Для чего использовались ветряные мельницы

Как работают ветряные мельницы для электричества и как их можно использовать

Ветряные мельницы для электричества? Такой вопрос весьма актуален в наше инновационное время. С целью экономии электроэнергии, ветроэнергетики интересует очень многих. Кому доводилось бывать в Европе на своем авто, наверняка видели огромные ветропарки, где сотни генераторов встречаются по пути. Вопрос лишь в том, насколько это выгодно у нас? Ответ на этот вопрос когда, где и как ветряки использовать выгодно, а когда нет, вы найдете в нашей статье.

Для начала разберемся в самом понятии «ветряные мельницы для электричества».

Что такое ветроэнергетика (ветряные мельницы для электричества)

Ветроэнергетика — отрасль энергетики, специализируется на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую, тепловую или в любую другую форму энергии, которая удобна для использования в народном хозяйстве. Такое преобразование может осуществляться с помощью следующих агрегатов: ветрогенератор (для получения электрической энергии), ветряная мельница (для преобразования в механическую энергию), парус (для использования в транспорте).

Энергию ветра относят к возобновляемым видам энергии, так как она является следствием активности Солнца. В настоящее время ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью. Некоторые страны особенно интенсивно развивают ветроэнергетику. Согласно данным WindEurope, в 2019 году с помощью ветрогенераторов было произведено процентное соотношение от всего электричества: в Дании 48% всего электричества, в Ирландии — 33%, в Португалии — 27 %, в Германии — 26%, в Великобритании — 22%, в Испании — 21%, в ЕС в целом — 15%. В 2014 году 85 стран мира использовали ветроэнергетику на коммерческой основе.

Крупные ветряные электростанции включаются в общую сеть, более мелкие предназначаются для снабжения электричеством удалённых районов. В отличие от ископаемого топлива, энергия ветра практически неисчерпаема, повсеместно доступна и более экологична. Ветряные мельницы для электричества имеют свои нюансы. Сооружение ветряных электростанций сопряжено с некоторыми трудностями технического и экономического характера, замедляющими распространение ветроэнергетики. В частности, непостоянство ветровых потоков не создаёт проблем при небольшой пропорции ветроэнергетики в общем производстве электроэнергии, однако при росте этой пропорции, возрастают также и проблемы надёжности производства электроэнергии. Чтобы решить подобные проблемы используется интеллектуальное управление распределением электроэнергии.

Скорость ветра (ветряные мельницы для электричества)

Работа ветряных мельниц во многом зависит от скорости ветра. Если говорить о нашей стране, то в ней не так много регионов, где скорость ветра находилась бы хотя бы на уровне 5-7 метров в секунду. Берутся данные в среднем за год. Получается, что в подавляющем большинстве широт, пригодных для проживания, эта самая скорость равняется максимум 2-4 м/с.

При таком потоке ветра мало вероятно, что ваша ветроустановка будет успешно работать большую часть времени. Ей элементарно не будет хватать скорости для стабильной выработки электричества. Нужен ветер хотя бы 10 м/с.

Фактически за час, 2квт генератор подарит вам не более 100Вт.

Есть еще другая проблема, связанная с ветром, о которой умалчивают производители. Ближе к земле его скорость гораздо меньше чем наверху, там где ставятся промышленные установки высотой 25-30м.

Скорей всего, что свою ветряную мельницу вы будете монтировать максимум на десяти метрах. Поэтому даже не ориентируйтесь на таблицы ветров с разных сайтов, поскольку эти данные вам не подходят.

Зачастую, производители скромно умалчивают, что для их карт ветроресурсов, замеры производятся на высоте от 50 до 70 метров! К тому же там не учтены данные по турбулентности, завихрениям.

Попробуйте установить чуть выше, чем на 10м, и обязательно задумаетесь о молниезащите. Наэлектризованные трением воздуха лопасти, очень вкусная приманка для разрядов! Кроме того, почему-то все беспокоятся только о таком параметре, как скорость ветра, и при этом забывают про его плотность или давление. Ведь разница для энергетики весьма существенная. Зависимость выработки электроэнергии от давления ветра непропорциональная.

Кроме того, есть определенные недосказанности в указанных технических характеристиках самих генераторов. Например на вашем дачном участке скорость ветра может быть такой, что не получится и вал прокрутить, а вырабатывать энергию — тем более. В осенне-весенний период, когда происходят наиболее активные перемещения воздушных масс.

