Historia.pdf

Historia

Energia wiatrowa była najwcześniej, obok spalania drewna, eksploatowaną przez człowieka energią odnawialną.

Pierwsze wiatraki były wykorzystywane przez ludzi do mielenia ziarna, oraz pompowania wody. Pierwszy opis użycia

wiatraków do pompowania wody powstał około 400 r. p.n.e. w Indiach. W Chinach oraz krajach basenu Morza

Śródziemnego wiatraki pojawiły się na początku naszej ery. Stosowano je głównie do przepompowywania wody

(nawadnianie i osuszanie pół) oraz mielenia zboża. W VIII wieku w całej Europie pojawiły się wiatraki, w których

wykorzystywano cztery skrzydła. Specjalistami w budowie tego typu wiatraków byli Holendrzy. Pod koniec XIX wieku

rozwój maszyny parowej spowodował wyparcie napędu wiatrowego z wielu dziedzin życia gospodarczego.

Najstarszym typem wiatraka występującym na ziemiach polskich jest wiatrak kozłowy, czyli "koźlak". Występowały one

już w pierwszej połowie XIV wieku na Kujawach i w Wielkopolsce, natomiast rozpowszechnienie ich stosowania przypada

na wiek XV. Koźlaki dotrwały bez zmian konstrukcyjnych do XX wieku i stanowiły najliczniejszą grupę wiatraków. Ich

cechą charakterystyczną jest to, że cały budynek wiatraka wraz ze skrzydłami jest obracalny wokół pionowego,

drewnianego słupa tzw. sztembra. Sztember podparty jest najczęściej czterema zastrzałami, a jego dolne zakończenie

tkwi w dwóch krzyżujących się podwalinach. Tak skonstruowane podparcie budynku wiatraka nosi nazwę kozła. Ściany

wiatraka posiadają konstrukcję szkieletową drewnianą i są ścianami wiszącymi zawieszonymi na koźle za pośrednictwem

odpowiednich belek o bardzo dużych przekrojach poprzecznych ("mącznica" i "pojazdy"). Z tylnej (przeciwnej skrzydłom)

ściany wiatraka wystawał specjalny dyszel współpracujący z kołowrotem, za pomocą którego następowało nastawianie

budynku skrzydłami do kierunku wiatru.

W wieku XVII zostaje wprowadzony w Europie nowy typ wiatraka o bryle zasadniczo nieruchomej, z obracalną tylko

bryłą dachu o podstawie kołowej obracającą się na łożysku posadowionym na oczepie wieńczącym ściany u góry.

Zdolność obrotu "czapy" dachu o 360 stopni pozwalała na ustawianie powierzchni skrzydeł prostopadle do kierunku

wiatru. Pozostała część budynku, założona na rzucie ośmioboku (holendry drewniane) lub koła (holendry murowane),

nie zmieniała nigdy swego położenia. Ojczyzną wiatraków holenderskich, jak sama nazwa wskazuje, jest Holandia.

Wiatraki holenderskie przyjęły się głównie na zachodnich i północnych rubieżach Polski począwszy od XVIII wieku, ale

nigdy nie wyparły starszego typu wiatraków, czyli koźlaków.

Zabytkowe wiatraki. Z lewej wiatrak typu "Koźlak" (Brodnia, gm. Pęczniew, powiat Poddębice, stan na rok 2000), z

prawej wiatrak typu "holender" (Muzeum Kultury Ludowej w Osieku nad Notecią).

W czasie zimy 1887-88 Charles F. Brush zbudował pierwszą samoczynnie działającą siłownie wiatrową produkującą

energię elektryczną. Był on jednym z pionierów amerykańskiego przemysłu elektrotechnicznego. Jego firma Brush

Electric, połączyła się w 1892 r. z Edison General Electric Company tworząc General Electric (GE), który dzisiaj jest

jednym z największych koncernów na świecie. Jak na owe czasy turbina Brush'a była imponująca: wirnik miał średnicę

17 metrów i składał się ze 144 łopat zrobionych z drzewa cedrowego. Pracowała ona przez 20 lat, ładując akumulatory

znajdujące się w piwnicy jego posiadłości. Moc jak na rozmiary urządzenia nie była imponująca - 12 kW, głównie za

sprawą wolnoobrotowego, wielołopatowego wirnika. Dopiero kilka lat później Poul la Cour (1846-1908) odkrył, że

znacznie wydajniejsze dla generatorów elektrycznych są wirniki o kilku łopatach. Energię elektryczną uzyskaną z siłowni

wiatrowych wykorzystywał on do procesu elektrolizy, z którego otrzymywał wodór, który służył mu do oświetlania jego

szkoły.

Pierwsze elektrownie wiatrowe: a) pierwsza siłownia wiatrowa produkująca energię elektryczną zbudowana przez

Charles'a F. Brush'a b) elektrownie wiatrowe la Cour'a. Prąd przez nie wytwarzany służył do produkcji wodoru.

Inżynier Johannes Juul, jeden z pierwszych studentów la Cour'a, został w 1950 roku pierwszym konstruktorem siłowni

wiatrowej z generatorem prądu przemiennego. W 1957 roku zbudował na wybrzeżu Gedser w Danii elektrownię

wiatrową, której założenia techniczne do dziś są uważane za nowoczesne - siłownia o mocy 200 kW posiadała

trójpłatowy wirnik zwrócony przodem do wiatru (up-wind), generator asynchroniczny, mechanizm ustawiania kierunku,

hamulce aerodynamiczne oraz regulację mocy poprzez zmianę kąta natarcia łopat.

Pierwsza elektrownia wiatrowa zbudowana według współczesnych założeń konstrukcyjnych.

W latach sześćdziesiątych budową elektrowni wiatrowych zajmowali się głównie pasjonaci. Dominowały konstrukcje o

mocy do 15 kW, z trójłopatowym wirnikiem. Przemysł zainteresował się elektrowniami wiatrowymi na początku lat

osiemdziesiątych. Z inicjatywy duńskich zakładów energetycznych zdecydowano się na opracowanie konstrukcji o mocy

660 kW. Kolejne lata to zmaganie się z problemami technicznymi (konstrukcja generatora, wytrzymałości mechanicznej,

dobór odpowiednich materiałów) oraz ekonomicznymi (pierwsze konstrukcje były całkowicie nieekonomiczne). Wreszcie

w latach dziewięćdziesiątych pojawiły się urządzenia, które mogły produkować energię na skalę przemysłową po cenach

możliwych do zaakceptowania. Moce współczesnych wiatraków sięgają kilku megawatów (największa siłownia: Enercon

E-112 4,5 MW, wysokość wieży - 124 metry).

1955-1985 1985-1989 1989-1994 1994-2002

Średnica wirnika

Średnica wirnika ponad 50 metrów.

Średnica wirnika do 15 metrów,

Średnica wirnika osiąga do

od 30 do 50

Przyspieszenie rozwoju

małe domowe siłownie,

30 metrów. Pierwsze

metrów.

technologicznego. Powstają w

poszukiwanie rozwiązań

seryjne siłownie wiatrowe.

Produkcja

krótkim okresie czasu kolejno

problemów teoretycznych, brak

Początki tworzenia

masowa siłowni o

siłownie o mocy 850kW, 1MW,

międzynarodowych standardów.

standardów przemysłowych.

mocy 600 kW.

1.5MW, 2MW i więcej.

Umowne etapy rozwoju współczesnych elektrowni wiatrowych (za kryterium rozwoju przyjęto wielkość wirnika i

generatora).

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: