Vše o větrných mlýnech

Vědět vše o větrných mlýnech, co to je a jak fungují, je nutné nejen z planého zájmu. Zařízení a popis lopatek není vše, je třeba pochopit, k čemu mlýnky slouží. Stačí říci o větrných mlýnech a jejich stavbě na elektřinu, o jiné ekonomické hodnotě.

Mlýny vznikly v době, kdy se začalo s masovým pěstováním pšenice a dalších obilovin. Ale nemohli okamžitě použít sílu větru k otočení konstrukce. V dávných dobách otáčeli koly otroci nebo tažná zvířata. Později začali vytvářet vodní mlýny. A nakonec už tu přece jen byla větrná stavba.

Přes zdánlivou jednoduchost je ve skutečnosti naopak velmi složitý. Vytvořit takový produkt bylo možné pouze při zohlednění zatížení větrem a při správném výběru doby trvání mechanismu pro konkrétní úkol. A tyto úkoly byly velmi různorodé – jak štípání dřeva, tak čerpání vody. Nejranější modely - "kozy" - byly postaveny stejným způsobem jako dřevěný dům.

Pak se objevily tzv. stanové mlýnky, které mají pevné tělo, otáčí se pouze vršek s hlavním hřídelem.

Takové modely jsou schopny pohánět 2 mlýnské kameny, a proto se vyznačují zvýšenou produktivitou. Uvažovalo se o mlýnku, což je typický, nejen užitkový nástroj. Velký význam jí byl připisován v mýtech, legendách a pohádkách. Nebyly země, kde by takové myšlenky chyběly. Motivy mýtů byly různé: lidé uvěznění při stavbě nadace, duchové žijící ve mlýně, skryté poklady, tajemné podzemní chodby a tak dále.

Větrný mlýn funguje, protože proudy vzduchu působí na lopatky a uvádějí je do pohybu. Tento impuls jde do přenosového zařízení a přes něj - do skutečné pracovní části mlýna. U starších modelů byly lopatky zvětšeny na několik metrů. Pouze tímto způsobem bylo možné zvětšit oblast kontaktu se vzdušnými proudy. Hodnota se volí v souladu s hlavní funkcí a požadovaným výkonem.

Pokud je mlýnek navržen s největšími lopatkami, pak umí mlít mouku. Toto je jediné řešení, které zajišťuje efektivní kroucení těžkých mlýnských kamenů. Vylepšení designu bylo umožněno vývojem aerodynamických konceptů. Moderní technologický vývoj umožňuje poskytnout dobrý výsledek i při relativně skromné ​​oblasti kontaktu s větrem.

Bezprostředně za lopatkami v okruhu je umístěna převodovka nebo jiný převodový mechanismus. U některých modelů se ukázalo, že se jedná o hřídel, na které byly namontovány lopatky. Druhý konec hřídele byl vybaven nástrojem (jednotkou), který vykonával práci. Od tohoto provedení se však i přes svou jednoduchost postupně upouštělo.

Verze s převodovkou se ukázala být mnohem efektivnější a elegantnější. Převodovky převádějí impuls z rotujících nožů na užitečnou práci. A stojí za to odpojit části převodovky, můžete rychle zastavit práci. Mechanismus se proto neotáčí nadarmo a ani prudký nárůst větru není tak děsivý. Důležité: mlýny se nyní používají výhradně na elektřinu.

Ale i vzhled prvních mlýnů byl skutečnou revolucí v technologii. Samozřejmě dnes 5 - 10 litrů. s. na křídle se zdají být zcela "dětské" velikosti. V době, kdy existovaly nejen motorové skútry, ale i několik století před parními lokomotivami, se to ukázalo jako obrovský úspěch. V XI-XIII století měl člověk k dispozici moc, která byla v předchozí éře nedostupná. Zásobování ekonomiky se okamžitě výrazně zvýšilo, a proto byl v tomto období v mnoha ohledech umožněn prudký rozjezd evropské ekonomiky.

Nejpohodlnější je porovnat větrný mlýn s vodním analogem. Vodní stavba má dlouhou historii a je nezávislá na změnách větru. Vodní proudy jsou mnohem stabilnější. Využít můžete i sílu přílivu a odlivu, která je pro větrnou turbínu zcela nedostupná. Tyto okolnosti vedly k tomu, že rozšíření vodních mlýnů bylo ve všech státech středověku mnohonásobně vyšší.

Síla větru na mletí obilí, jak již bylo zmíněno, se začala uplatňovat později. Toto řešení navíc znamenalo značné dodatečné náklady. V Holandsku v 15. století a zejména od počátku 17. století se však oceňovaly další přednosti větrných mlýnů. Naběračkami tlačili řetězy, které odváděly spodní vodu. Bez této inovace by nebylo možné rozvíjet významnou část území moderního Nizozemska.

