Mlinovi, vjetrenjače, povijest, vrste i dizajn. U istoriji Sjedinjenih Država, mlinovi su igrali veoma važnu ulogu u razvoju američkog Zapada krajem 19. veka.

Jedan od prvih stabilnih izvora energije kojim je čovjek ovladao bio je vjetar.

Zahvaljujući vjetru dogodila su se velika geografska otkrića, čovječanstvo je dobilo priliku da putuje, navodnjava polja, melje žito i, konačno, naučilo je da vjetar pretvara u čistu energiju u obliku električne energije.

Ako je postojala Nojeva arka, onda je vjerovatno plovila.

Energija "iz Eolovih ušća" (sl. 4.1) je prvi put korištena na jedrenjacima, koji su služili kao glavno vozilo za transport robe duž Nila u starom Egiptu.

Stari Grci su izum jedra pripisali istim dalekim vremenima kada je ovladana vatrom i ukroćene divlje životinje. U dugom nizu blagoslova kojima je Prometej blagoslovio ljudski rod, Eshil spominje i jedro:

„On je davao brodove platnenim krilima i hrabro vozio preko mora.”

Iz starih dokumenata pouzdano se zna da su već prije četiri hiljade godina hrabri Feničani, koji su živjeli na istočnoj obali Sredozemnog mora, intenzivno koristili jedro. Bio je primitivan i nesavršen, ali uz njegovu pomoć Feničani su doplovili do ušća Nila, gdje su organizirali žustru trgovinu s Egipćanima, a prije dvije i po hiljade godina čak obavili prvo putovanje oko Afrike opisano u istoriji. Okeani su se otvorili pred ljudima koji su ovladali energijom vjetra. Početak razvoja novih zemalja, novih tržišta vezan je uz jedro. Energija vjetra je doprinijela razvoju civilizacije.

Snaga vjetra je cijenjena i korištena od davnina u mnogim zemljama. I iako se energija vjetra nikada nije toliko koristila na kopnu kao na moru, ipak je postojanje vjetroelektrana pouzdano poznato hiljadama godina prije naše ere. Na primjer, u regiji Aleksandrije sačuvani su ostaci vjetrenjača starih najmanje tri hiljade godina. Babilonci su ih koristili za isušivanje močvara, u Egiptu, na Bliskom istoku, u Perziji su gradili vjetrenjače i dizalice.

200. godine prije Krista, jednostavne vjetrenjače s vertikalnom osom rotacije korištene su u Perziji za mljevenje žitarica, a još ranije su korištene u Kini.

Ovakvi mlinovi su se rotirali oko vertikalne ose poput okretnog vrha ili žiroskopa igračke. Drevne perzijske vjetrenjače napravljene su pričvršćivanjem snopova trske na drveni okvir koji se rotirao kada je vjetar duvao. Zid koji okružuje mlin usmjeravao je vjetar na okvir (sl. 4.2).

U Iranu se spominje vjetrenjača 644. godine, kada se u optužnici protiv izvjesnog Abu Lulue, koji je ubio halifu Omara ibn al-Kattaba, naziva "graditelj vjetrenjača". Nešto više od 200 godina kasnije, vjetrenjače se pojavljuju u gradu Sietek na granici između Irana i Afganistana.

Upotreba mlinova s ​​vertikalnom osom rotacije kasnije je postala široko rasprostranjena u zemljama Bliskog istoka. Kasnije je razvijen mlin s horizontalnom osom rotacije, koji se sastojao od deset drvenih regala opremljenih poprečnim jedrima. Sličan primitivni tip vjetrenjače još uvijek se koristi u mnogim zemljama mediteranskog basena.

U 11. veku vetrenjače su bile široko korišćene na Bliskom istoku, a kada su se krstaši vratili, došli su u Evropu. Prvi pomen vjetrenjače u Evropi, prvi u Francuskoj, datira iz 1105. godine: u arhivi je sačuvana dozvola izdata određenom samostanu za izgradnju mlina. Francuske hronike iz 1180. i engleske hronike iz 1190. već direktno govore o radnim vetrenjačama, ali nikako o onima sa kojima se potom borio lukavi hidalgo Don Kihot od La Manče! Bile su to nezgrapne strukture sa oštricama koje su se okretale u horizontalnoj ravni, postavljene na drvenom kućištu. Po principu rada engleski i francuski mlinovi bili su istog tipa. U Njemačkoj je prvi mlin sagrađen 1393. Iz Njemačke su se proširili u druge zemlje.

Vjetrenjača je radom mnogih generacija unapređena i dobila nam poznatiji izgled. Ispostavilo se da je mnogo jednostavnije od vode, mnogo jeftinije. Njegov glavni nedostatak bila je nedosljednost energetskog nosača - vjetra.