Для тех кто занимается активным отдыхом. Лучшие солнечные батареи для туризма. Статья о всех преимуществах и типах тут

Стартовая скорость ветра, момент страгивания ветряка и место установки

Стартовая скорость напрямую зависит от стартового момента (момента страгивания) ветряка – это усилие, которое необходимо приложить на рабочий винт ветрогенератора, чтобы он начал свое вращение. Таким образом, вырисовывается следующая пропорция: чем меньше стартовая скорость ветра, тем больше дней в году генератор будет вырабатывать для вас альтернативную энергию. Большинство ветрогенераторов, которые используются в домашних условиях, имеют стартовую скорость – 2…3 м/с.

При этом бытует отдельная разновидность устройств (с парусным винтом), которые очень чувствительны к движению воздуха.

Стартовую скорость не следует путать с рабочей и номинальной скоростью, поскольку не всегда при минимальных оборотах ротора генератор способен давать ток, достаточный для зарядки аккумулятора.

Перед установкой ветряной мельницы, стоит задуматься об одной очень важной вещи — это наличие свободного места. Отметим, что по площади оно может уходить на 100 и более метров в каждую сторону от мачты.

Для ветра должно быть пространство, чтобы он мог свободно гулять по лопастям, и без помех их достигать со всех сторон. А при таком раскладе вы должны проживать либо в степи, либо возле моря (лучше непосредственно на его берегу).

Идеальным будет место на вершине холма. Где с позиции аэродинамики, воздушный поток уплотняется с соответствующим увеличением скорости и давления ветра.

Цены и нагрузка (ветряные мельницы для электричества)

В прайс листах у продавцов цены, мягко говоря несоответствующие действительности. В них никогда не показывается реальная стоимость всего необходимого оборудования.
Поэтому уже существующие цены всегда умножайте на 2, даже если выбираете так называемые готовые комплекты.

Еще не забудьте про периодическую замену АКБ. Поэтому не рассчитывайте, что ветряк может вам обойтись в 1 доллар за 1квт эл.энергии.

Когда вы посчитаете все реальные затраты, окажется что каждый киловатт мощности такого ветрогенератора, обошелся вам минимум в 5 баксов. В совокупности стоимость ветряка, мачты и доп.оборудования для двух киловаттных качественных моделей будет доходить в среднем до 200 тыс. рублей. Производительность таких установок – от 100 до 200квт в месяц, не более. Имеется в виду, при хороших погодных условиях.

Выпадение осадков так же приводит к снижению мощности ветряков. Дождь на 20%, снег – на 30%.

Из этого следует, что ваша экономия – это 500 рублей. За 12 месяцев непрерывной работы, набежит уже чуть больше – 6 тысяч. Но если вспомнить начальные траты в 200тыс., то вернете вы их через тридцать два года.

Однако, в наше нестабильное время многие убеждены, что из-за бесконечного подорожания электроэнергии, ветрогенератор в один прекрасный момент, станет выгоднее прежнего.

Из чего состоит ветровая электростанция

Ветрогенератор отдельно взятый, без учета мощности и других технических характеристик никогда не сможет обеспечить бесперебойное питание подключенных к нему электроприборов. Поскольку скорость ветра – неравномерна. Как следствие, объем мощности, вырабатываемой ветрогенератором в течение суток, может очень сильно меняться. Время от времени ветряная мельница и вовсе может остановится. Поэтому была разработана классическая схема ветроэлектростанции, которая сможет обеспечивать питание потребителей даже в тихую и безветренную погоду. Итак, она должна иметь следующий вид:

Учитывая, что ветрогенератор является ключевым элементом электростанции, то следует его выбирать по вышеприведенным параметрам.

Когда стоит покупать ветряную мельницу (ветряк)

Безусловным фактом является подорожание электроэнергии с каждым годом. Так, еще 10 лет назад, ее цена была на 70% ниже. Мы приведем для вас примерные расчеты и выясним перспективу выхода на окупаемость ветряка, с учетом резкого удорожания электричества.

Рассматривать будем генератор мощностью 2квт.

Ранее уже упоминалось, что стоимость такой модели около 200 тысяч. Но, учитывая все дополнительные расходы, нужно умножить ее на два. Получится минимум 400 тыс.руб. затрат, при сроке службы в двадцать лет.

