajanja se zmanjšuje, stroški omrežne energije naraščajo, zato je tako pomembno, da izberete vrsto, ki vam ustreza.

Vetrne elektrarne delujejo na skoraj neskončnih virih . Dokler ima Zemlja ozračje in sonce osvetljuje planet, se vetrovi ne bodo ustavili. Takšne naprave ne onesnažujejo okolja, ker za razliko od dizelskih in bencinskih sistemov ne oddajajo strupenih snovi. Vendar pa je nemogoče imenovati vetrno elektrarno popolnoma okolju prijazno, saj ustvarja veliko hrupa, v številnih državah pa zanjo celo nalagajo zakonske omejitve. Nazadnje, v času selitve ptic vetrnica ne more normalno delovati.

V Rusiji še ni omejitev hrupa ali koledarja . Lahko pa se pojavijo kadar koli. V vsakem primeru pa vetrne elektrarne - tako sodobne vetrnice kot klasičnega mlina - ni mogoče najti v neposredni bližini stanovanja. Poleg tega resnično učinkovitost določajo letni čas, čas dneva, vreme, teren; vse to neposredno vpliva na pretok zraka in učinkovitost njegove uporabe.

Druga pomanjkljivost vetrne elektrarne je že opažena nestabilnost vetra. Uporaba baterij delno rešuje to težavo, hkrati pa zaplete sistem in ga podraži. Včasih je treba dodatno uporabiti tudi druge vire energije . Toda vetrnica je hitro nameščena - ob upoštevanju priprave mesta ne bo trajalo več kot 10-14 dni. Za takšno namestitev je potrebno veliko prostora, zlasti glede na razpon rezil in prostor, ki bi moral biti iz varnostnih razlogov prost.

Pregled vrste

Vetrnice za mletje moke so delale z 1 ali 2 mlinskimi kamni. Obračanje proti vetru poteka na dva načina - z ročnim in bočnim . Gantry tehnika pomeni, da je celoten mlin popolnoma zasukan okoli hrastovega lesa. Ta steber je bil nameščen v težišču in ne simetrično glede na telo. Obračanje na veter je porabilo veliko energije in je bilo zato zelo težko.

Tradicionalno so bili portalni mlini opremljeni z enostopenjskim mehanskim menjalnikom . Učinkovito je zvila gred. Bockov mlin je bil izdelan tudi po portalski metodi. Bolj popolna možnost je šotorska (tudi nizozemska) shema. V zgornjem delu je bila stavba opremljena z nihajnim okvirjem, ki je podpiral kolo in je bil okronan s poševno streho.

Zaradi lahke konstrukcije obračanje proti vetru poteka z veliko manj napora . Vetrno kolo bi lahko imelo zelo velik prerez, saj je bilo dvignjeno na veliko višino. V večini primerov je bil šotorski mlin opremljen z dvostopenjskim menjalnikom. Vmesna struktura je iz mlina s tulcem. V njem se je obračalni krog nahajal na višini 0,5 telesa, pomembna podvrsta je drenažni mlin.

Hitrost vetrnice je bila v preteklosti omejena z močjo prenosne naprave. Omejitve so bile povezane z lesenimi kolesnimi zobniki in tarzusom. Posledično je nemogoče povečati koeficient uporabe vetrne energije (izkoristek). Sami zobje in stebla zanje so bili izdelani po predlogi iz kakovostnega suhega lesa. Primerno za ta namen:

• akacija;
• Breza;
• gaber;
• brest;
• javor.

Platišče glavne gredi je bilo izdelano iz breze ali bresta. Plošče so bile položene v dveh slojih. Zunaj je bilo platišče skrbno obrezano v krogu; vijaki so bili uporabljeni za držanje naper. Isti vijaki so pripomogli k zategovanju diskov. Glavna pozornost pri izboljšanju zasnove je bila namenjena izvedbi kril.

V dokaj starih mlinih so bile krilne rešetke pokrite s platnom . Toda kasneje so iste funkcije uspešno opravile plošče. Ugotovljeno je bilo tudi, da se smrekove deske bolje prilegajo. Sprva so bila krila ustvarjena s konstantnim zagozdenim kotom rezila, ki se je spreminjal od 14 do 15 stopinj. Izdelava je precej preprosta, vendar je bilo preveč energije vetra izgubljeno.

Uporaba spiralnega rezila je omogočila povečanje učinkovitosti do 50% v primerjavi s starejšo različico . Spremenljiv kot klina v konici se je gibal od 1 do 10, pri dnu pa od 16 do 30 stopinj. Ena najsodobnejših možnosti je s pol-poenostavljenim profilom. Proti koncu obdobja šotorskih mlinov so bili zgrajeni skoraj izključno iz kamna. V nekaterih primerih je bil seveda vetrni sistem priključen na vodno črpalko, kar je omogočalo namakanje zemlje.

V najzgodnejših vrstah takšnih struktur, kot v mlinih za moko, je bilo mogoče delno odstraniti jadro ali odpreti žaluzije, zmanjšati površino kril. Ta rešitev je omogočila preprečevanje poškodb tudi pri močnejšem vetru. Še vedno pa je obstajal problem vetrne turbine pri nizki hitrosti z velikim številom lopatic ali z veliko širino kril. Razlog je očiten - to je zelo resen, frustrirajoč trenutek. Rešitev je našlo nemško podjetje Kester, ki je izdelalo vetrno kolo Adler z najmanj rezili in znatno razdaljo med njimi; ta zasnova je že imela povprečno hitrost.