Vjetar je hiroviti pomagač, jer brzo i stalno mijenja smjer. Ovaj problem dugo je sprječavao korištenje energije vjetra. Konačno, u 13. veku je pronađeno rešenje - vetar

točak, koji se, uz pomoć primitivne poluge, okretao i tako su krila uvijek bila zamijenjena vjetrom. U rukopisu iz 1270. godine, pod nazivom "Psaltir vodenica", nalazi se slika jedne od prvih vjetrenjača.

Predstavnik poboljšanog dizajna u ovom pravcu je vjetrenjača tipa Bock (slika 4.3). Na drvenom donjem okviru, takozvanom "Bocku", nalazilo se tijelo mlina koje se okreće na okomitom stupu. Uz pomoć vanjske nagnute grede, tijelo mlina je rotirano, a krila su postavljena u smjeru vjetra. Ovi mlinovi su mljeli žito stotinama godina. Bili su pouzdani, jednostavni i izdržljivi. Ako je potrebno, mlinari su ih mogli sami ručno popraviti. S ekonomske tačke gledišta, korištenje vjetrenjače Bock bilo je toliko isplativo da se vlasti nisu mogle držati po strani i počele su postavljati svoje zahtjeve. Sredinom veka mlinar je svom feudalcu morao da isplati desetinu prihoda koje je mlin davao. Biskup Utrehta je čak javno izjavio da su svi vetrovi i povetarci pokrajine njegovo lično vlasništvo. Istina, do naših dana nije došlo da li je duvao i vetar kada mu je vlasnik naredio. Ali mlinovi tipa Bock su se koristili posvuda.

a

b

Rice. 4.3. Opšti izgled (a) i presjek (b) vjetrenjače tipa Bock

U XIV veku Holanđani su postali lideri u poboljšanju dizajna vetrenjača, jer su u Holandiji (Holandija) ovi mlinovi služili kao osnova energetske baze. Možemo reći da im država duguje svoje postojanje: na kraju krajeva, najveći dio teritorije Holandije („niska zemlja“ u doslovnom prijevodu) leži ispod nivoa mora. Upravo su vjetroturbine omogućile izvođenje grandioznih radova na isušivanju močvara i ispumpavanju vode. Snaga vjetra bila je suprotstavljena snazi ​​drugog elementa - mora, koje je neprestano prijetilo da poplavi zemlju male zemlje.

Holanđani su napravili mnoga poboljšanja u dizajnu vjetrenjača. Mlinovi su, po pravilu, imali četiri drvena krila rešetkaste konstrukcije preko kojih je navučeno grubo platno. Preklapanjem ili rasklapanjem ovih "jedara" ljudi su smanjivali ili povećavali površinu krila i tako pretvarali promjenjivu snagu vjetra u relativno ujednačen hod vjetroturbine. Neki mlinovi su imali i do osam krila (sl. 4.4, 4.5).

Krila nekih vetrenjača, u potpunosti napravljena od drveta, izgledala su kao roletne. U njima su umjesto platna korištene pokretne ploče za regulaciju pritiska vjetra. U 16. stoljeću primitivna poprečna jedra na drvenim policama ustupila su mjesto jedrima pričvršćenim na drvene šipke s obje strane ljuljačke (sl. 4.6).

Kasnije, da bi se poboljšao aerodinamički oblik krila, šipke su pričvršćene na stražnju ivicu. Moderniji dizajni su jedra zamijenili tankim limom, koristili su čelične ljuljaške i razne vrste roleta i štitova za kontrolu brzine vjetrobrana pri velikim brzinama vjetra.

Vjetrenjaci su radili po istom principu kao i vodeni kotači, pa su stoga imali vrlo velike dimenzije: raspon krila do 28 m, raspon krila 2 m, a visina cijele konstrukcije mlinskog tornja dostizala je 30 m. Velike vjetrenjače na jakom vjetru brzine su mogle razviti snagu do 66 kW.

Vjetrenjače, kao i vodenice, nisu dugo ostale samo uređaji za mljevenje žita. Godine 1582. izgrađena je prva uljara na vjetar u Holandiji, 1586. izgrađena je prva tvornica papira kako bi se zadovoljile povećane zahtjeve za papirom zbog izuma štamparske mašine, a 1592. godine izgrađene su pilane za proizvodnju drveta pomoću vjetra. moć. Mlinovi su također mljeli burmut i začine i tkali platno.