То есть, за год получается 20 тысяч. При этом по факту, за этот год агрегат выдаст вам максимум 900 квт. Из-за коэффициента установленной мощности (для маленьких ветряков он не превышает пяти процентов), за месяц вы накрутите примерно 75квт.

К примеру, если взять 1000 квт в год для простоты расчетов, стоимость 1квт/ч полученная от ветряка, для вас составит 20 рублей. То есть при подорожании ТЭС допустим, в 4 раза, стоимость электричества от индивидуального ветрогенератора, будет приходится выше.

Использование ветряка может быть обосновано в двух случаях:

Чтобы ветряная мельница для электричества была для вас хорошей альтернативой, стоит придерживаться основного принципа. Устанавливаться ветряк должен в районе со средне годовой скоростью ветра не менее 5-6 м/с.

В конечном результате, энергия, которую производит ветряк, зависит только от:

Основные разновидности ветряных мельниц для электричества

На сегодня наиболее популярны классические быстроходные ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения и тремя лопастями.

Быстроходными считаются ветряки с минимальным количеством лопастей: 2, 3 или, вовсе, с одной, но оснащенной противовесом. Потоки сильного ветра обеспечивают таким генераторам очень быстрое вращение и при этом сильно шумят. Особенно это касается однолопастных устройств. Несмотря на то, что проблема шума может показаться незначительной, относиться к ней следует очень серьезно.

По мнению пользователей ВГ шуршит: начиная с 5–6 м/с ветер в ушах свистит, заглушая все звуки вокруг. Начиная с 1 кВт, контроллер начинает притормаживать ВГ, после чего устройство начинает не только шуршать, но еще и гудеть.

Это приведенный пример из жизненного опыта пользователя. Описание брендового быстроходного ветрогенератора, обороты которого (при скорости ветра в 10 м/с) приближаются к показателю 400 об/мин. Из чего напрашивается вывод: располагать ветрогенератор в непосредственной близи от жилых помещений, не целесообразно. Можно рассмотреть вариант с тихоходным ВГ (однако и тут надо учитывать человеческий фактор и реакцию доброжелательных соседей). Такие генераторы ввиду своих аэродинамических особенностей даже при сильном ветре не развивают больших оборотов. Кроме того, при сравнительно одинаковой мощности диаметр лопастей у тихоходного ветряка всегда меньше, чем у быстроходной ветряной мельницы. Это делает проще и монтаж, и эксплуатацию установки.

Горизонтальный тихоходный ветряк

Горизонтальный тихоходный ветряк – это установка, в конструкции которой имеется более трех лопастей, а показатель быстроходности (Z) соответствует значению Z ≤ 5. Где Z – отношение окружной (концевой) скорости лопастей ветряка к скорости ветра.

Дополнительным преимуществом тихоходной установки является низкая скорость страгивания. Благодаря высокому крутящему моменту, который лопасти передают на рабочий винт генератора, установка стартует даже при небольшом ветре. Все это обеспечивается за счет большей площади лопастей (в сравнении с быстроходными ветряками).

По причине наличия большого количества лопастей во время работы перед винтом тихоходного генератора образуется воздушная подушка. Образуется она, потому, что ветер не успевает проходить через лопасти. Эта особенность оказывает негативное влияние на производительность установки, и из нее вытекают основные недостатки устройства.

К основным недостаткам тихоходного ветряка можно отнести сравнительно низкий КИЭВ и высокую парусность. В штормовую погоду такая парусность может привести к фатальным для установки последствиям. При этом тихоходные ветряки оснащаются генераторами с увеличенным диаметр ротора, а иногда – дополнительными мультипликаторами, они облегчают запуск и вращение силовой установки. Перечисленные усовершенствования позволяют увеличить линейную скорость ротора и «снять» с генератора больше мощности при небольших оборотах. Именно за счет такой конструкции генератора стоимость установки дополнительно увеличивается.

Что касается быстроходных генераторов горизонтального типа: эти устройства получили достаточно широкое распространение, благодаря своей простоте и относительной дешевизне. И если в конструкции такой установки реализована защита от бури (например, механизм складывания хвоста при сильном ветре), то единственным неудобством во время ее эксплуатации может стать сильный шум.

Роторы Дарье наиболее популярны среди вертикальных установок, используемых в ветроэнергетике. Это обусловлено тем, что средний КИЭВ роторов с аэродинамическими крыльями равен 0,4 (что совпадает со средним значением КИЭВ горизонтальных ветряков).

