moara de vant
Moara de vânt este o structură construită pentru a exploata energia vântului ( energia eoliană ) și prin utilizarea lamelor o transformă în energie mecanică (sau energie cinetică ) folosind-o pentru măcinarea cerealelor sau a altor materiale din domeniul agricol , artizan sau industrial .
Nu trebuie confundat cu pompa de vânt , care are adesea o structură externă similară cu cea a unei mori de vânt, dar are funcția de a muta apa .
Istorie
Moara de vânt își are originea în Persia cu aproximativ 3.000 de ani înainte de Hristos , deși, conform altor surse, a fost inventată în jurul secolului al VII-lea d.Hr. în regiunea Sistan , astăzi în Iran . [1] [2] Era susținută de structuri ridicate pe turnul unui castel sau pe vârful unui deal; compartimentul superior adăpostea pietrele de moară , cel inferior adăpostea rotorul . În trecut era folosit printre altele pentru a produce făină .
Moara inginerului grec Hero of Alexandria din primul secol d.Hr. este cel mai vechi exemplu de utilizare a unei roți eoliene pentru a produce energie.
În trecut, un model de moară de vânt numit moara feniciană era de asemenea răspândit în zona estică a Mării Mediterane , în care lamele erau poziționate în interiorul corpului cilindric al clădirii. Ferestrele de la moară direcționau aerul în interior prin mișcarea lamelor. Acest tip de moară era potrivit pentru zonele cu vânt slab, dar constant. Un exemplu de moară feniciană este situat în municipiul Borgio Verezzi din provincia Savona .
În Italia, vechile turbine eoliene cu șase lame, conservate sau restaurate, sunt încă în uz în salinele din Trapani cu funcția de moară de vânt pentru a măcina sarea sau a unei pompe hidraulice pentru a pompa apa de mare dintr-un rezervor în altul.
Morile de vânt orizontale
Primele mori de vânt cu adevărat utile aveau lame care se roteau pe o axă verticală. Potrivit lui Ahmad Y. al-Hassan, acest tip de moară a fost inventat în partea de est a Persiei, după cum a raportat geograful persan Estakhri în secolul al IX-lea. Autenticitatea unei anecdote antice a morii de vânt care implică al doilea calif Umar (634-644 d.Hr.) este pusă sub semnul întrebării, deoarece pare a fi un document datat în secolul al X-lea. Aceste structuri orizontale foloseau șase până la doisprezece lopate acoperite în covoare de stuf și erau folosite ca moară de vânt pentru măcinarea cerealelor sau ca pompă de vânt pentru extragerea apei; au fost, de asemenea, diferite de morile de vânt verticale europene de mai târziu. Morile de vânt au fost utilizate pe scară largă în Orientul Mijlociu și Asia Centrală ; ulterior, utilizarea lor s-a extins și în China și India .
Puține mori de vânt orizontale au fost construite în Europa în secolele 18 și 19, de exemplu moara Fowler din Battersea din Londra și moara Hooper din Margate din Kent . Aceste exemple moderne timpurii par să nu fi fost direct influențate de morile de vânt orizontale din Orientul Mijlociu și Îndepărtat sau mai bine zis că au fost rezultatul muncii inginerilor sub presiunea revoluției industriale .
Moară de vânt cu axă verticală
Moara de vânt Tonmolen din Paasloo, Olanda
Morile de vânt verticale
Având în vedere lipsa de dovezi, există dezbateri în rândul istoricilor pentru a determina dacă morile orizontale din Orientul Mijlociu au fost esențiale pentru dezvoltarea morilor europene. În sud-vestul Europei, morile cu ax orizontal sau morile verticale (denumite după planul de mișcare ale lamei) se crede că datează inițial între secolele XII și XIII în triunghiul nordului Franței , sudul Angliei și Flandra .
Cele mai vechi exemple de mori de vânt din Europa (presupunând că sunt de tip vertical) datează din 1185 în satul Weedley din Yorkshire, care se confrunta cu Estuarul Humber . Au fost găsite, de asemenea, unele surse europene anterioare, dar mai puțin sigure, ale secolului al XII-lea. Aceste mori timpurii au fost folosite pentru măcinarea cerealelor.
