Větrné Mlýny: Jejich Konstrukce Pro Elektřinu. Co To Je A Jak To Funguje? Zařízení, Popis Lopatek. K čemu Jsou Mlýny?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-09 13:10

Vědět vše o větrných mlýnech, co to je a jak to funguje, je nutné nejen z nečinného zájmu. Zařízení a popis lopatek není vše, musíte pochopit, k čemu mlýny slouží. Stačí říci o větrných mlýnech a jejich stavbě pro elektřinu, o jiné ekonomické hodnotě.

Historie původu

Mlýny vznikaly v době, kdy se začalo s masovým pěstováním pšenice a dalších obilovin. Ale nemohli okamžitě použít sílu větru k otočení struktury. V dávných dobách točili kola otroci nebo tažná zvířata . Později začali vytvářet vodní mlýny. A nakonec, koneckonců, už tu byla větrná stavba.

Navzdory své zjevné jednoduchosti je ve skutečnosti naopak velmi složitý . Vytvořit takový produkt bylo možné pouze s přihlédnutím k zatížení větrem a se správným výběrem doby trvání mechanismu pro konkrétní úkol. A tyto úkoly byly velmi rozmanité - jak štípání dřeva, tak čerpání vody. Nejstarší modely - „kozy“- byly stavěny stejným způsobem jako dřevěný dům.

Poté se objevily takzvané stanové mlýny, které mají pevné tělo, otáčí se pouze vršek s hlavním hřídelem.

Takové modely jsou schopné pohánět 2 mlýnské kameny, a proto se vyznačují zvýšenou produktivitou . Uvažovalo se o mlýně, což je typické, nejen utilitární nástroj. Velký význam jí byla přisuzována v mýtech, legendách a pohádkách. Neexistovaly země, kde by takové nápady chyběly. Existovaly různé motivy mýtů: lidé zajištěni při stavbě nadace, duchové žijící u mlýna, skryté poklady, tajemné podzemní chodby atd.

Zařízení a princip činnosti

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 nože zvýšeny na několik metrů . Pouze tímto způsobem bylo možné zvětšit plochu kontaktu se vzdušnými proudy. Hodnota je zvolena v souladu s hlavní funkcí a požadovaným výkonem.

Pokud je mlýn navržen s největšími lopatkami, pak může mlít mouku . Toto je jediné řešení, které zajišťuje efektivní kroucení těžkých mlýnských kamenů. Vylepšení designu bylo možné díky vývoji aerodynamických konceptů. Moderní technologický vývoj umožňuje poskytnout dobrý výsledek i při relativně skromné kontaktní ploše s větrem.

Bezprostředně za lopatkami v obvodu je převodovka nebo jiný převodový mechanismus . U některých modelů se ukázalo, že jde o hřídel, na kterou byly namontovány lopatky. Druhý konec hřídele byl vybaven nástrojem (jednotkou), který vykonával práci. Tento design však byl i přes svou jednoduchost postupně opuštěn.

Ukázalo se, že je to velmi nebezpečné a nespolehlivé a je nerealistické zastavit práci mlýna, a to i v tom nejzávažnějším případě.

Verze s převodovkou se ukázala být mnohem efektivnější a elegantnější . Převodovky převádějí impuls ze spřádacích lopatek na užitečnou práci. A stojí za to odpojit části převodovky, můžete rychle zastavit práci. Mechanismus se proto netočí nadarmo a ani prudké zvýšení větru není tak děsivé. Důležité: mlýny se nyní používají výhradně pro elektřinu.

Ale i vzhled prvních mlýnů byl skutečnou revolucí v technologii. Samozřejmě dnes 5 - 10 litrů. s.na křídle se zdají být zcela „dětinské“velikosti. V době, kdy neexistovaly pouze motorové skútry, ale také několik století před parními lokomotivami, se to ukázalo jako ohromný úspěch. V XI-XIII století dostal člověk k dispozici moc, která byla v předchozí éře nepřístupná . Napájení ekonomiky se okamžitě výrazně zvýšilo, a proto byl v tomto ohledu v mnoha ohledech umožněn prudký vzestup evropské ekonomiky.

Výhody a nevýhody

Nejpohodlnější je porovnat větrný mlýn s analogem vody. Struktura vody má dlouhou historii a je nezávislá na změnách větru. Vodní proudy jsou mnohem stabilnější. Můžete také použít sílu odlivu a proudění, která je pro větrnou turbínu zcela nepřístupná . Tyto okolnosti vedly k tomu, že prevalence vodních mlýnů byla ve všech středověkých státech mnohonásobně vyšší.

