הכל על טחנות רוח

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

הטחנות נוצרו בתקופה שבה החל הגידול ההמוני של חיטה ודגנים אחרים. אבל הם לא יכלו להשתמש מיד בכוח הרוח כדי לסובב את המבנה. בימי קדם, הגלגלים היו מסובבים על ידי עבדים או חיות מנוע. מאוחר יותר החלו ליצור טחנות מים. ולבסוף, אחרי הכל, כבר היה מבנה רוח.

למרות פשטותו לכאורה, במציאות, להיפך, הוא מורכב מאוד. ניתן היה ליצור מוצר כזה רק כאשר לוקחים בחשבון את העומס מהרוח ועם בחירה נכונה של משך המנגנון למשימה מסוימת. והמשימות הללו היו מגוונות מאוד - גם חיתוך עצים וגם שאיבת מים. הדגמים המוקדמים ביותר - "עזים" - נבנו באותו אופן כמו בית עץ.

ואז הופיעו מה שנקרא טחנות אוהלים, שיש להן גוף קבוע, רק החלק העליון עם הפיר הראשי מסתובב.

דגמים כאלה מסוגלים להניע 2 אבני ריחיים ולכן נבדלים על ידי פרודוקטיביות מוגברת. הטחנה נחשבה, וזה אופייני, לא רק כלי תועלתני. היא קיבלה חשיבות רבה במיתוסים, אגדות ואגדות. לא היו מדינות שבהן נעדרו רעיונות כאלה. היו מניעים שונים של מיתוסים: אנשים שהצטברו במהלך בניית הקרן, רוחות שחיות בטחנה, אוצרות נסתרים, מעברים תת-קרקעיים מסתוריים וכו'.

טחנת רוח פועלת כי זרמי האוויר פועלים על הלהבים ומניעים אותם. הדחף הזה עובר למכשיר ההעברה, ודרכו - לחלק העובד בפועל של הטחנה. בדגמים ישנים יותר, הלהבים הוגדלו למספר מטרים. רק בדרך זו ניתן היה להגדיל את שטח המגע עם זרמי אוויר. הערך נבחר בהתאם לפונקציה הראשית ולהספק הנדרש.

אם הטחנה מתוכננת עם הלהבים הגדולים ביותר, היא יכולה לטחון קמח. זהו הפתרון היחיד המבטיח פיתול יעיל של אבני ריחיים כבדות. שיפורים בעיצוב התאפשרו על ידי פיתוח תפיסות אווירודינמיות. ההתפתחות הטכנולוגית המודרנית מאפשרת לספק תוצאה טובה גם עם שטח מגע רוח צנוע יחסית.

מיד מאחורי הלהבים במעגל יש תיבת הילוכים או מנגנון שידור אחר. בחלק מהדגמים התברר שזהו פיר שעליו הורכבו הלהבים. הקצה השני של הפיר צויד בכלי (יחידה) שביצע את העבודה. עם זאת, עיצוב זה, למרות הפשטות שלו, נזנח בהדרגה.

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

אבל אפילו המראה של הטחנות הראשונות הייתה מהפכה של ממש בטכנולוגיה. כמובן, היום 5 - 10 ליטר. עם. על הכנף נראה גודל "ילדותי" לחלוטין. עם זאת, בעידן שבו היו לא רק קטנועים, אלא גם כמה מאות שנים לפני קטרי הקיטור, זה התברר כהישג אדיר. במאות ה-11-13, האדם קיבל כוח לרשותו, שלא היה נגיש בעידן הקודם. אספקת החשמל של המשק גדלה מיד באופן משמעותי, ולכן, מבחינות רבות, התאפשרה בתקופה זו הזנקה חדה של הכלכלה האירופית.

הכי נוח להשוות טחנת רוח עם אנלוגי מים. למבנה המים היסטוריה ארוכה ואינו תלוי בשינויי הרוח. זרמי המים הרבה יותר יציבים. ניתן גם להשתמש בכוח הגאות והשפל, שאינו נגיש לחלוטין עבור טורבינת רוח. נסיבות אלה הובילו לכך ששכיחותן של טחנות מים הייתה גבוהה פי כמה בכל מדינות ימי הביניים.

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

בהולנד, טחנות רוח הפכו פופולריות מסיבה נוספת. - יש רוחות מערביות הנושבות כמעט ברציפות, הנושאות אוויר מהאוקיינוס ​​האטלנטי לכיוון הים הבלטי. לכן, לא היו בעיות מיוחדות הן עם כיוון הלהבים והן עם השימוש בטכנולוגיה. כיום, הכי נכון להשוות בין טחנות רוח לטחנות מים לא מבחינת איכות ויכולות טחינת גרגרים, אלא מבחינת התאמה לייצור חשמל. יציבות ספק הכוח יורדת, עלות אנרגיית הרשת עולה, ולכן כל כך חשוב לבחור את הסוג המתאים לכם.