Mori polare
În prezent, primele exemple de mori de vânt europene sunt morile cu stâlpi, numite astfel pentru marele stâlp vertical pe care se bazează întreaga structură a morii. Montând corpul morii în acest fel, moara se poate roti astfel încât să primească vântul din față; o cerință fundamentală a oricărei mori de vânt pentru a funcționa economic în nord-vestul Europei, unde direcția vântului este variabilă. Corpul conține toate mecanismele. Cele mai vechi mori de stâlpi erau de tip scufundat, unde stâlpul era închis într-o movilă pentru a-l susține. Ulterior, a fost dezvoltat un suport din lemn. Acesta a fost adesea acoperit deasupra sau înconjurat de o cupolă pentru a proteja suportul din lemn de precipitații și pentru a crea spațiu pentru funcția de depozitare . Acest tip de moară a fost cel mai frecvent în Europa până în secolul al XIX-lea, când morile mai puternice, cum ar fi morile turn și morile de smock, nu le-au înlocuit.
Morile turnului
De la sfârșitul secolului al XIII-lea, au fost introduse structuri de zidărie pe care era posibil să se rotească doar capul morii în locul întregului corp. Răspândirea lor a venit în timpul cererii unei economii în expansiune pentru surse de energie mai stabile, chiar dacă acestea erau mai scumpe de construit. Spre deosebire de moara cu stâlpi, numai capul morii trebuia să se rotească în direcția vântului, astfel încât structura de susținere ar putea fi mult mai înaltă și, în consecință, lamele ar putea fi mai lungi; acest lucru a permis morii să fie utilizabilă chiar și în condiții de vânt slab. Capul ar putea fi rotit în direcția vântului fie prin trolii sau roți dințate în interiorul acestuia, fie printr-un troliu montat în afara morii pe stâlpul cozii. O metodă de menținere automată a morii mereu în direcția vântului a fost utilizarea unui rotor de coadă, care a fost montat perpendicular pe lamele din spatele morii. Și ei erau montați pe stâlpi de coadă și erau obișnuiți în Marea Britanie și în alte țări anglo-saxone din Imperiul Britanic , Danemarca și Germania , dar rare în alte zone. Mori de vânt fixe au fost construite în jurul unor părți ale Mării Mediterane, deoarece direcția vântului nu a variat des.
Mecanism
Palid
Lamele comune constau dintr-o structură reticulară pe care este ancorată pânza . Morarul poate regla suprafața pe care se extind pânzele în funcție de puterea necesară. În morile de vânt medievale , acoperirea lamelor trecuse între ochiurile structurii pânzei. După Evul Mediu morile au fost construite cu o structură reticulară peste care a fost distribuită pânza, în timp ce în climatul mai rece pânza a fost înlocuită cu foi de lemn , care au fost mai ușor de gestionat în condiții de îngheț. Vela cu braț este frecvent utilizată în țările mediteraneene și constă dintr-un triunghi simplu de țesătură înfășurat în jurul unei tije.
În toate cazurile, o moară trebuie să poată fi oprită pentru fixarea lamelor. Invențiile din Marea Britanie în secolele al XVIII-lea și al XIX-lea au condus la lame care se adaptează la intensitatea vântului fără intervenția morarului, în lamele brevetate și inventate de William Cubitt în 1807. În aceste lame învelișul de pânză este înlocuit cu un mecanism de obloane conectate între ele.
În Franța, Pierre-Théophile Berton a inventat un sistem format din foi longitudinale de lemn conectate printr-un mecanism care a permis morarului să le deschidă în timp ce moara se rotea. În secolul al XX-lea, cunoașterea sporită a aerodinamicii de la dezvoltarea avionului a dus la îmbunătățiri suplimentare ale eficienței de către inginerul german Bilau și mai mulți morari olandezi.
Majoritatea morilor de vânt au patru elice. Mori cu elice multiple (cinci, șase sau opt elice) au fost construite în Marea Britanie (în special în regiunea Lincolnshire și Yorkshire și împrejurimi), Germania și mai rar în altă parte. Morile de vânt anterioare cu mai multe pânze sunt situate în Spania , Portugalia , Grecia , părți din România , Bulgaria și Rusia . O moară cu un număr mai mare de lame are avantajul că poate funcționa chiar dacă o pânză este deteriorată prin îndepărtarea pânzei opuse pentru a echilibra moara.