Преимущества ветрогенераторов (ветряк)

Невзирая на выше перечисленные недостатки, такое устройство, как ветряная мельница, ветрогенератор имеет и свои преимущества. Недаром он распространен по всему миру. У моделей с вертикальной осью вращения они следующие:

Как выбирать ветряки (ветряные мельницы для электричества)

Людям, живущим далеко от подстанций и ВЛ-0,4кв, мы бы рекомендовали приобретать наиболее мощные модели ветряков, какие вы только можете себе позволить. Поскольку от той мощности, что указана на картинках, вам достанется не более 15%.

Есть еще категория потребителей, которая вполне заслужено делает выбор не в пользу китайских заводских моделей, а в пользу самодельных ветряных мельниц. Такие ветряки сделаны мастерами- самоучками. Свои выгоды в этом тоже имеются.

В большинстве своем, изобретатели подобных девайсов, это грамотные и ответственные ребята. С ними можно договориться и подстраховаться, если что-то пойдет не так и нужно подремонтировать. Тогда практически в 100% случаев, без проблем им можно вернуть установку.

Промышленные китайские ветряки, конечно имеют внешний вид посимпатичнее. И если вы все-таки решились прикупить именно его, тогда приготовитесь к небольшой замене. Сразу после проверки электродрелью, сделайте профилактический ремонт и замените китайский металлолом на подшипники с качественной смазкой.

Если поблизости от вас есть крупные гнездовья птиц, не помешает закупить дополнительный комплект лопастей.

К сожалению бывает так, что птенцы иногда попадают под крутящееся “мини мельницы”. Пластиковые лопасти ломаются, а металлические гнутся.

Выбор ветрогенератора по характеристикам мощности

Что касается выбора ветрогенератора, с номинальной мощностью (предположительно – 800 Вт/ч) при скорости ветра 8 м/с, вам лучше не рассчитывать на то, что при ветре 4 м/с установка будет стабильно выдавать 400 Вт/ч. Значение мгновенной мощности ветрового потока, воздействующего на лопасти генератора, пропорционально скорости ветра, возведенной в куб. На практике это означает следующее: если скорость ветра падает в 2 раза, то мощность, генерируемая ветроустановкой, снижается примерно в 8 раз.

Ниже приведена зависимость мощности от ометаемой площади рабочего винта и скорости ветра.

График мощности ветрогенератора изначально учитывает КПД установки, который выражается в коэффициенте использования энергии ветра (КИЭВ). Средний КИЭВ всех современных электроустановок находится в пределах – от 0,3 до 0,4. Продвигаясь в исследованиях графика мощности, следует рассматривать не сколько номинальные характеристики устройства (данные характеристики можно получить только при ветре 9–10 м/с), сколько показатели, характерные для среднегодовых значений ветра, пригодных конкретно для вашей местности (например, 4–5 м/с). Таким образом можно правильно оценить потенциал того или иного ветрогенератора.

Выбирая устройство по мощности, дополнительно следует учитывать потери на преобразование электроэнергии (из переменного тока в постоянный, а потом обратно – в переменный ток бытовой частоты). Потери выражаются в энергии, которую потребляют во время работы контроллер и инвертор.

Напряжение генератора

Номинальное напряжение на выходе генератора при хорошем раскладе должно соответствовать параметрам ваших аккумуляторных батарей. К примеру, для двух последовательно соединенных аккумуляторов (12 В) будет соответствовать ветрогенератор номиналом 24В. Для четырех таких аккумуляторов (также соединенных последовательно) подойдет ветряк номиналом 48 В и т. д.

Некоторые современные контроллеры способны компенсировать большое различие между выходным напряжением ветрогенератора и номиналом аккумуляторов. Дополнительных устройства, входящих в комплект домашней электростанции, имеют свои особенности, котрые, если вы взялись за это дело, вам будет не лишним изучить самостоятельно.

В данной же статье мы ознакомили вас с ключевыми параметрами, которые следует брать во внимание, выбирая установку для домашней электростанции самостоятельно. Проявляя мудрость, лучше учиться следует на чужих ошибках. Нам же ничто не мешает использовать это правило применительно к чужим успехам.