Ekonomski prosperitet Holandije, u koju je Petar I (1672-1725) otišao da uči pamet, u 16. veku je uzrokovan upravo razvojem energije vetra u ovoj zemlji. Holanđani su uspješno prešli sa prvobitne upotrebe vjetrenjača za isušivanje niskog primorskog zemljišta na njihovu adaptaciju kao pogon za različite industrije. Kao rezultat toga, Holandija je postala najnaoružanija zemlja u tadašnjoj Evropi.

Najuspješniji dizajn vjetrenjače predložio je Holanđanin Jan Andriaanezoon još u 17. vijeku (kasnije je u cijelom svijetu prozvana "holandski"). Uz pomoć ovog mlina isušio je 27 jezera, stekavši od svojih sunarodnika počasni nadimak "Leegwater" - "razoritelj voda".

Maksimalna rasprostranjenost vetrenjača u predindustrijskoj Evropi primećena je 1700-ih godina, kada su na ravnicama Nemačke, Italije, Rusije, Ukrajine, Španije i, naravno, Holandije - klasične zemlje vetrenjača - drveni divovi redovno okretali svoja krila. Tridesetih godina 18. vijeka u Holandiji je radilo 1200 vjetroturbina, koje su štitile 2/3 zemlje od ponovnog pretvaranja u močvare. A do kraja 19. veka u Holandiji ih je bilo preko 10.000 (1923. samo 2.500, a u naše vreme jedva hiljadu), au maloj Danskoj 30 hiljada za domaće potrebe i 3 hiljade vetroturbina koje korišćeni u industriji.

Nekada je vjetrenjača bila važna građevina koja je omogućavala veliki broj operacija. Uz njegovu pomoć bilo je moguće lako samljeti žito u brašno ili za ishranu stoke. Danas niko ne koristi mlinove koji bi radili od struje vjetra ili vode, ali se uspješno koriste u pejzažnom dizajnu. Koji je princip rada mlina i da li se može samostalno sastaviti? O tome će biti riječi u članku.

Princip rada

Princip rada vjetrenjače može se opisati prilično jednostavno. Kao pokretačka snaga koriste se vazdušni tokovi koji se stalno kreću. Vjetar djeluje na tri glavna čvora:

• oštrice;
• prijenosni mehanizam;
• mehanizam koji obavlja posao.

U mlinovima koji su se koristili u prošlosti, oštrice su mogle doseći dužinu od po nekoliko metara. To je učinjeno kako bi se povećala površina zahvata vjetra. Dimenzije su odabrane ovisno o tome koju funkciju mlin obavlja. Ako je snaga mlina bila potrebna veća, tada je i propeler bio veći. Najveće oštrice bile su opremljene mlinovima za mlevenje brašna. To je zbog teškog mlinskog kamenja koje je trebalo rotirati. Oblik lopatica vjetrenjače se vremenom poboljšavao, a kreirane su u skladu sa zakonima aerodinamike, što je omogućilo povećanje njihove efikasnosti.

Sljedeći modul vjetrenjače koji prati lopatice je mjenjač ili mehanizam prijenosa. Ponekad je samo osovina na koju su postavljene oštrice služila kao takav modul. Na drugom kraju osovine nalazio se alat koji je obavljao posao. Ali takav mehanizam vjetrenjače nije baš siguran i pouzdan. Prosto je nemoguće zaustaviti mlin ako je potrebno. Osim toga, osovina bi se lako mogla slomiti ako je nešto zaglavi. Reduktor je efikasnije i elegantnije rješenje. Pogodan je za pretvaranje rotacije lopatica u koristan rad različite prirode. Osim toga, isključivanjem komponenti mjenjača, možete jednostavno prekinuti interakciju.

Oprema koja se može koristiti i koja se koristi uz mlin je najraznovrsnija. Osim mlinskog kamenja, to mogu biti i razne sjeckalice na bazi oštrice, zahvaljujući kojima možete pripremiti stočnu hranu za kratko vrijeme. Mlinovi su mogli biti opremljeni stolarskom opremom, koja je pokretana energijom vjetra.

Gdje možete koristiti mlin

Mlinovi doživljavaju preporod, ali to nije zbog povratka na metode proizvodnje koje su se ranije koristile. Sve više ljudi se pita o principu rada takvog dizajna. Oni koji su jednim okom vidjeli malu vjetrenjaču koja je postavljena u nečijoj bašti htjeli su da u svom kraju imaju mlin. Mlin može postati upravo onaj vrhunac koji je nedostajao za teritoriju bašte sa drvećem. Mlin daje individualnost svakoj lokaciji. Teško je pronaći dvije identične vjetrenjače koje bi bile izrađene ručno. Svaki majstor doprinosi svojim postignućima.

