טחנות רוח: בנייתן לחשמל. מה זה ואיך זה עובד? המכשיר, תיאור הלהבים. בשביל מה טחנות?

2024 מְחַבֵּר: Beatrice Philips | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-09 13:21

לדעת הכל על טחנות רוח, מה זה ואיך זה עובד, נחוץ לא רק מתוך עניין סרק. המכשיר ותיאור הלהבים הם לא הכל, אתה צריך להבין בשביל מה הטחנות. די לומר על טחנות רוח ובנייתן לחשמל, על ערך כלכלי אחר.

היסטוריה של מוצא

הטחנות נוצרו בתקופה שבה החלה גידול המוני של חיטה ודגנים אחרים. אך הם לא יכלו להשתמש מיד בכוח הרוח כדי לסובב את המבנה. בימי קדם, הגלגלים הופנו על ידי עבדים או חיות טיוטה . מאוחר יותר החלו ליצור טחנות מים. ולבסוף, אחרי הכל, כבר היה מבנה רוח.

למרות הפשטות לכאורה, במציאות, להיפך, היא מורכבת מאוד . אפשר היה ליצור מוצר כזה רק כאשר לוקחים בחשבון את העומס מהרוח ועם בחירה נכונה של משך המנגנון למשימה מסוימת. והמשימות הללו היו מגוונות מאוד - הן כריתת עצים והן שאיבת מים. הדגמים המוקדמים ביותר - "עזים" - נבנו באותו אופן כמו בית עץ.

ואז הופיעו טחנות האוהלים, בעלות גוף קבוע, רק החלק העליון עם הפיר הראשי מסתובב.

דגמים כאלה מסוגלים לנהוג 2 אבני ריחיים ולכן הם נבדלים על ידי פרודוקטיביות מוגברת . הטחנה נחשבה, שהיא אופיינית, לא רק כלי תועלתני. היא קיבלה חשיבות רבה במיתוסים, באגדות ובאגדות. לא היו מדינות שבהן רעיונות כאלה נעדרים. היו מניעים שונים של מיתוסים: אנשים שהתרוממו במהלך בניית הקרן, רוחות שחיות בטחנה, אוצרות נסתרים, מעברים תת -קרקעיים מסתוריים וכו '.

מכשיר ועקרון הפעולה

טחנת רוח פועלת מכיוון שזרמי האוויר פועלים על הלהבים ומניעים אותם. הדחף הזה עובר למכשיר ההעברה, ודרכו - לחלק העבודה בפועל של הטחנה. בדגמים ישנים יותר הלהבים הוגדלו למספר מטרים . רק כך ניתן היה להגדיל את שטח המגע עם זרמי אוויר. הערך נבחר בהתאם לפונקציה הראשית והעוצמה הנדרשת.

אם הטחנה מעוצבת עם הלהבים הגדולים ביותר, היא יכולה לטחון קמח . זהו הפתרון היחיד המבטיח פיתול יעיל של אבני ריחיים כבדות. שיפורים בעיצוב התאפשרו על ידי פיתוח מושגים אווירודינמיים. הפיתוח הטכנולוגי המודרני מאפשר לספק תוצאה טובה גם עם אזור מגע רוח צנוע יחסית.

מיד מאחורי הלהבים במעגל יש תיבת הילוכים או מנגנון שידור אחר . בחלק מהדגמים התברר שזהו פיר שעליו הותקנו הלהבים. הקצה השני של הפיר היה מצויד בכלי (יחידה) שביצע את העבודה. עם זאת, עיצוב זה, למרות פשטותו, ננטש בהדרגה.

התברר שזה מאוד מסוכן ולא אמין, וזה לא ריאלי להפסיק את עבודת הטחנה, אפילו במקרה החמור ביותר.

גרסת תיבת ההילוכים התבררה כיעילה ואלגנטית בהרבה .תיבות הילוכים ממירות את הדחף מהלהבים המסתובבים לעבודה שימושית. וכדאי לנתק את חלקי תיבת ההילוכים, אתה יכול להפסיק את העבודה במהירות. לכן המנגנון אינו מסתובב לשווא, ואפילו עלייה חדה ברוח אינה כה מפחידה. חשוב: כיום הטחנות משמשות אך ורק לחשמל.