Síla větru na mletí obilí, jak již bylo zmíněno, začala být uplatňována později . Toto řešení navíc znamenalo značné dodatečné náklady. V Holandsku v 15. století, a zejména od počátku 17. století, však byly oceňovány další výhody větrných mlýnů. Naběračkami tlačili řetězy, které odstraňovaly podzemní vody. Bez této inovace by nebylo možné rozvinout významnou část území moderního Nizozemska.

Kromě toho může větrný mlýn dokonce stát na suchém místě a nemusí být přivázán k vodní ploše.

V Holandsku se větrné mlýny staly populární z jiného důvodu .- téměř nepřetržitě vane západní vítr, který přenáší vzduch z Atlantského oceánu směrem k Baltskému moři. Proto nebyly žádné zvláštní problémy jak s orientací lopatek, tak s použitím technologie. 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 energie. Snižuje se stabilita napájecího zdroje, rostou náklady na síťovou energii, a proto je tak důležité vybrat si typ, který vám vyhovuje.

Větrné farmy fungují na prakticky nekonečných zdrojích . Dokud má Země atmosféru a slunce osvětluje planetu, větry se nezastaví. Taková zařízení neznečišťují životní prostředí, protože na rozdíl od naftových a benzínových systémů nevyzařují toxické látky. Je nemožné nazvat větrnou elektrárnu zcela ekologickou, protože vytváří velký hluk a v řadě zemí na ni dokonce ukládají zákonná omezení. A konečně, větrný mlýn nemůže normálně fungovat během sezón migrace ptáků.

V Rusku zatím neexistuje žádný hluk ani omezení kalendáře . Ale mohou se objevit kdykoli. A v žádném případě nelze větrnou farmu - moderní větrný ani klasický mlýn - umístit v bezprostřední blízkosti bydlení. Skutečná účinnost je navíc dána ročním obdobím, denní dobou, počasím, terénem; to vše přímo ovlivňuje průtok vzduchu a účinnost jeho aplikace.

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

Přehled typů

Větrné mlýny na mletí mouky pracovaly s 1 nebo 2 mlýnskými kameny. Otočení k větru probíhá dvěma způsoby - portálovým a valbovým . Portálová technika znamená, že celý mlýn je zcela otočen kolem sloupku z dubového dřeva. Tento pilíř byl namontován v těžišti a ne symetricky k tělu. Obrat k větru spotřebovával spoustu energie, a proto byl velmi obtížný.

Portálové mlýny byly tradičně vybaveny jednostupňovým mechanickým převodem . Účinně zkroutila hřídel pahýlu. Bockův mlýn byl také vyroben podle portálové metody. Dokonalejší možností je stanové (aka holandské) schéma. V horní části byla budova vybavena kyvným rámem, který nesl kolo a byl korunován valbovou střechou.

Díky lehké konstrukci se otáčení proti větru děje s mnohem menším úsilím . Větrné kolo mohlo mít velmi velký průřez, protože bylo zvýšeno do velké výšky. Stanový mlýn byl ve většině případů vybaven dvoustupňovým převodem. Mezilehlá struktura je mlýna typu toulce. V něm byl kruh otáčení umístěn ve výšce 0,5 těla, důležitým poddruhem je drenážní mlýn.

Rychlost větrného mlýna byla v minulosti omezena silou přenosového zařízení. Omezení byla spojena s dřevěnými ozubenými koly a tarzem. V důsledku toho není možné zvýšit koeficient aplikace větrné energie (účinnost). Samotné zuby a stopky pro ně byly vyrobeny podle šablony z kvalitního suchého dřeva. Vhodné pro tento účel:

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

Okraj kola hlavního hřídele byl vyroben z břízy nebo jilmu. Desky byly rozloženy ve dvou vrstvách. Venku byl okraj opatrně oříznut v kruhu; k držení paprsků byly použity šrouby. Stejné šrouby pomohly utáhnout kotouče. Hlavní pozornost při zlepšování designu byla věnována provedení křídel.

V docela starých mlýnech byly křídlové mříže potaženy plátnem . Později ale stejnou funkci úspěšně plnily desky. Bylo také zjištěno, že smrková prkna lépe sedí. Zpočátku byla křídla vytvořena s konstantním klínovým úhlem čepele, který se pohyboval od 14 do 15 stupňů. Jejich výroba je celkem jednoduchá, ale příliš mnoho větrné energie bylo zbytečné.

Použití šroubovicového ostří umožnilo zvýšit účinnost až o 50% ve srovnání se starší verzí . Variabilní úhel klínu ve špičce se pohyboval od 1 do 10 a na základně od 16 do 30 stupňů. Jednou z nejmodernějších možností je poloprůhledný profil. Ke konci období stanových mlýnů byly stavěny téměř výhradně z kamene. V některých případech byl samozřejmě větrný systém napojen na vodní čerpadlo, které umožňovalo zavlažování půdy.