Vjetrenjača se može modificirati i koristiti kao generator električne energije. To će vam omogućiti da osvjetljavate teritoriju dvorišta pomoću LED sijalica i ne plaćate struju. Ovo će zahtijevati određeno znanje fizike i domišljatost. Slično, mlin možete koristiti ako na gradilištu teče mali potok.

Pristup pejzažnom dizajnu trebao bi biti umjeren. Bez velikih poteškoća možete posaditi razno cvijeće i druge biljke, ali će izgledati neukusno. Svaki projekat treba da ima svoj polet. Ravnomjerno pokošen travnjak rijetko koga iznenadi. Mlin na lokaciji pružiće priliku da se istakne. U njegovoj blizini možete opremiti kutak za opuštanje nakon napornog dana, može biti skrovište za male stvari koje su vam drage. Ostale mogućnosti korištenja takvog mlina opisane su u nastavku.

Dodatne upotrebe

Vjetrenjača može biti ne samo generator i jednostavan element koji će ukrasiti mjesto. Može imati i druge praktične primjene. Zato je vrijedno pažljivo razmotriti gdje se tačno može instalirati. Na primjer, ako je u vrtnom području instaliran automatski sistem za navodnjavanje, onda najvjerovatnije može postojati otvor u kojem se nalaze svi vodeni čvorovi. Takav otvor se ne može sakriti ispod travnjaka, ali ako se to ne učini, onda će se isticati i pokvariti pogled. Upravo u ovom slučaju, mlin će priskočiti u pomoć. Može se montirati direktno na poklopac šahta, koji će ga sakriti. Istovremeno, posjetioci neće sumnjati da nešto nije u redu.

Kanalizacijski elementi nisu uvijek skriveni u šahtovima. Osim toga, na travnjaku mogu biti i drugi elementi koje je potrebno sakriti. Zbog činjenice da je materijal za mlin lagan, ne može oštetiti elemente. Također, tijelo je napravljeno u obliku kapice, tako da se može ugraditi odozgo. Ako izgradite mlin velikih dimenzija, tada će djeca biti beskrajno srećna zbog toga. Moći će koristiti vjetrenjaču za igru ​​sa svojim prijateljima. Ako se dizajn koristi na ovaj način, onda mora biti dobro ojačan kako ne bi ozlijedio djecu. Osim toga, trebat će vam ulaz, koji se mora obaviti sa stražnje strane.

Mnogi alati se koriste za njegu vrta i travnjaka. Pogodnije je ako se nalazi direktno na gradilištu i za njega se ne morate vraćati u ostavu u blizini kuće. U ovome može pomoći i brusilica. Unutar mlina možete opremiti odlično skladište za inventar. Kako bi bio što kompaktniji, možete napraviti razne vrtne organizatore. Mlin se može graditi od prirodnog kamena ili vatrostalne opeke. U ovom slučaju možete smisliti sve tako da posluži kao roštilj. Da biste to učinili, možete napraviti i mali sto.

Bilješka! Problem za mnoge su krtice koje neprestano preturaju po teritoriji vrta. Djelomično možete riješiti ovaj problem uz pomoć mlina. Sposoban je prenositi vibracije od rotacije. To je učinjeno zbog činjenice da su noge ukopane u zemlju najmanje 20 cm. Osim toga, u dizajn vjetrenjače mogu se ugraditi vibracioni motori koji će uplašiti životinje.

DIY proizvodnja

Proizvodnja mlinova se ne smije shvatiti olako. Iako se dizajn vjetrenjače može činiti prilično jednostavnim, sve se mora ispravno izračunati. Samo u ovom slučaju možete dobiti stvarno vrijedan proizvod koji može ukrasiti stranicu. Prvi korak je odabir područja u kojem će se instalirati dizajn vjetrenjače. Ako proizvod postavite između stabala, on će se tamo izgubiti i neće zadovoljiti oko, osim toga, sila vjetra između stabala je manja, tako da rotacija lopatica može biti praktički odsutna, što će biti loše ako unutra je generator.

Bilješka! Lakše je isporučiti potrebne materijale na otvoreni prostor, a lakše je sastaviti i konstrukciju lopatice vjetrenjače.

Nakon odabira mjesta za vjetrenjaču, ono se čisti i priprema. Prvi korak je čišćenje od raznih elemenata koji mogu smetati. Ovo se odnosi na stare grane, grmlje ili veliki korov. Ako je na mjestu raslo drvo, morat ćete iščupati panj. Nakon žetve, trava se uklanja i mala površina tla se uklanja na mjestu gdje će se mlin nalaziti. Zatim se priprema temelj na koji će se montirati vjetrenjača.