אך אפילו הופעת הטחנות הראשונות הייתה מהפכה של ממש בטכנולוגיה. כמובן, היום 5 - 10 ליטר. עם.באגף נראה גודל "ילדותי" לחלוטין. עם זאת, בעידן שבו לא היו רק קטנועים, אלא גם כמה מאות שנים לפני קטרי קיטור, התברר שזהו הישג אדיר. במאות XI-XIII, האדם קיבל כוח לרשותו, דבר שלא היה נגיש בעידן הקודם . אספקת החשמל של המשק עלתה באופן מיידי באופן משמעותי, ולכן, בהיבטים רבים, התאפשרה עלייה חדה בכלכלה האירופית בתקופה זו.

יתרונות וחסרונות

הכי נוח להשוות טחנת רוח עם אנלוגי מים. למבנה המים היסטוריה ארוכה והוא אינו תלוי בשינויי הרוח. זרמי המים יציבים הרבה יותר. אתה יכול גם להשתמש בכוח הירידה והזרימה, שאינו נגיש לחלוטין לטורבינת רוח . נסיבות אלה הובילו לכך ששכיחותן של טחנות מים הייתה גבוהה פי כמה בכל מדינות של ימי הביניים.

כוח הרוח לטחינת תבואה, כפי שכבר צוין, החל להיות מיושם מאוחר יותר . פתרון זה, בנוסף, כרוך בעלויות נוספות משמעותיות. עם זאת, בהולנד במאה ה -15, ובמיוחד מתחילת המאה ה -17, הוערכו יתרונות אחרים של טחנות רוח. הם דחפו שרשראות בעזרת מצקות שהסירו את מי התהום. ללא חידוש זה, לא ניתן היה לפתח חלק משמעותי משטחה של הולנד המודרנית.

בנוסף, טחנת רוח יכולה אפילו לעמוד במקום יבש ולא להיות קשורה לגוף מים.

בהולנד, טחנות הרוח הפכו פופולריות מסיבה אחרת .- ישנן רוחות מערביות הנושבות כמעט ברציפות, נושאות אוויר מהאוקיינוס האטלנטי לכיוון הים הבלטי. לכן לא היו בעיות מיוחדות הן בכיוון הלהבים והן בשימוש בטכנולוגיה. כיום הכי נכון להשוות טחנות רוח עם טחנות מים לא מבחינת יכולות וטחינת תבואה, אלא מבחינת התאמה לייצור חשמל. יציבות אספקת החשמל יורדת, עלות אנרגיית הרשת עולה, ועל כן כל כך חשוב לבחור את הסוג המתאים לך.

חוות רוח פועלות על משאבים אינסופיים כמעט . כל עוד לכדור הארץ יש אטמוספירה והשמש מאירה את כוכב הלכת, הרוחות לא יפסיקו. מכשירים כאלה אינם מזהמים את הסביבה מכיוון שבניגוד למערכות סולר ובנזין, הם אינם פולטים חומרים רעילים. עם זאת, אי אפשר לקרוא לתחנת כוח רוח ידידותית לחלוטין לסביבה, מכיוון שהיא יוצרת רעש רב, ובמספר מדינות הם אפילו מטילים עליה מגבלות חוקיות. לבסוף, טחנת הרוח אינה יכולה לפעול כרגיל בעונות נדידת הציפורים.

ברוסיה עדיין אין מגבלות רעש או לוח שנה . אבל הם יכולים להופיע בכל עת. ובכל מקרה, חוות רוח - גם טחנת רוח מודרנית וגם טחנה קלאסית - לא יכולה להיות ממוקמת בסביבה הקרובה של דיור. בנוסף, היעילות האמיתית נקבעת לפי העונה, השעה ביום, מזג האוויר, השטח; כל זה משפיע ישירות על קצב זרימת האוויר ועל יעילות היישום שלו.

חסרון נוסף של חוות הרוחות הוא חוסר היציבות הרוח שכבר צוין. השימוש בסוללות פותר באופן חלקי את הבעיה הזו, אך יחד עם זאת מסבך את המערכת ומייקר אותה. לפעמים יש צורך גם להשתמש במקורות אנרגיה אחרים . אך טחנת הרוח מותקנת במהירות - בהתחשב בהכנת האתר, זה ייקח לא יותר מ -10-14 ימים. נדרש מקום רב להתקנה כזו, במיוחד בהתחשב בטווח הלהבים ובמרחב שאמור להיות פנוי מטעמי בטיחות.

סקירת סוג

טחנות רוח של ייצור טחינת קמח עבדו עם 1 או 2 אבני ריחיים. הפנייה לרוח מתרחשת בשתי דרכים - על ידי גרמני וירכיים . משמעות טכניקת הגנטרי היא כי הטחנה כולה מסתובבת לחלוטין סביב עמוד עץ האלון. עמוד זה הותקן במרכז הכובד ולא באופן סימטרי לגוף.הפנייה לרוח צרכה אנרגיה רבה ולכן הייתה קשה מאוד.