Заключение (ветряные мельницы для электричества)

Итак, передовой опыт европейцев в использовании ветряных мельниц по добыче электричества, в нашим российских широтах не везде и не всегда преминем. Некоторые пользователи, которые не послушались всех доводов и вплотную столкнулись со всеми вышеописанными проблемами, считают, что самый дорогой флюгер для дома – это ветрогенератор. Поэтому, выбирая ветряные мельницы по модели роторов и их составляющим, руководствуйтесь чужим опытом. С помощью подсказок знающих людей, можно частично решить проблему электротехнических расчетов или, хотя бы, получить четкие ориентиры в этом направлении.

Источник

История Ветроэнергетики

История ветроэнергетики начинается сотни лет назад, когда люди начали строить ветряные мельницы для того, чтобы накачать воду для орошения сельскохозяйственных культур и превратить зерно в муку.

Более сложный и крупный ветряк для выработки электроэнергии был построен в конце 1800-х годов в Кливленде, штат Огайо.
Чарльз Браш спроектировал и построил ветряную турбину на восемнадцатиметровой опорной башне, с ротором 17 метров в диаметре, состоящим из 144 деревянных лопастей. Этот гигант выдавал 12 кВт электроэнергии и прослужил верой и правдой с 1886г. до 1900 года. До тех самых пор, пока в Кливленде не построили теплоэлектростанцию.

Самое динамичное развитие ветровой энергетики в 20м веке наблюдалось в Дании. Так, к 1908 году уже было построено 72 ветряка мощностью от 5 до 25 кВт. Конструкция легкого ветряка с тремя лопастями и направлением на ветер, характерная для этой ветреной страны, теперь стала классикой!

Предшественником современных ветряков был советский ветряной двигатель около Ялты, работавший с 1931 по 1942 год. Он обладал мощностью 100 кВт и был подсоединен к местной распределительной системе напряжением 6,3 кВ. Следует отметить, что его годовой коэффициент нагрузки был 32%, что весьма близко к показателям современных установок.

Перенесемся ближе к нашему времени. 17 октября 1973 год. Страны ОПЕК прекратили поставки нефти странам поддерживающим Израиль в Войне Судного дня. В течение следующего года цена на нефть поднялась с трёх до двенадцати долларов за баррель. Это дало новый толчок для развития энергии ветра. США и Европейские страны резко увеличили финансирование исследований и производства оборудования для альтернативной энергетики.

Результатом этого стали многочисленные технологии сооружения ветряков, мощность которых исчисляется мегаваттами. Сюда можно отнести использование генераторов с регулируемой частотой вращения, составные материалы для лопастей, аэродинамическое и акустическое проектирование. С этого момента стало возможным использование энергии ветра в крупных масштабах.

Источник

История создания ветряных мельниц

Эпизод 1. Пробуждение силы

Происхождение ветряных мельниц затеряно во тьме веков. Стандартная для рунета формулировка «мельницы впервые упоминаются в 1750 году до н. э. в кодексе вавилонского царя Хаммурапи» терпит научный крах, стоит только открыть месопотамский свод законов. Невероятно прогрессивный для своего времени, этот кодекс регламентирует все на свете, но мельниц не упоминает. В нем встречаются устройства по орошению земли, но мельницы ли это – тайна, сравнимая с падением Вавилона.

Следующей на роль родителя загадочного механизма пробуется Греция. Математик Герон Александрийский в I веке н. э. в трактате «Pneumatica» описывает устройство, похожее на прототип ветряной мельницы. Древние рукописи страдают от переводов и интерполяций, современные ученые доверяют им с опаской – слово anemurion, например, может трактоваться и как мельница, и как флюгер. Древний грек похоже писал о ветряке из бумаги, простой детской игрушке. Патент на ветряную мельницу Эллада не получает. Вопрос о том, где и когда построены первые ветряные мельницы, остается открытым.

Первое упоминание ветряных мельниц приходится на Персию и X век н. э.

Наступают темные века, средневековый период с падения Западной Римской империи и до эпохи Возрождения. В темноте не разглядеть и ветряных мельниц: даже если они уже крутили свои лопасти, их движение скрыто от глаз историков. Сирия, Месопотамия и Персия становятся частью исламского мира, и греческое наследие попадает в руки арабов. Многие греческие трактаты переводятся и дополняются, инструменты заимствуются. След ветряных мельниц теряется в переселениях и захватнических войнах, чтобы вновь появиться на Востоке, где сыщики с историческим образованием впервые обнаружили ветряные мельницы.