Crtanje

Ne postoje stroga pravila za sastavljanje vlastite verzije vjetrenjače. Glavni zadatak će biti nacrtati dobar šematski crtež. Na njemu bi trebali biti vidljivi svi detalji mlina. Ovisno o odabranoj lokaciji i ciljevima koji su zadani mlinu, odabiru se veličine. Moraju biti naznačeni direktno na skici. Primjer se vidi na gornjoj fotografiji. Sljedeći korak je odabir materijala za mlin. Drvo je prikladno kao takvo, ali mora biti tretirano antiseptikom i lakirano kako ne bi nabubrilo od vlage i ne bi ga pojedu štetnici.

Bilješka! Odlično rješenje za izgradnju vjetrenjače bio bi bor. Impregniran je smolama, tako da savršeno odbija vlagu. Cijena takvog drveta je relativno niska, pa je odlična za plan.

Priprema temelja

Kada je sve jasno s dimenzijama, možete nastaviti s izradom temelja za vjetrenjaču. Ovo je neobavezan postupak, ali je potreban ako je vjetrenjača velike veličine i koristi se kao servisna prostorija. Kopa se mala rupa do dubine od 50 cm.. Sa slojem od 15 cm dodaje se drobljeni kamen, u isti sloj se polaže pijesak srednje veličine. Mora biti dobro nabijena i izravnana tako da vjetrenjača stoji ravno. Zatim se oplata postavlja na visinu do koje će se podići temelj za vjetrenjaču. U većini slučajeva to nije potrebno.

Unutar jame ispod temelja vjetrenjače položena je armaturna mreža. Izrađena je od armature koja je isprepletena žicom za pletenje. Beton se sipa odozgo. Mora biti dobro nabijen kako ne bi bilo šupljina, zbog kojih bi mogle nastati pukotine u temeljima vjetrenjače. Postavljanje vjetrenjače na temelj može se obaviti nakon nekoliko sedmica.

Skupština

Prvo što vam treba za mlin je okvir. Može se napraviti od drvene grede dimenzija 5 × 5 cm. Mora se pričvrstiti ne na betonsku podlogu, već na malu rešetku. Može se napraviti od šipke veličine 10 × 10 cm. Od šipke se pravi kvadrat ili pravougaonik. Sve će ovisiti o odabranom dizajnu. Elementi su međusobno čvrsto povezani. Potrebno je provjeriti da li svaki cilj odgovara 90°. Nakon toga se na temelj ispod mlina postavlja sloj hidroizolacije od krovnog filca. Potrebno je da vlaga iz betona ne ošteti drvo. Drvena konstrukcija postolja vjetrenjače položena je na krovni materijal i pričvršćena ankerima za podlogu.

Sljedeći korak je ugradnja okvira od trupaca. Stalci za mlin su pričvršćeni na četiri ugla. Najčešće zidovi mlina imaju trapezoidni oblik, tako da šipke nisu pričvršćene pod pravim uglom, već s blagim nagibom. Da biste to učinili, prvo ih je potrebno izrezati. Fiksiranje na bazu se vrši metalnim uglovima. Kada su četiri stalka mlinova postavljena, pravi se gornji trim. Dodatno su pričvršćeni poprečni podupirači koji će povećati čvrstoću cijele konstrukcije mlina. Ovo je upravo trenutak kada je potrebno ojačati mjesta na kojima će se nalaziti prozor i vrata.

Sljedeći korak je izgradnja krova mlina. Mali dvovodni krov izgleda sjajno u vjetrenjačama. Trokutaste rešetke se grade od šipki, koje se montiraju na vrh mlina. Nakon toga se oblažu svi zidovi vjetrenjače, osim prednjeg dijela. Kućište vjetrenjače može se napraviti drvenom pločom ili blok kućicom. Bliže krovu, na prednjoj strani vjetrenjače, pričvršćen je mehanizam na koji će se ugraditi lopatice. To može biti cijev u koju je utisnuto nekoliko ležajeva. Možete ga pričvrstiti na vodoravne prečke okvira vjetrenjače pomoću stezaljki. Metalna osovina iz noževa je umetnuta u ležajeve. Može se napraviti od komada armature.

Jedan od najsloženijih elemenata vjetrenjače je propeler. Gore je primjer dizajna oštrice vjetrenjače. Dimenzije se mogu proporcionalno povećati u zavisnosti od dimenzija specifičnog dizajna vetrenjače. Nakon toga, propeler se ugrađuje na prethodno pripremljenu osovinu. Sada možete zašiti prednji zid vjetrenjače. Zatim se u vjetrenjaču montiraju prozor i vrata, a vrši se i organizacija unutrašnjeg prostora. Kao krovna ploča za vjetrenjaču prikladna je valovita ploča ili metalne pločice. Video o sastavljanju ukrasne vjetrenjače nalazi se u nastavku.

