Semua tentang kincir angin

Mengetahui segala sesuatu tentang kincir angin, apa itu dan bagaimana cara kerjanya, diperlukan tidak hanya karena minat yang menganggur. Perangkat dan deskripsi bilah bukanlah segalanya, Anda perlu memahami untuk apa penggilingan itu. Cukuplah untuk mengatakan tentang kincir angin dan tentang konstruksinya untuk listrik, tentang signifikansi ekonomi lainnya.

Pabrik dibuat pada saat penanaman massal gandum dan sereal lainnya dimulai. Tapi mereka tidak bisa segera menggunakan kekuatan angin untuk memutar struktur. Pada zaman kuno, roda diputar oleh budak atau hewan penarik. Kemudian mereka mulai membuat kincir air. Dan akhirnya, bagaimanapun, sudah ada konstruksi angin.

Terlepas dari kesederhanaan yang tampak, pada kenyataannya, sebaliknya, sangat kompleks. Menjadi mungkin untuk membuat produk seperti itu hanya dengan mempertimbangkan beban dari angin dan dengan pemilihan durasi mekanisme yang tepat untuk tugas tertentu. Dan tugas-tugas ini sangat beragam - baik memotong kayu bakar maupun memompa air. Model paling awal - "kambing" - dibangun sesuai dengan skema yang sama dengan rumah kayu.

Kemudian muncul apa yang disebut pabrik tenda, yang memiliki tubuh tetap, hanya bagian atas dengan poros utama yang berputar.

Model tersebut mampu menggerakkan 2 batu giling dan oleh karena itu ditandai dengan peningkatan produktivitas. Pabrik dianggap, secara khas, bukan hanya alat utilitarian. Dia diberikan sangat penting dalam mitos, legenda dan dongeng. Tidak ada negara di mana tidak ada perwakilan seperti itu. Ada berbagai motif mitos: orang-orang yang dikubur selama pembangunan yayasan, roh yang tinggal di penggilingan, harta karun, lorong bawah tanah yang misterius, dan sebagainya.

Kincir angin bekerja karena arus udara bekerja pada baling-baling dan menggerakkannya. Impuls ini memasuki perangkat transmisi, dan melaluinya - ke bagian kerja pabrik yang sebenarnya. Pada model lama, bilah ditingkatkan menjadi beberapa meter. Hanya dengan cara ini dimungkinkan untuk meningkatkan area kontak dengan arus udara. Nilai dipilih sesuai dengan fungsi utama dan daya yang dibutuhkan.

Jika gilingan diatur dengan bilah terbesar, maka dapat menggiling tepung. Hanya solusi seperti itu yang memberikan torsi efisien pada batu giling berat. Perbaikan desain menjadi mungkin karena pengembangan konsep aerodinamis. Perkembangan teknologi modern memungkinkan untuk memberikan hasil yang baik bahkan dengan area kontak angin yang relatif sederhana.

Tepat di belakang bilah di sirkuit adalah gearbox atau mekanisme transmisi lainnya. Dalam beberapa model, ini ternyata menjadi poros, tempat bilah dipasang. Ujung poros yang lain dilengkapi dengan alat (simpul) yang melakukan pekerjaan.Namun, secara bertahap, desain ini, meskipun sederhana, ditinggalkan.

Versi gigi ternyata jauh lebih efisien dan elegan. Gearbox mengubah momentum dari baling-baling yang berputar menjadi kerja yang berguna. Dan ada baiknya melepaskan bagian-bagian gearbox, Anda dapat dengan cepat menghentikan pekerjaan. Karena itu, mekanismenya tidak berputar dengan sia-sia, dan bahkan peningkatan angin yang tajam pun tidak begitu menakutkan. Penting: sekarang pabrik digunakan secara eksklusif untuk listrik.

Tetapi bahkan munculnya pabrik pertama adalah revolusi nyata dalam teknologi. Tentu saja, hari ini 5 - 10 liter. Dengan. di sayap tampaknya menjadi ukuran yang benar-benar "kekanak-kanakan". Namun, di era ketika tidak hanya ada skuter, tetapi bahkan beberapa abad sebelum lokomotif uap, ini menjadi pencapaian yang luar biasa. Pada abad 11-13, manusia menerima kekuasaan yang dimilikinya, yang tidak dapat diakses di era sebelumnya. Rasio power-to-weight ekonomi segera meningkat secara signifikan, dan itulah sebabnya kenaikan tajam ekonomi Eropa pada periode itu menjadi sangat mungkin.