באופן מסורתי, טחנות גנטרי היו מצוידות בתמסורת מכנית חד-שלבית . היא למעשה סובבה את פיר הבדיים. טחנת בוק נעשתה גם היא בשיטת הגנטרי. אפשרות מושלמת יותר היא תכנית אוהל (הלא היא הולנדית). בחלקו העליון, הבניין היה מצויד במסגרת נדנדה שתמכה בגלגל והוכתרה בגג מורכב.

בשל הבנייה הקלה, הפנייה לרוח מתבצעת בהרבה פחות מאמץ . גלגל הרוח יכול להיות בעל חתך גדול מאוד, מכיוון שהוא הוגבה לגובה רב. ברוב המקרים טחנת האוהלים הייתה מצוידת בתמסורת דו-שלבית. מבנה הביניים הוא טחנת מסוג רטט. בו, מעגל המפנה ממוקם בגובה של 0.5 מהגוף, תת -מין חשוב הוא טחנת ניקוז.

מהירות טחנת הרוח הוגבלה בעבר בכוחו של מכשיר השידור. ההגבלות היו קשורות לרגלי גלגלי עץ וטרסוס. כתוצאה מכך, אי אפשר להגדיל את מקדם היישום של אנרגיית הרוח (יעילות). השיניים עצמן והשוקיים עבורן נעשו על פי תבנית מעץ יבש ואיכותי. מתאים למטרה זו:

עץ השיטה;
עץ ליבנה;
קרן קרניים;
בּוּקִיצָה;
אֶדֶר.

חישוק הגלגל של הפיר הראשי היה עשוי ליבנה או בוקיצה. הלוחות הונחו בשתי שכבות. בחוץ, השפה נחתכה בקפידה במעגל; ברגים שימשו לחיזוק החישורים. אותם ברגים סייעו בהידוק הדיסקים. תשומת הלב העיקרית בשיפור העיצוב הופנתה לביצוע הכנפיים.

בטחנות ישנות למדי, סורגי הכנף היו מכוסים בד . אך מאוחר יותר אותה פונקציה בוצעה בהצלחה על ידי לוחות. עוד נמצא כי קרשים אשוחית מתאימים יותר. בתחילה נוצרו הכנפיים עם זווית טריז קבועה של הלהב, שהשתנה בין 14 ל -15 מעלות. זה די פשוט להכין אותם, אבל יותר מדי אנרגיית רוח בוזבזה.

השימוש בלהב סליל אפשר להגדיל את היעילות עד 50% בהשוואה לגרסה הישנה יותר . זווית הטריז משתנה בקצה נע בין 1 ל -10, ובבסיס בין 16 ל -30 מעלות. אחת האפשרויות המודרניות ביותר היא עם פרופיל חצי יעיל. לקראת סוף תקופת טחנות האוהלים נבנו כמעט אך ורק מאבן. במקרים מסוימים, כמובן, מערכת הרוח הייתה מחוברת למשאבת מים, מה שאפשר להשקות את הקרקע.

בסוג המבנים המוקדם ביותר, כמו בטחנות קמח, ניתן היה לצמצם את שטח הכנף על ידי הסרה חלקית של המפרש או פתיחת התריסים. פתרון זה אפשר למנוע נזקים אפילו עם הגברת הרוח. אבל עדיין הייתה הבעיה של טורבינת רוח במהירות נמוכה עם מספר רב של להבים או עם רוחב כנף גדול. הסיבה ברורה למדי - זה רגע רציני ומתסכל מאוד. את הפתרון מצאה חברת קסטר הגרמנית, שייצרה את גלגל הרוח של אדלר עם מינימום להבים ומרחק משמעותי ביניהם; לעיצוב זה כבר הייתה מהירות ממוצעת.

אפילו עיצובים מתקדמים יותר בצד היניקה של הכנפיים היו מצוידים בשסתומים מיוחדים . לכן ההתאמה התבצעה באופן אוטומטי, מה שהבטיח את הביצועים הגבוהים ביותר האפשריים. במצב עבודה, החזקת השסתומים סופקה על ידי קפיץ. הכל תוכנן כך שבגלל השסתומים הללו, אפילו בתנועה פעילה, לא הייתה התנגדות חזקה. אם חרג מהמהירות שנקבעה עקב כוח צנטריפוגלי, השסתומים הופנו.