Bilješka! Važno je osigurati mehanizam koji će zaključati osovinu vjetrenjače. Ovo će biti potrebno za vrijeme jakog vjetra kako se lopatice vjetrenjače ne bi oštetile.

Sažetak

Kao što vidite, vjetrenjača ili vjetrenjača mogu biti prilično koristan dodatak vrtu. Zbog svog jedinstvenog izgleda, vjetrenjača će svakako privući pažnju prolaznika i gostiju. Osim toga, vjetrenjača će uvelike pojednostaviti zadatak održavanja vrta. Unutar mlina mogu se postaviti pumpna oprema i glavne upravljačke jedinice koje će ih zaštititi od nepovoljnih vremenskih uslova.

Za izvršavanje zadataka koristite plan na letnom listu udžbenika.

Prema planu prostora, praktični problemi se mogu riješiti. Tako se, na primjer, na planu terena jasno vidi da na njemu ucrtano brdo ima apsolutnu visinu od 160,7 m, jugozapadna padina mu je blaga, a istočna strma.

Ili drugi primjer. Prema planu, potrebno je utvrditi da li je trajekt preko rijeke Nit vidljiv sa vjetrenjače. Odgovor: Možete vidjeti trajekt. Na kraju krajeva, mjesto gdje je vodenica izgrađena je više od vodostaja rijeke Nit, a od mlina do rijeke se površina stalno spušta.

1-2. Slika brda uz pomoć konturnih linija.

Ako je posmatrač 150 m istočno od vrha brda, onda neće vidjeti trajekt, jer ga u ovom slučaju vrh brda zatvara. Zaista, na 150 m od vrha brda postoji horizontalna linija od 155 m. Zapadno od posmatrača u pravcu trajekta preko rijeke Nit, teren se uzdiže za više od 5 m (sa 155 na 160,7 m). Da biste vidjeli trajekt, morate stajati na oznaci od 160,7 m ili zapadno od nje.

Izvršite samostalno nekoliko zadataka prema planu terena.

Vježba 1

Odredite visinu brda prikazanog na planu terena:

1. apsolutni;
2. relativno.

Zadatak 2

Može li se iz sela Petrovo vidjeti Pačje jezero? Objasnite svoj odgovor.

Zadatak 3

Posmatrač stoji na ušću rijeke Luch u rijeku Nit. Odredite da li vidi automobil parkiran u sjevernom podnožju brda. Obrazložite svoj odgovor.

Zadatak 4

Biciklista iz sela Lesnoj dovezao se do brda i vratio se nazad. U kom pravcu mu je bilo lakše da ide?

Zadatak 5

Gdje je najbolje mjesto za izgradnju brane na rijeci Luc? Obrazložite svoj odgovor.

Zadatak 6

Na kojoj obali rijeke Nit se možete sunčati na plaži?

Prototip modernih evropskih vjetrenjača prvi put se spominje u izvorima oko 1143. godine. Za razliku od svojih istočnih prethodnika, ovaj mlin je već imao okomito stojeći točak sa lopaticama, koji se mogao ručno okretati na osi u zavisnosti od smjera vjetra. Prvi mlin ovog tipa potvrđen u zapadnoj Evropi vrtio se 1180. godine u Francuskoj.

Rani tipovi mlinova

Najstariji tip vjetrenjača je portalna, nazvana po kozama ukopanim u zemlju, što je konstrukciji dalo stabilnost. Drveni krov pričvršćen na njih mogao se okretati, prilagođavajući se smjeru vjetra. Okrenuli su ga uz pomoć posebne poluge, koja je bila pričvršćena za stražnji zid i visila gotovo do zemlje. Točak u pravilu ima četiri krila smještena u gornjem dijelu mlina. Veliki zupčanik pričvršćen je na blago nagnutu osovinu lopatice, koja prenosi kretanje na vertikalnu osovinu, koja zauzvrat okreće mlinski kamen.

U XIII-XIV vijeku. na Mediteranu su se pojavile takozvane kule mlinove, koje su se odlikovale većom produktivnošću i proširile od jugozapadne Francuske do sjeverozapadnih periferija Europe. Takav mlin je fiksni toranj, tako da mu se krila ne mogu okrenuti prema vjetru.