V nejčasnějším typu takových struktur, jako v mlýnech, 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 a frustrující okamžik. Řešení našla německá společnost Kester, která vyrobila větrné kolo Adler s minimem lopatek a značnou vzdáleností mezi nimi; tento design již měl průměrnou rychlost.

Ještě pokročilejší provedení na sací straně křídel byly vybaveny speciálními ventily . Úprava proto probíhala automaticky, což zajišťovalo nejvyšší možný výkon. V provozním stavu bylo držení ventilů zajištěno pružinou. Všechno bylo navrženo tak, aby kvůli těmto ventilům, dokonce i při aktivním pohybu, nebyl silný odpor. Pokud byla kvůli odstředivé síle překročena nastavená rychlost, ventily se otočily.

Současně se zvýšil odpor vůči proudění vzduchu, byl používán mnohem méně plynule a ne tak efektivně jako obvykle. Ale normálně bylo možné omezit napínací moment. V průběhu 18. a 19. století byly větrné mlýny již používány po celé planetě . Přestaly se vyrábět poloprofesionálními metodami, v továrnách začali vyrábět vícelisté větrné motory vyrobené z kovu. Na konci 19. století již jen několik modelů postrádalo funkce automatického nastavení rychlosti kroucení a tuhé fixace kola ve směru motoru.

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

Konstrukční vlastnosti

Chcete -li postavit mlýn, musíte vzít v úvahu řadu nuancí.

Výběr sedadla

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 budova zkosená. Místo je zbaveno veškeré vegetace a dalších rušivých věcí . Berou také v úvahu, jak vše bude vypadat navenek.

Nástroje a materiály

Můžete si dokonce postavit větrný mlýn z překližky, odolného plastu nebo kovu. Nikdo také nezakazuje jejich kombinování. Klasický přístup je však optimálně přizpůsoben použití dřevěné desky, dřeva a překližky. Polyetylen se používá pro hydroizolaci a střešní materiál pro střechu. Proto potřebujeme také kladiva a hřebíky, vrtačky, pily a další nástroje pro stavbu dřeva: hoblíky, úhlové brusky, kbelíky a kartáče.

Nadace

Navzdory dekorativnosti většiny větrných mlýnů stavební schéma stále zahrnuje přípravu nadace. Vykopat díru a nalít maltu je volitelné. Stačí použít rozložení lišty nebo protokolů . Obvykle se design svým tvarem blíží lichoběžníku. Vnitřní a vnější rám jsou spojeny pomocí svislých sloupků umístěných pod daným úhlem.

Stěny a střecha

Při zakrývání konstrukce dávejte pozor na otvory oken a dveří. Důležitý je také bod upevnění čepele . Dveře jsou instalovány s pomocnými spojovacími prvky. Nosníky s lopatkami lze vyztužit lištou. Čalounění je možné jakýmkoli materiálem, který poskytuje hermeticky uzavřený povrch, nejbarevnější je dřevo.

Tvar střechy se volí individuálně . Hladké a přímé pokrytí není horší než nastavení úhlu. Dostatečnou hydroizolaci zajistí vrstva střešního materiálu. Přední střecha se získává pomocí desek nebo překližky. Není třeba používat více dekorativních povrchových úprav.

Instalace větrného generátoru

Mlýn by měl být umístěn na suché, připravené ploše. Kotvy se používají podle potřeby k zajištění tuhosti ukotvení. Nezapomeňte si ověřit zákony a předpisy, abyste neměli problémy. V každém případě se také dodržují doporučení pro elektrickou bezpečnost a uzemnění . Je nutné připojit generátor pomocí vodičů určité sekce a v „pouliční“izolaci.

Nejslavnější staré mlýny

Rhodoské mlýny, ležící poblíž přístavu Mandrnaki, velmi dlouho drtily obilí, které bylo dodáváno přímo do přístavu po moři. Zpočátku jich bylo 13, podle jiných zdrojů - 14. Ale pouze 3 přežily do naší doby a jsou zachovány jako památky. Na ostrově Öland je situace přibližně stejná - místo 2 000 mlýnů přežilo pouze 355 . Byly rozebrány na začátku minulého století, protože potřeba zmizela, naštěstí přežily ty nejkrásnější budovy.

Za zmínku také stojí:

Zaanse Schans (severně od Amsterdamu)

mlýny ostrovů Mykonos

město Consuegra

síť mlýnů Kinderdijk