Эпизод 2. Новая надежда

Первое настоящее упоминание ветряных мельниц приходится на Персию и X век н. э. «…Земля ветров и песка. Там ветер гонит мельницы и поднимает воду из ручьев, чтобы орошать сады. Нигде в мире нет места, где ветра используются чаще», – путешественники оставляли такие описания персидских владений. Археологи нашли остатки тех мельниц.

Великаны, чей исторический след так тяжело было обнаружить, имели от 6 до 12 лопастей-рук. Эти мельницы работали почти как сегодняшние. Вращаясь в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, лопасти приводили в движение шестеренки – совсем как в часах, а те в свою очередь запускали похожие на каменные блины жернова. В них-то и происходил процесс помола. Материалы – зерно или краски – попадали в жернов и в движении измельчались.

Есть мнение, что подобный жернов – одна из первых конструкций в истории человечества, старше даже самого дедушки колеса. Карл Маркс в «Капитале» переносит статус первенца и на всю ветряную мельницу в принципе. Для него она – важнейшее изобретение человека, в котором отразились, как в зеркале истории, все изменения подходов производства.

Легенды из географических трактатов гласят, что в 644 году н. э. в исламской столице Медине халиф Омар был убит рабом – пленным персидским техником. На допросе по делу убийства раб утверждал, что может строить мельницы, движимые ветром. В другом варианте рассказа халиф просто спросил ремесленника, может ли он построить мельницу, управляемую ветром, на что тот ответил: «Я построю мельницу, о которой будет говорить мир».

Исламские ученые настаивают, что популяризацию мельниц в Европе обеспечили Крестовые походы. Если крестоносцы, захватив предметы роскоши, позаимствовали и идею ветряных мельниц, то впервые они приметили их, наверное, после удара буйного сарацина, потому что в Европу мельница пришла перевернутой на 90 градусов – в буквальном смысле. Персидские мельницы были горизонтальными, европейцы построили вертикальные.

Эпизод 3. Атака клонов

Первая вертикальная мельница появилась в 1185 году в маленькой деревне Йоркшир, откуда она, перешагнув Ла-Манш, отправилась блуждать по Европе, как и должно великану, гигантскими шагами. В XIV веке мельницы стали главным источником силы. Примерно 3 тыс. ветряных мельниц приходилось на Бельгию, 10 тыс. – на Англию и 9 тыс. – на Голландию. Самым уважаемым человеком в округе был тот, кто подчинил себе ветер, – владелец мельницы, чаще всего – крупный феодал. Богатство жителей определялось по количеству мельниц в регионе, а близость крупного города распознавали по крутящимся лопастям, совсем как сейчас она заметна по черному дыму заводов.

Мельницы помогали во всем – от производства специй до помола зерна и резки пиломатериалов, но дерево быстро изнашивалось, и тогда на помощь мельникам пришел камень. Первую каменную ветряную мельницу построили в Дувре в 1295 году. Строительство из камня обходилось очень дорого, его могли позволить себе только дворяне и правительство. Чтобы сэкономить, каменные мельницы строили прямо в башнях старых замков.

Лучшие башенные мельницы принадлежали Нидерландам, государству мельниц. Одна из самых густонаселенных стран Европы, Голландия чувствовала острую нехватку плодородной почвы. В XVI веке изобретатель Ян Лигвотер приспособил ветряные мельницы для осушения глубоких водоемов и разработал систему последовательной перекачки воды. После этого площадь Нидерландов увеличилась на 10 %. Ни одна страна ни в то время, ни после не могла конкурировать с Нидерландами ни по качеству, ни по количеству мельниц. Именно голландцы придумали поворачивать мельницу в сторону ветра, что позволило получать больше энергии ;– еще один буквальный поворот в развитии технологии. Мельник, как капитан корабля, поворачивал свой штурвал вслед за ветром, натягивая паруса лопастей и указывая курс. Штурвал крепился к мельнице и был похож на простую подпорку. Позже технологию модернизировали и поворачивать стали только верх мельницы с главным механизмом.

Изображение ветряных мельниц, 1344 г. Фото: lezart.free.fr

Суммарное количество ветряных мельниц в мире в 1850 году доходило до 200 тысяч. Они применялись для перекачки воды, как лесопилки, при изготовлении специй, какао, табака, горчицы, красок, мела и многого другого. Некоторый функционал старых мельниц похож на выдумку сценаристов фентези-саг: они были движущей силой для бронированных колесниц или использовались, чтобы бросать пчелиные улья на стены укреплений подобно катапульте.