V Holandsku se větrné mlýny staly populární z jiného důvodu. - téměř nepřetržitě vanou západní větry, které přenášejí vzduch z Atlantského oceánu směrem k Baltskému moři. Nenastaly proto žádné zvláštní problémy jak s orientací lopatek, tak s použitím techniky. V dnešní době je nejvhodnější srovnávat větrné mlýny s vodními mlýny nikoli z hlediska kvality a schopností mletí obilí, ale z hlediska vhodnosti pro výrobu elektrické energie. Stabilita napájení klesá, náklady na síťovou energii rostou, a proto je tak důležité vybrat si typ, který vám vyhovuje.

Větrné elektrárny fungují na prakticky nekonečných zdrojích. Dokud má Země atmosféru a Slunce osvětluje planetu, vítr se nezastaví. Taková zařízení neznečišťují životní prostředí, protože na rozdíl od dieselových a benzínových systémů nevypouštějí toxické látky. Nazvat větrnou elektrárnu zcela ekologickou však nelze, protože vytváří velký hluk a v řadě zemí na ni dokonce ukládají zákonná omezení. A konečně, větrný mlýn nemůže normálně fungovat během období migrace ptáků.

V Rusku zatím nejsou žádná omezení hluku ani kalendáře. Mohou se ale objevit kdykoli. A každopádně větrná elektrárna - moderní větrný i klasický mlýn - nemůže být umístěna v bezprostřední blízkosti bydlení. Skutečnou účinnost navíc určuje roční období, denní doba, počasí, terén; to vše přímo ovlivňuje rychlost proudění vzduchu a účinnost jeho aplikace.

Další nevýhodou větrné farmy je již konstatovaná nestabilita větru. Použití baterií tento problém částečně řeší, ale zároveň systém komplikuje a prodražuje. Někdy je také nutné dodatečně využít jiné zdroje energie. Větrný mlýn je však instalován rychle - s ohledem na přípravu místa to nebude trvat déle než 10-14 dní. Pro takovou instalaci je potřeba hodně místa, zejména s ohledem na rozpětí lopatek a prostor, který by měl být z bezpečnostních důvodů volný.

Větrné mlýny moučné výroby pracovaly s 1 nebo 2 mlýnskými kameny. Otáčení po větru se děje dvěma způsoby - portálovým a valbovým. Portálová technika znamená, že se celý mlýn kompletně otáčí kolem sloupku z dubového dřeva. Tento sloupek byl namontován v těžišti, nikoli symetricky k tělu. Otočení po větru spotřebovalo hodně energie a bylo proto značně komplikované.

Tradičně byly portálové mlýny vybaveny jednostupňovým mechanickým převodem. Účinně zkroutila pahýl hřídele. Také mlýn Bock byl vyroben portálovou metodou. Dokonalejší možností je schéma stanu (aka holandského). V horní části byla budova vybavena kyvným rámem, který podpíral kolo a byl korunován valbovou střechou.

Díky lehké konstrukci se zatáčení proti větru děje s mnohem menší námahou. Větrné kolo mohlo mít velmi velký průřez, protože bylo zvednuto do velké výšky. Ve většině případů byl stanový mlýn vybaven dvoustupňovým převodem. Mezilehlá konstrukce je toulcového typu mlýna. V něm se otočný kruh nacházel ve výšce 0,5 tělesa, důležitým poddruhem je drenážní mlýn.

Výkon větrného mlýna byl v minulosti omezen silou převodového zařízení. Omezení byla spojena s dřevěnými koly a tarsy. V důsledku toho není možné zvýšit koeficient využití větrné energie (účinnost). Zuby a hroty pro ně byly vyrobeny podle šablony z kvalitního suchého dřeva. Vhodné pro tento účel:

• akácie;
• Bříza;
• habr;
• jilm;
• javor.

Věnec kola hlavního hřídele byl vyroben z břízy nebo jilmu. Desky byly položeny ve dvou vrstvách. Venku byl okraj pečlivě ořezán do kruhu; k uchycení paprsků byly použity šrouby. Stejné šrouby pomohly utáhnout kotouče. Hlavní pozornost při zlepšování designu byla věnována provedení křídel.

V dosti starých mlýnech byly křídlové mříže potaženy plátnem. Ale později stejnou funkci úspěšně plnily desky. Také se zjistilo, že smrková prkna lépe pasují. Zpočátku byla křídla vytvořena s konstantním klínovým úhlem čepele, který se pohyboval od 14 do 15 stupňů. Je docela jednoduché je vyrobit, ale zbytečně mnoho větrné energie se vyplýtvalo.

Použití spirálové lopatky umožnilo zvýšit účinnost až o 50 % oproti starší verzi. Variabilní úhel klínu ve špičce se pohyboval od 1 do 10 a na základně od 16 do 30 stupňů. Jednou z nejmodernějších možností je poloprofilový profil. Ke konci období stanových mlýnů se stavěly téměř výhradně z kamene. V některých případech byl samozřejmě větrný systém napojen na vodní čerpadlo, což umožňovalo zavlažovat pozemek.