Paling mudah membandingkan kincir angin dengan kincir air. Struktur air memiliki sejarah yang lebih panjang dan tidak tergantung pada perubahan angin. Arus air jauh lebih stabil. Anda juga dapat menggunakan kekuatan pasang surut, yang sama sekali tidak dapat diakses oleh peralatan angin. Keadaan ini menyebabkan fakta bahwa prevalensi kincir air berkali-kali lebih tinggi di negara bagian mana pun pada Abad Pertengahan.

Tenaga angin untuk menggiling biji-bijian, seperti yang telah disebutkan, mulai diterapkan kemudian. Selain itu, keputusan ini memerlukan biaya tambahan yang signifikan.Namun, di Belanda pada abad ke-15, dan terutama sejak awal abad ke-17, keunggulan lain dari kincir angin diapresiasi. Mereka mendorong rantai dengan sendok yang menghilangkan air tanah. Tanpa inovasi ini, tidak mungkin mengembangkan sebagian besar wilayah Belanda modern.

Di Belanda, kincir angin menjadi populer karena alasan lain. - Angin barat bertiup hampir terus menerus di sana, membawa udara dari Samudra Atlantik menuju Laut Baltik. Oleh karena itu, tidak ada masalah khusus baik dengan orientasi bilah maupun dengan penggunaan teknologi. Saat ini, paling tepat untuk membandingkan kincir angin dengan kincir air bukan dalam hal kualitas dan kemampuan penggilingan biji-bijian, tetapi dalam hal kesesuaian untuk pembangkit listrik. Stabilitas catu daya turun, biaya energi jaringan meningkat, dan oleh karena itu sangat penting untuk memilih jenis yang tepat untuk Anda sendiri.

Peternakan angin beroperasi dari sumber daya yang hampir tak terbatas. Selama atmosfer dipertahankan di Bumi dan matahari menyinari planet ini, angin tidak akan berhenti. Perangkat semacam itu tidak mengotori lingkungan karena, tidak seperti sistem diesel dan bensin, mereka tidak memancarkan zat beracun. Namun, tidak mungkin untuk menyebut pembangkit listrik tenaga angin sepenuhnya ramah lingkungan, karena menimbulkan banyak kebisingan, dan di sejumlah negara bahkan tunduk pada batasan hukum. Akhirnya, kincir angin tidak dapat beroperasi secara normal selama musim burung.

Di Rusia, belum ada batasan kebisingan atau kalender. Tapi mereka bisa muncul kapan saja.Dan bagaimanapun, ladang angin - baik kincir angin modern maupun kincir angin klasik - tidak dapat ditempatkan di dekat perumahan. Selain itu, efisiensi nyata ditentukan oleh musim, waktu, cuaca, medan; semua ini secara langsung mempengaruhi kecepatan aliran udara dan efisiensi penerapannya.

Kerugian lain dari ladang angin adalah ketidakstabilan angin yang sudah dicatat. Penggunaan baterai sebagian memecahkan masalah ini, tetapi pada saat yang sama memperumit sistem dan membuatnya lebih mahal. Terkadang juga perlu menggunakan sumber energi lain. Tetapi kincir angin dipasang dengan cepat - dengan mempertimbangkan persiapan situs, itu akan memakan waktu tidak lebih dari 10-14 hari. Pemasangan seperti itu membutuhkan ruang yang cukup banyak, terutama mengingat bentang bilah dan ruang yang harus bebas untuk alasan keamanan.

Kincir angin produksi penggilingan tepung bekerja dengan 1 atau 2 batu giling. Berubah menjadi angin terjadi dalam dua cara - menurut gantry dan menurut skema tenda. Metode gantry berarti bahwa seluruh penggilingan diputar sepenuhnya di sekitar tiang kayu ek. Tiang ini dipasang di pusat gravitasi, dan tidak simetris terhadap tubuh. Berubah menjadi angin menghabiskan banyak energi dan karenanya sangat rumit.

Secara tradisional, pabrik gantry dilengkapi dengan transmisi mekanis satu tahap. Dia secara efektif memutar poros yang diperpendek. Pabrik Bock juga dibuat sesuai dengan metode gantry. Pilihan yang lebih sempurna adalah skema tenda (alias Belanda). Pada bagian atas, bangunan dilengkapi dengan rangka putar yang menopang roda dan dimahkotai dengan atap berpinggul.