Эпизод 4. Империя наносит ответный удар

Великаны мирно соседствовали с людьми, в XVIII–XIX веках ветряные мельницы стали привычным элементом любого пейзажа. От мельницы для нужд семьи человечество перешло к массовому производству мельниц на заводах. Мельницы штамповали, как сейчас ноутбуки и телефоны. Ими пользовались всюду – от Америки до Японии. Годовой выпуск в развитых странах составлял сотни тысяч ветряков. Если бы инопланетяне решили тогда познакомиться с человечеством, они бы подумали, что планету населяют ветряные мельницы, а люди только помогают им.

На юго-востоке США вылов дождевых червей с помощью метода «ворчание червя» является довольно прибыльным бизнесом. По деревянному колу, воткнутому в землю, совершают ритмичные постукивания. Вибрации вызывают червей на поверхность. Нет достоверной информации о том, почему черви ведут себя именно так, но предполагают, что они восприимчивы к низкочастотным импульсным колебаниям почвы. Вероятно, для червей подобные колебания схожи со стуком дождевых капель. Подобные же звуковые вибрации вызывает вращение лопастей мельниц, и черви у мельниц лезут наружу.

Эпизод 5. Возвращение джедая

Ветряные мельницы спасла Скандинавия. Страны, у которых почти нет собственных запасов нефти, были вынуждены покупать ее у соседей. Во время Первой мировой войны поставки нефти в Данию практически прекратились, и нужда заставила страну обратиться к энергии ветра. В 1939 году Вторая мировая война вызвала очередной перерыв в поставках топлива, и прежние помощники понадобились вновь. Осознав уязвимость своей экономики, правительства скандинавских стран запустили исследовательские программы для распространения и развития идеи альтернативной энергии.

Самые высокие башенные ветряные мельницы в мире – 30-метровая ветряная мельница Moulton Windmill в Англии и 33,5–42,5-метровые ветряные мельницы De Nolet в Нидерландах.

Энергия ветра потенциально может дать человечеству весь необходимый объем электричества. Дания успешно размещает ветряные фермы в море, мельницы там могут работать больше 90 % времени. Дания, Нидерланды и Германия планируют заложить остров в Северном море, адаптировав его под нужды самого масштабного ветропарка в истории – целый остров отполированных до блеска великанов нового поколения.

Международный музей ветряных и ;водяных мельниц. Фото: www.suedheide-gifhorn.de

Из 10 тыс. ветряных мельниц, которыми пользовалась Голландия в 1850 году, примерно тысяча все еще стоит. За некоторыми ухаживают добровольцы, другие до сих пор работают в коммерческих целях, страхуя современные насосные станции. Район Заан был настоящим царством мельниц, к концу XVIII века там насчитывалось 600 действующих ветряков. Этот регион и сейчас полон ветряных великанов, каменных и деревянных – туристы едут туда за духом средневековья и красивыми фотографиями.

Эпизод 6. Скрытая угроза

Несмотря на преимущества ветроэнергетики, некоторые люди выступают против массового строительства ветряков. Экологическая обстановка, угроза птицам и эстетическое несоответствие привычному пейзажу – претензий к мельницам много, но не все они имеют под собой реальное обоснование, хотя животные действительно часто страдают от работы лопастей, особенно – птицы и черви.

Взгляд изнутри на ветряную мельницу в Австралии. Фото: Verhoeven.roel

Единственная реальная проблема мельниц связана с утилизацией лопастей. К 2035 году масса уже отработанных лопастей вырастет до 200 тыс. тонн, а человечество все еще не решило, как от них экологично избавиться. Все способы, которыми мы располагаем сейчас, связаны с загрязнением окружающей среды, так что философия энергии ветра в этом случае прихрамывает на пару лопастей.

– Да где же эти великаны? – спросил Санчо Панса.

– Да вот они перед тобой! – ответил Дон Кихот. – Видишь, какие у них огромные руки? У иных чуть ли не в две мили длиной.

– Поверьте, ваша милость, – это вовсе не великаны, а ветряные мельницы. А то, что вы называете руками, вовсе не руки, а крылья, которые вертятся от ветра и приводят в движение жернова.

Источник