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

ברוסיה, אין עדיין הגבלות רעש או לוח שנה. אבל הם יכולים להופיע בכל עת. ובכל מקרה, חוות רוח - גם טורבינת רוח מודרנית וגם טחנה קלאסית - לא יכולה להיות ממוקמת בסמוך למגורים. בנוסף, היעילות האמיתית נקבעת לפי העונה, השעה ביום, מזג האוויר, השטח; כל זה משפיע ישירות על קצב זרימת האוויר ויעילות היישום שלו.

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

טחנות רוח של ייצור טחינת קמח עבדו עם 1 או 2 אבני ריחיים. פנייה לרוח מתרחשת בשתי דרכים - על ידי גב ובירכיים. טכניקת הגאנטרי פירושה שכל הטחנה 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 גבונים צוידו בתיבת הילוכים מכנית חד-שלבית. היא סובבה ביעילות את הציר. טחנת בוק יוצרה אף היא בשיטת הגאנטרי. אפשרות מושלמת יותר היא אוהל (המכונה גם הולנדית). בחלקו העליון צויד המבנה במסגרת נדנדה שתמכה את הגלגל והוכתר בגג מתנשא.

בשל הבנייה הקלה, הפנייה לרוח מתבצעת בהרבה פחות מאמץ. לגלגל הרוח יכול להיות חתך גדול מאוד, שכן הוא הורם לגובה רב. ברוב המקרים, טחנת האוהלים הייתה מצוידת בתיבת הילוכים דו-שלבית. מבנה הביניים הוא בטחנה מסוג רטט. בו, מעגל הסיבוב היה ממוקם בגובה של 0.5 של הגוף, תת-מין חשוב הוא טחנת ניקוז.

מהירות טחנת הרוח הוגבלה בעבר על ידי כוחו של מכשיר השידור. הגבלות היו קשורות לגלגלי עץ ולטרסוס. כתוצאה מכך, אי אפשר להגדיל את מקדם היישום של אנרגיית הרוח (יעילות). השיניים עצמן והשוקים עבורן נעשו לפי תבנית מעץ יבש ואיכותי. מתאים למטרה זו:

• עץ השיטה;
• לִבנֶה;
• קרן קרן;
• בּוּקִיצָה;
• אֶדֶר.

שפת הגלגל של הציר הראשי היה עשוי ליבנה או בוקיצה. הלוחות הונחו בשתי שכבות. בחוץ, השפה נחתכה בקפידה במעגל; השתמשו בברגים כדי להחזיק את החישורים. אותם ברגים עזרו להדק את הדיסקים. עיקר תשומת הלב בשיפור העיצוב הוקדשה לביצוע האגפים.

בטחנות ישנות למדי כוסו סורגי הכנפיים בבד. אבל מאוחר יותר אותה פונקציה בוצעה בהצלחה על ידי לוחות. נמצא גם שקרשים אשוח מתאימים יותר. בתחילה, הכנפיים נוצרו עם זווית טריז קבועה של הלהב, שנעה בין 14 ל-15 מעלות. זה די פשוט להכין אותם, אבל יותר מדי אנרגיית רוח התבזבזה.

השימוש בלהב סליל אפשר להגביר את היעילות עד 50% בהשוואה לגרסה הישנה יותר. זווית הטריז המשתנה בקצה נעה בין 1 ל-10, ובבסיסה בין 16 ל-30 מעלות. אחת האפשרויות המודרניות ביותר היא עם פרופיל חצי יעיל. לקראת סוף תקופת טחנות האוהלים הן נבנו כמעט אך ורק מאבן. בחלק מהמקרים, כמובן, מערכת הרוח חוברה למשאבת מים, שאפשרה להשקות את הקרקע.

בסוג המוקדם ביותר של מבנים כאלה, כמו בטחנות קמח, ניתן היה לצמצם את שטח הכנף על ידי הסרה חלקית של המפרש או פתיחת התריסים. פתרון זה איפשר למנוע נזק גם עם רוח מוגברת. אבל בכל זאת הייתה בעיה של טורבינת רוח במהירות נמוכה עם מספר רב של להבים או עם רוחב כנף גדול. הסיבה די ברורה - זה רגע מאוד רציני ומתסכל. את הפתרון מצאה חברת Kester הגרמנית, שייצרה את גלגל הרוח של אדלר עם מינימום להבים ומרחק משמעותי ביניהם; לעיצוב הזה כבר הייתה מהירות ממוצעת.