Uvek u pravom položaju

Početkom XV veka. ušao je u upotrebu novi dizajn: holandska šatorska vjetrenjača, koja više nije morala biti okrenuta vjetru u cjelini. Okretni krov je bio pričvršćen na fiksni toranj, a točak vjetra se okretao u horizontalnoj ravni. Takvi su mlinovi mogli biti viši od starih portalnih. Zahvaljujući tome, uhvatili su više vjetra i imali veću produktivnost. Međutim, to nije uvijek odgovaralo ljudima, čija je radna snaga zamijenjena novim dizajnom. Godine 1581. holandske zanatske radionice protestovale su protiv konkurencije tehnologije.

Tokom ere parnih mašina, vetrenjače su gotovo nestale. Umjesto toga, pojavili su se vjetromotori s velikim brojem krila na kotaču: korišteni su kao pumpe za navodnjavanje polja. Godine 1930. imali su novi izazov: vjetroturbine su po prvi put počele proizvoditi električnu energiju. Sada je ova upotreba energije vjetra jedna od najvažnijih.

• 1772: Škot Andrew Meikle izumio je krila vjetrenjače sa zavjesama koje su se otvarale u slučaju oluje, štiteći točak od oštećenja.
• 1925: Francuz J. Darier izumio je rotor sa vertikalnom osovinom koji hvata vjetar gdje god on duva.
• 1957. Na danskom ostrvu Falster instalirana je elektrana od 200 kW. prototip modernog vetrogeneratora.

Energija vjetra jedan je od najstarijih izvora energije koje koristi čovječanstvo, a koji je nesumnjivo jedan od najekonomičnijih. Navigatori su koristili snagu vjetra za putovanje morem pod jedrima još 3500. godine prije Krista. Jednostavni mlinovi bili su rasprostranjeni u Kini prije 2200 godina. Na Bliskom istoku, u Perziji oko 200. godine p.n.e. vjetrenjače s okomitom osom počele su se koristiti za mljevenje žita. Prve perzijske vjetrenjače napravljene su od snopova trske koji su bili pričvršćeni za drveni okvir koji se rotirao kada je puhao; zid oko mlina usmjeravao je struju vjetra na lopatice.

U 11. stoljeću vjetrenjače su se počele širiti Evropom, koje su uvezli lutajući trgovci i vitezovi iz krstaških ratova. Ove prve mlinove su stalno unapređivali, prvo od strane Holanđana, zatim od Britanaca, i konačno sa dizajnom horizontalne ose. Ljudima Holandije je vrlo zgodno koristiti vjetar za pumpanje vode za sušenje zemlje, što je vrlo važno za ovu zemlju, koja se nalazi u donjem toku i zbog toga pati od poplava. Mlinovi su se najaktivnije koristili u industrijskoj Evropi u 18. veku, kada ih je samo u Holandiji bilo više od sto hiljada. Uz njihovu pomoć mljeli su žito, crpili vodu i pilili drva za ogrev. Nakon toga, većina vjetrenjača, sposobni da se takmiče sa jeftinim i pouzdanim fosilnim gorivima, zamijenjeni su parnim strojevima. Međutim, danas se vjetrenjače koriste prilično široko.

U istoriji Sjedinjenih Država, mlinovi su igrali veoma važnu ulogu u razvoju američkog Zapada krajem 19. veka.

Bili su od vitalnog značaja za prve naseljenike Velikih ravnica. Vjetrenjače su snabdijevale vodom put i pašnjake, mjesta udaljena od rijeka i izvora vode. Kasnije su se vjetrenjače počele koristiti na farmama udaljenim od naselja za proizvodnju električne energije. U proteklih 100 godina, Amerikanci su izgradili više od 8 miliona vjetroturbina za pumpanje vode, uglavnom za pašnjake i stoku.

U starim vjetrenjačama, lopatice su bile od drveta i mogle su koristiti oko 7% energije vjetra. Zahvaljujući pionirskom radu Thomasa Pergyja, koji je krajem 19. stoljeća izveo oko 5.000 eksperimenata s različitim vrstama "točka" (tj. rotora), drvene oštrice su ustupile mjesto zakrivljenim metalnim, što je udvostručilo instalacije - do 15% .

vječno obnovljiva i neiscrpna sve dok sunce grije. Vjetar nastaje na Zemlji kao rezultat neravnomjernog zagrijavanja njene površine od strane Sunca.