Še bolj napredni modeli na strani sesanja kril so bili opremljeni s posebnimi ventili . Zato je prilagoditev potekala samodejno, kar je zagotovilo najvišjo možno zmogljivost. V delovnem stanju je držanje ventilov zagotavljala vzmet. Vse je bilo zasnovano tako, da zaradi teh ventilov tudi pri aktivnem gibanju ni bilo močnega upora. Če je bila nastavljena hitrost presežena zaradi centrifugalne sile, so ventile obrnili.

Hkrati se je odpornost na pretok zraka povečala, uporabljali so jo veliko manj gladko in ne tako učinkovito kot običajno. Toda običajno je bilo mogoče zmanjšati napetostni moment. V 18. in 19. stoletju so vetrnice že uporabljali po vsem planetu . Nehali so jih izdelovati s polobrtnimi metodami, v tovarnah so začeli izdelovati vetrne motorje z več rezili iz kovine. Do konca 19. stoletja je bilo le nekaj modelov brez funkcij samodejne nastavitve torzijske hitrosti in toge pritrditve kolesa v smeri motorja.

V industrializiranih državah je bilo na leto izdelanih že na stotine tisoč kompletov za mline .… Začela se je tudi proizvodnja izboljšanih ekonomskih modelov, namenjenih predvsem proizvodnji električne energije. Moč takšnih sistemov je razmeroma nizka, običajno ne presega 1 kW, najpogosteje je bilo predvideno, da bodo opremljena s kolesi z 2-3 rezili. Povezava z generatorjem poteka prek reduktorja. Za shranjevanje energije v takšnih sistemih so bile uporabljene baterije majhne in srednje zmogljivosti.

Konstrukcijske lastnosti

Če želite zgraditi mlin, morate upoštevati številne nianse.

Izbira sedeža

Pomembno je upoštevati vrtenje rezil. Zato v bližini ne sme biti tujih zgradb in struktur. Priporočljivo je, da izberete ravno površino, sicer je lahko stavba poševna. Spletna stran je očiščena vse vegetacije in drugih motečih stvari . Upoštevajo tudi, kako bo vse videti navzven.

Orodja in materiali

Vetrnico lahko celo zgradite iz vezanega lesa, trpežne plastike ali kovine. Nihče tudi ne prepoveduje njihovega združevanja. Kljub temu se klasični pristop optimalno ujema z uporabo lesene plošče, lesa, vezanega lesa. Polietilen se uporablja za hidroizolacijo, strešni material pa za streho. Zato potrebujemo tudi kladiva in žeblje, svedre, žage in drugo orodje za gradnjo lesa: skobeljnike, kotne brusilnike, vedra in ščetke.

Fundacija

Kljub dekorativnosti večine vetrnic shema gradnje še vedno vključuje pripravo temeljev. Izkop jame in vlivanje malte ni obvezen. Dovolj je, da uporabite postavitev palice ali hlodov . Običajno je oblika blizu trapeza. Notranji in zunanji okvir sta povezana z navpičnimi stebri, postavljenimi pod določenim kotom.

Stene in streha

Pri pokrivanju konstrukcije bodite pozorni na odprtine oken in vrat. Pomembna je tudi točka pritrditve rezila . Vrata so nameščena s pomožnimi pritrdilnimi elementi. Grede z rezili je mogoče okrepiti s palico. Oblazinjenje je možno s katerim koli materialom, ki zagotavlja hermetično zaprto površino, najbolj barvit je les.

Oblika strehe se izbere posamično . Gladka in ravna pokritost ni slabša od nastavljenega kota. Plast strešnega materiala bo zagotovila zadostno hidroizolacijo. Sprednja streha je pridobljena z uporabo desk ali vezanega lesa. Ni potrebe po več dekorativnih zaključkih.

Namestitev vetrnega generatorja

Mlin je treba postaviti na suho, pripravljeno površino. Sidra se po potrebi uporabljajo za zagotovitev togosti sidrišča. Da ne bi prišlo do težav, preverite zakone in predpise. Vsekakor pa se upoštevajo tudi priporočila za električno varnost in ozemljitev . Generator je potrebno priključiti preko žic določenega odseka in v "ulično" izolacijo.

Najbolj znani stari mlini

Rodoški mlini, ki se nahajajo v bližini pristanišča Mandrnaki, so zelo dolgo zdrobili žito, ki so ga po morju dostavili neposredno v pristanišče. Sprva jih je bilo 13, po drugih virih - 14. Toda le 3 so se ohranile do našega časa in so ohranjene kot spomeniki. Na otoku Öland je situacija približno enaka - namesto 2000 mlinov jih je preživelo le 355 . Razstavili so jih v začetku prejšnjega stoletja, ker je potreba izginila, na srečo so preživele najlepše stavbe.

Omeniti velja tudi:

Zaanse Schans (severno od Amsterdama)

mlini otokov Mykonos

mesto Consuegra

omrežje mlinov Kinderdijk