עיצובים מתקדמים אפילו יותר בצד היניקה של הכנפיים צוידו בשסתומים מיוחדים. לכן, ההתאמה התבצעה באופן אוטומטי, מה שהבטיח את הביצועים הגבוהים ביותר האפשריים. במצב העבודה, החזקת השסתומים סופקה על ידי קפיץ. הכל תוכנן כך שבגלל השסתומים הללו, אפילו עם תנועה אקטיבית, לא הייתה התנגדות חזקה. אם חרגה מהמהירות שנקבעה עקב כוח צנטריפוגלי, השסתומים הופנו.

יחד עם זאת, ההתנגדות לזרימת האוויר גדלה, נעשה בו שימוש הרבה פחות חלק ולא יעיל כרגיל. אבל בדרך כלל אפשר היה להפחית את רגע המאמץ. במהלך המאות ה-18 וה-19, טחנות רוח כבר שימשו בכל רחבי כדור הארץ. הם הפסיקו להיות מיוצרים בשיטות מלאכת יד למחצה, הם החלו לייצר מנועי רוח מרובי להבים עשויים מתכת במפעלים. עד סוף המאה ה-19, רק דגמים בודדים היו חסרי פונקציות של התאמה אוטומטית של קצב הפיתול וקיבוע נוקשה של הגלגל לכיוון המנוע.

במדינות מתועשות כבר נוצרו מאות אלפי סטים לטחנות בשנה.... כמו כן, החל ייצורם של דגמים חסכוניים משופרים, המיועדים בעיקר לייצור חשמל. ההספק של מערכות כאלה הוא נמוך יחסית, בדרך כלל לא עולה על 1 קילוואט, לרוב זה היה צפוי להיות מצויד בגלגלים עם 2-3 להבים מסוג משוט. החיבור לגנרטור מתבצע באמצעות מפחית. כדי לאחסן אנרגיה במערכות כאלה, נעשה שימוש בסוללות בעלות קיבולת קטנה ובינונית.

ישנם מספר ניואנסים שיש לקחת בחשבון כדי לבנות טחנה.

חשוב לקחת בחשבון את סיבוב הלהבים. לכן, לא אמורים להיות מבנים ומבנים זרים בקרבת מקום. רצוי לבחור שטח שטוח, אחרת המבנה עלול להיות מוטה. האתר מנוקה מכל צמחייה ושאר דברים מפריעים. הם גם לוקחים בחשבון איך הכל ייראה חיצונית.

אתה יכול אפילו לבנות טחנת רוח מדיקט, פלסטיק עמיד או מתכת. אף אחד גם לא אוסר לשלב ביניהם. אבל עם זאת, הגישה הקלאסית מותאמת בצורה אופטימלית לשימוש של לוח עץ, עץ, דיקט. פוליאתילן משמש לאיטום, וחומר קירוי לגג. בגלל זה אנו זקוקים גם לפטישים ומסמרים, מקדחים, מסורים וכלים אחרים לבניית עץ: מפלסים, משחזות זווית, דליים ומברשות.

למרות הדקורטיביות של רוב טחנות הרוח, תוכנית הבנייה עדיין כרוכה בהכנת הקרן. חפירת בור ויוצקת טיט היא אופציונלית. זה די מספיק כדי להשתמש בפריסה של בר או יומנים. בדרך כלל העיצוב קרוב לטרפז בצורתו. המסגרות הפנימיות והחיצוניות מחוברות באמצעות עמודים אנכיים הממוקמים בזווית נתונה.

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

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

יש להניח את הטחנה על שטח יבש ומוכן. עוגנים משמשים לפי הצורך כדי להבטיח את קשיחות המעגן. הקפד לבדוק עם חוקים ותקנות כדי לא להיתקל בבעיות. בכל מקרה, גם ההמלצות לבטיחות חשמל והארקה מתקיימים. יש צורך לחבר את הגנרטור דרך חוטים של קטע מסוים ובבידוד "רחוב".

טחנות רודוס, הממוקמות ליד נמל מנדרנאקי, כתשו תבואה במשך זמן רב מאוד, שנמסרה ישירות לנמל דרך הים. בתחילה היו 13 מהם, לפי מקורות אחרים - 14. אך רק 3 שרדו עד זמננו ונשמרו כאנדרטה. באי אולנד, המצב בערך זהה - במקום 2,000 טחנות, רק 355 שרדו. הם פורקו בתחילת המאה הקודמת, כי הצורך נעלם, למרבה המזל, הבניינים היפים ביותר שרדו.

ראוי לציין גם:

• Zaanse Schans (צפונית לאמסטרדם);

• הטחנות של האיים מיקונוס;

• העיר קונסואגרה;

• רשת טחנות Kinderdijk;

• טחנות רוח של נאשתיפאן האיראנית.