U nejstarších typů takových konstrukcí, jako u mlýnů na mouku, bylo možné zmenšit plochu křídla částečným odstraněním plachty nebo otevřením žaluzií. Toto řešení umožnilo zabránit poškození i při zvýšeném větru. Ale stále tu byl problém nízkorychlostní větrné turbíny s velkým počtem lopatek nebo s velkou šířkou křídla. Důvod je zcela zřejmý – je to velmi vážný, frustrující moment. Řešení našla německá firma Kester, která vyrobila větrné kolo Adler s minimem lopatek a značnou vzdáleností mezi nimi; tato konstrukce již měla průměrnou rychlost.

Ještě pokročilejší konstrukce na sací straně křídel byly vybaveny speciálními ventily. Úprava tedy probíhala automaticky, což zajistilo nejvyšší možný výkon. V provozním stavu zajišťovala držení ventilů pružina. Vše bylo navrženo tak, aby kvůli těmto ventilům ani při aktivním pohybu nekladl silný odpor. Pokud došlo k překročení nastavených otáček vlivem odstředivé síly, došlo k otočení ventilů.

Zároveň se zvýšil odpor proti proudění vzduchu, používal se mnohem méně plynule a ne tak efektivně jako obvykle. Ale normálně bylo možné snížit napínací moment. V průběhu 18. a 19. století se již větrné mlýny používaly po celé planetě. Přestaly se vyrábět polořemeslnými postupy, v továrnách se začaly vyrábět vícelopatkové větrné motory z kovu. Do konce 19. století jen několik modelů postrádalo funkce automatického nastavení torzní rychlosti a tuhé fixace kola ve směru motoru.

V průmyslových zemích se již vyráběly statisíce sad pro mlýny ročně.... Začala také výroba vylepšených ekonomických modelů, určených především k výrobě elektřiny. Výkon těchto systémů je relativně nízký, obvykle nepřesahující 1 kW, nejčastěji se počítalo s vybavením kol s 2-3 lopatkami. Připojení ke generátoru probíhá přes redukci. K ukládání energie v takových systémech byly použity baterie malé a střední kapacity.

Při stavbě mlýna je třeba vzít v úvahu řadu nuancí.

Je důležité vzít v úvahu rotaci lopatek. V blízkosti by proto neměly být žádné cizí budovy a stavby. Je vhodné zvolit rovnou plochu, jinak může být stavba zkosená. Místo je vyčištěno od veškeré vegetace a dalších rušivých věcí. Berou také v úvahu, jak bude vše vypadat navenek.

Větrný mlýn si dokonce můžete postavit z překližky, odolného plastu nebo kovu. Nikdo také nezakazuje je kombinovat. Klasický přístup je však optimálně přizpůsoben použití dřevěné desky, dřeva, překližky. Polyetylen se používá pro hydroizolaci a střešní materiál pro střechu. Proto dále potřebujeme kladiva a hřebíky, vrtačky, pily a další nářadí na dřevostavby: hoblíky, úhlové brusky, kbelíky a kartáče.

Navzdory dekorativnosti většiny větrných mlýnů stavební schéma stále zahrnuje přípravu nadace. Vykopání díry a nalití maltou je volitelné. Úplně stačí použít rozložení lišty nebo polena. Obvykle se design blíží tvaru lichoběžníku. Vnitřní a vnější rámy jsou spojeny pomocí svislých sloupků umístěných v daném úhlu.

Při zakrývání konstrukce věnujte pozornost otvorům oken a dveří. Důležitý je také montážní bod lopatek. Dveře jsou instalovány pomocí pomocných upevňovacích prvků. Nosníky s lopatkami lze vyztužit tyčí. Čalounění je možné jakýmkoliv materiálem, který poskytuje hermeticky uzavřený povrch, nejbarevnější je dřevo.

Tvar střechy se volí individuálně. Hladké a rovné pokrytí není horší než úhlová sada. Vrstva střešního materiálu zajistí dostatečnou hydroizolaci. Přední střecha se získává pomocí desek nebo překližky. Není potřeba používat více dekorativních úprav.

Mlýnek by měl být umístěn na suchém, připraveném místě. Pro zajištění tuhosti kotvení se podle potřeby používají kotvy. Nezapomeňte se seznámit se zákony a předpisy, abyste neměli problémy. V každém případě jsou také dodržována doporučení pro elektrickou bezpečnost a uzemnění. Generátor je nutné připojit přes vodiče určitého úseku a v "uliční" izolaci.

Rhodské mlýny, nacházející se poblíž přístavu Mandrnaki, velmi dlouho drtily obilí, které se po moři dodávalo přímo do přístavu. Zpočátku jich bylo 13, podle jiných zdrojů - 14. Ale pouze 3 se dochovaly do naší doby a jsou zachovány jako památky. Na ostrově Öland je situace přibližně stejná – místo 2000 mlýnů přežilo jen 355. Ty byly rozebrány na začátku minulého století, protože potřeba zmizela, ty nejkrásnější stavby se naštěstí zachovaly.

Za zmínku také stojí:

• Zaanse Schans (severně od Amsterdamu);

• mlýny na ostrovech Mykonos;

• město Consuegra;

• síť mlýnů Kinderdijk;

• větrné mlýny íránského Nashtifanu.