יחד עם זאת, ההתנגדות לזרימת האוויר עלתה, היא הייתה בשימוש הרבה פחות חלק ולא בצורה יעילה כרגיל. אבל בדרך כלל היה אפשר לצמצם את רגע המתח. במהלך המאות ה -18 וה -19, טחנות רוח כבר היו בשימוש בכל רחבי כדור הארץ . הם חדלו לייצר בשיטות מלאכה למחצה, הם החלו לייצר מנועי רוח מרובי להבים עשויים מתכת במפעלים.בסוף המאה ה -19, רק דגמים בודדים היו נטולי פונקציות של התאמה אוטומטית של קצב הפיתול וקיבוע קשיח של הגלגל לכיוון המנוע.

במדינות מתועשות כבר יוצרו מאות אלפי סטים לטחנות בשנה .… ייצור דגמים חסכוניים משופרים, שנועדו בעיקר לייצר חשמל, החל גם הוא. העוצמה של מערכות כאלה נמוכה יחסית, בדרך כלל לא עולה על 1 קילוואט, לרוב זה היה צפוי להיות מצויד בגלגלים עם 2-3 להבים מסוג משוט. החיבור לגנרטור מתרחש באמצעות מפחית. כדי לאחסן אנרגיה במערכות כאלה, נעשה שימוש בסוללות בעלות קיבולת קטנה ובינונית.

תכונות בנייה

כדי לבנות טחנה, עליך לשקול מספר ניואנסים.

בחירת מושבים

חשוב לקחת בחשבון את סיבוב הלהבים. לכן, אסור שיהיו מבנים ומבנים זרים בקרבת מקום. רצוי לבחור שטח שטוח, אחרת הבניין עלול להיות מוטה. האתר מנוקה מכל צמחייה ודברים מפריעים אחרים . הם גם לוקחים בחשבון איך הכל ייראה כלפי חוץ.

כלים וחומרים

אתה יכול אפילו לבנות טחנת רוח מדיקט, פלסטיק עמיד או מתכת. אף אחד לא אוסר לשלב אותם. אך עם זאת, הגישה הקלאסית מותאמת באופן מיטבי לשימוש בלוח עץ, עץ, דיקט. פוליאתילן משמש לאיטום, וחומר קירוי לגג. בגלל זה אנו זקוקים גם לפטישים ולמסמרים, מקדחות, מסורים וכלים אחרים לבניית עץ: מטוסים, מטחנות זווית, דליים ומברשות.

קרן

למרות העיטור של רוב טחנות הרוח, תוכנית הבנייה עדיין כרוכה בהכנת הבסיס. חפירת חור ויציקת מרגמה הינה אופציונלית. די מספיק להשתמש בפריסה של סרגל או יומני עץ . בדרך כלל העיצוב קרוב לצורת טרפז. המסגרות הפנימיות והחיצוניות מחוברות באמצעות עמודים אנכיים הממוקמים בזווית נתונה.

קירות וגג

בעת כיסוי המבנה, שימו לב לפתחי החלונות והדלתות. נקודת ההרכבה של הלהב היא גם קריטית . דלתות מותקנות עם מחברים עזר. ניתן לחזק קורות עם להבים בעזרת מוט. ריפוד אפשרי עם כל חומר המספק משטח אטום הרמטית, הצבעוני ביותר הוא עץ.

צורת הגג נבחרת בנפרד . כיסוי חלק וישר אינו גרוע יותר מסט זווית. שכבת חומר קירוי תספק איטום מספיק. הגג הקדמי מתקבל באמצעות לוחות או דיקט. אין צורך להשתמש בגימורים דקורטיביים יותר.

התקנת גנרטור רוח

הטחנה צריכה להיות מונחת על שטח יבש ומוכן. עוגנים משמשים לפי הצורך על מנת להבטיח את קשיחות המעגן. הקפד לבדוק את החוקים והתקנות כדי לא להיתקל בבעיות. בכל מקרה, גם ההמלצות לבטיחות חשמל והארקה ממוקמות . יש צורך לחבר את הגנרטור באמצעות חוטים של קטע מסוים ובידוד "רחוב".

הטחנות הישנות המפורסמות ביותר

טחנות רודוס, הממוקמות ליד נמל מנדרנאקי, כתשו תבואה במשך זמן רב מאוד, אשר נמסרה ישירות לנמל בים. בתחילה היו 13 מהם, על פי מקורות אחרים - 14. אך רק 3 שרדו עד ימינו ונשמרים כאנדרטאות. באי אולנד המצב זהה בערך - במקום 2,000 טחנות שרדו רק 355 . הם פורקו בתחילת המאה הקודמת, כי הצורך נעלם, למרבה המזל, הבניינים היפים ביותר שרדו.