Vazduh iznad vodene površine tokom svetlosnog dela dana ostaje relativno hladan, jer se energija sunčevog zračenja troši na isparavanje vode i apsorbuje je. Nad kopnom se zrak zagrijava zbog činjenice da apsorbira sunčevu energiju manje od površine vode. Zagrijani zrak se širi i diže, a zamjenjuje ga hladan s površine vode. Noću se kopno hladi brže od vode, a temperatura nad vodom bit će viša nego nad kopnom. Zbog toga vjetrovi mijenjaju smjer, a hladni zrak na kopnu istiskuje zagrijani zrak na površini vode.
Slično, dolazi do promjena smjera vjetrova u planinskim područjima, gdje se tokom dana topao zrak diže uz padine, a noću hladan zrak se spušta u doline.
Zrak kruži i zbog rotacije Zemlje: kretanje se odvija u smjeru suprotnom od smjera kazaljke sata na sjevernoj hemisferi, a u smjeru kazaljke sata na južnoj hemisferi.

Šta je energija vjetra?

Dio sunčeve energije koja dospijeva u vanjske slojeve Zemljine atmosfere pretvara se u kinetičku energiju čestica zraka koje se kreću na vjetru. Kinetička energija strujanja vjetra je

A = (m v2) / 2,

gdje je m masa zraka koji se kreće kg
v je brzina vjetra, m/s.

Ima niz specifičnih karakteristika: nisku koncentraciju po jedinici zapremine protoka vazduha; nasumična priroda promene brzine, s druge strane, sveprisutnost ovog izvora energije, suviše napredna tehnička sredstva energije vetra i njihova ekonomska efikasnost omogućavaju da se smatra dodatkom „velikoj“ energiji, pre svega za obezbjeđuje energiju potrošačima u teško dostupnim područjima udaljenim od izvora centraliziranog snabdijevanja energijom.

Snaga strujanja vjetra definirana je kao

P=A/? =? ((F v3) / 2),

gdje? — Gustoća vazduha, kg/m;
F je površina koju prelazi tok vjetra, m2;
v je brzina vjetra, m/s.

Točak vjetra smješten u strujanju zraka može u najboljem slučaju teoretski pretvoriti u snagu na svojoj osovini 16/27 = 0,59 (Betzov kriterij) snagu protoka zraka koji prolazi kroz površinu poprečnog presjeka koju pokriva točak vjetra.Ovaj koeficijent može biti nazvana teorijska efikasnost idealne vjetroturbine.točkovi. U stvarnosti, efikasnost je niža i dostiže oko 0,45 za najbolje vjetrobranske kotače. To znači, na primjer, da točak vjetra s dužinom lopatice od 10 m pri brzini vjetra od 10 m/s može u najboljem slučaju imati snagu osovine od 85 kW.

Naselja pogodna za postavljanje vjetroagregata dijele se u nekoliko klasa (prema vrstama nepravilnosti). Takva podjela (vidi tabelu 1.) pokazuje mogućnost obezbjeđivanja energije vjetroagregatima u konvencionalnim jedinicama (10 bodova odgovara odsustvu nejednakosti, odnosno 0. površinskoj klasi), prema metodologiji evropske prakse u konstrukciji vjetroelektrana.

Tabela 1 - potencijal vjetra područja prema prirodi nejednakosti

Procjena snabdijevanja energijom po tačkama, ovisno o prirodi, nije uvijek jednoznačna. Poznato je da nakon izgradnje područja ili nakon sadnje drveća, njegova aerodinamika se može dramatično promijeniti, količina vremena vjetra može se povećati i jačina vjetra može povećati. Isto važi i za planinska područja. Uprkos značajnim blokadama na pojedinim mjestima, neravni teren može formirati nešto poput kanala u kojima je brzina vjetra mnogo veća nego na otvorenim područjima.

Pored prosječne godišnje brzine, svako područje ima svoj profil brzine, koji utiče na veličinu brzine. Zbog toga za efikasno hvatanje vjetra postoji optimalna visina vjetroturbine iznad nivoa tla. Kao i za prosječnu godišnju brzinu, rađene su preliminarne studije efektivne visine vjetroturbine pri različitim opterećenjima vjetrom i snage same vjetroturbine.

Postoje dva fundamentalno različita dizajna vjetroturbina: s horizontalnom i vertikalnom osom rotacije. Vjetroturbine s horizontalnom osom su češće.

Glavni elementi vjetroelektrana su vitro-priming uređaj (lopatice), mjenjač za prijenos obrtnog momenta na električni generator i. Vitroprijmalni uređaj zajedno sa mjenjačem za prijenos obrtnog momenta formira se. Zbog posebne konfiguracije vitroprijalnog uređaja, u strujanju zraka nastaju asimetrične sile koje stvaraju obrtni moment. U zavisnosti od snage generatora, vetroturbine se dele na klase, njihovi parametri i namena su dati u tabeli. 2.

Tabela 2 – Klasifikacija vjetroturbina