În Olanda , poziția staționară a lamelor unei mori, ca și cum nu ar funcționa, a fost utilizată pentru a trimite semnale: o ușoară înclinare a pânzelor din fața morii indică bucurie, în timp ce o înclinare a lamelor morii către aceasta indică un doliu . În urma acestui obicei, morile de vânt din Olanda au fost puse în doliu în onoarea victimelor olandeze ale accidentului avionului Malaysia Airlines Flight 17 din 2014.
Mecanică
Angrenajele din interiorul unei mori de vânt canalizează puterea obținută din mișcarea de rotație a lamelor într-un dispozitiv mecanic. Lamele sunt poziționate orizontal pe o tijă de susținere. Tija poate fi realizată în totalitate din lemn sau din lemn cu o tijă de fier la capăt (unde sunt montate pânzele) sau în întregime din fier. Frâna cu disc este montată pe tija care susține lamele între suportul din față și din spate. Are frâna în jurul exteriorului roții și dinții pe partea laterală a acesteia care acționează angrenajul orizontal numit „wallower” pe vârful arborelui vertical al catargului, acționând unul sau mai mulți dinți de piatră, care acționează fiecare polizor. Morile cu stâlpi au uneori un rotor de cap sau coadă care acționează direct dinții de piatră, în loc să folosească pintenul. Pinioanele suplimentare conduc o mulțime de utilaje de ridicat sau de altă natură.
Răspândire și declin
Se estimează că numărul maxim de mori de vânt din Europa a fost de aproximativ 200.000 în timpul difuzării lor maxime; acest număr este cu mult mai mic decât numărul morilor de apă care erau 500 000. Morile de vânt au fost folosite în regiunile în care nu era suficientă apă, unde cursurile de apă au înghețat în timpul iernii și pe uscatul care nu avea o pantă, astfel încât viteza apei a fost prea scăzut pentru a genera puterea necesară. Odată cu apariția revoluției industriale , importanța morii de vânt și apă ca sursă primară de energie a dispărut și au fost în unele cazuri înlocuite cu motoare cu aburi (în fabricile de aburi ) și motoare cu ardere internă , deși morile de vânt au fost construite în cantități mari până în secolul al XIX-lea. Mai recent, morile de vânt au fost păstrate pentru valoarea lor istorică; în unele cazuri, acestea sunt menținute statice, deoarece angrenajele antice ar putea fi prea fragile și se pot sparge dacă sunt puse în mișcare, iar în alte cazuri sunt încă pe deplin funcționale.
Din cele 10 000 de mori utilizate în Țările de Jos în 1850, aproximativ 1 000 sunt încă în picioare. Cele mai multe dintre acestea sunt întreținute de voluntari, iar unele sunt încă utilizate în scopuri comerciale. Cartierul Zaan a fost identificat ca prima zonă industrializată din lume cu aproximativ 600 de mori de vânt operaționale de la sfârșitul secolului al XVIII-lea.
Construcția morilor s-a răspândit în Colonia Capului în secolul al XVII-lea. Primele mori nu au supraviețuit furtunilor din Peninsula Cape , așa că în 1717, Heeren al XVI-lea a trimis dulgheri , zidari și materiale pentru construirea unei mori mai rezistente. Moara, finalizată în 1718, a devenit cunoscută sub numele de Oude Molen și a fost situată între gara Pineland și râul Negru. La mult timp după demolarea sa, numele său continuă să fie amintit datorită institutului tehnic din Pinelands. Din 1863, în Cape Town erau 11 mori distribuite de la Paarden Eiland la Mowbray .
Notă
- ^ (EN) Erich Hau, Wind Turbines: Fundamentals, Technologies, Application, Economics, ediția a 3-a, Springer, 2013 [2000], p. 2, ISBN 978-3-642-27150-2 .
- ^ "Ingineria mecanică în Orientul Apropiat Medieval", de Donald R. Hill, publ. în „The Sciences (Scientific American)”, nr.275, iulie 1991, paginile 92-98
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre moara de vânt
linkuri externe
- (EN) Windmill on Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
| Controlul autorității | Tesauro BNCF 22972 · LCCN (EN) sh85146930 · GND (DE) 4066279-2 · BNF (FR) cb11937693n (dată) · BNE (ES) XX528537 (dată) · NDL (EN, JA) 00.563.791 |
|---|