Berubah menjadi angin berkat desain yang ringan terjadi dengan lebih sedikit usaha. Roda angin bisa memiliki bagian yang sangat besar, karena diangkat ke ketinggian yang sangat tinggi. Dalam kebanyakan kasus, pabrik tenda dilengkapi dengan transmisi dua tahap. Struktur perantara memiliki tipe quiver mill. Di dalamnya, lingkaran belok terletak pada ketinggian 0,5 lambung, subspesies penting adalah instalasi pabrik drainase.

Kecepatan kincir angin di masa lalu dibatasi oleh kekuatan perangkat transmisi. Keterbatasan dikaitkan dengan roda kayu dan lentera. Akibatnya, tidak mungkin untuk meningkatkan koefisien aplikasi energi angin (COP). Gigi itu sendiri dan pin untuk mereka dibuat sesuai dengan templat dari kayu kering berkualitas tinggi. Cocok untuk tujuan ini:

• akasia;
• Birch;
• sinar tanduk;
• pohon elm;
• maple.

Pelek roda poros utama terbuat dari birch atau elm. Papan diletakkan dalam dua lapisan. Di luar, pelek dipangkas dengan hati-hati dalam lingkaran; untuk menahan jari-jari, baut digunakan. Baut yang sama membantu mengencangkan cakram. Perhatian utama dalam meningkatkan desain diberikan pada eksekusi sayap.

Di pabrik yang agak tua, kisi-kisi sayap ditutupi dengan kanvas. Namun belakangan, papan papan berhasil melakukan fungsi yang sama. Ternyata papan cemara lebih cocok. Awalnya, sayap dibuat dengan sudut jamming blade yang konstan, yang bervariasi dari 14 hingga 15 derajat. Mereka cukup mudah dibuat, tetapi terlalu banyak energi angin yang terbuang.

Penggunaan bilah heliks memungkinkan peningkatan efisiensi hingga 50% dibandingkan dengan versi yang lebih lama. Sudut irisan yang dapat dipertukarkan di ujungnya berkisar dari 1 hingga 10, dan di pangkalan dari 16 hingga 30 derajat.Salah satu opsi paling modern adalah dengan profil semi-adil. Menjelang akhir periode pabrik tenda, mereka dibangun hampir secara eksklusif dari batu. Dalam beberapa kasus, tentu saja, sistem angin terhubung ke pompa air, yang memungkinkan untuk mengairi tanah.

Dalam jenis paling awal dari struktur seperti itu, seperti di pabrik tepung, dimungkinkan untuk mengurangi luas sayap dengan melepas sebagian layar atau membuka tirai. Solusi ini memungkinkan untuk mencegah kerusakan bahkan dengan peningkatan angin. Namun masih terdapat masalah pada turbin angin kecepatan rendah dengan jumlah sudu yang banyak atau dengan lebar sayap yang besar. Alasannya cukup jelas - momen mengganggu yang sangat serius. Solusinya ditemukan oleh perusahaan Jerman Kester, yang memproduksi turbin angin Adler dengan bilah minimum dan jarak yang signifikan di antara keduanya; desain ini sudah memiliki kecepatan rata-rata.

Bahkan desain yang lebih canggih pada sayap di sisi hisap dilengkapi dengan katup khusus. Oleh karena itu, penyesuaian terjadi secara otomatis, yang memastikan kinerja setinggi mungkin. Dalam kondisi kerja, katup dipegang oleh pegas. Semuanya dirancang sedemikian rupa sehingga karena katup ini, bahkan dengan gerakan aktif, tidak ada resistensi yang kuat. Jika frekuensi putaran yang ditetapkan terlampaui karena gaya sentrifugal, katup diputar.

Pada saat yang sama, resistensi terhadap aliran udara meningkat, digunakan jauh lebih lancar dan tidak seefisien biasanya. Tetapi dalam norma itu mungkin untuk mengurangi momen goresan. Selama abad ke-18 dan ke-19, kincir angin digunakan di seluruh planet ini. Mereka tidak lagi dibuat dengan metode semi-kerajinan, mereka mulai memproduksi mesin angin logam multi-bilah di pabrik-pabrik.Pada akhir abad ke-19, hanya beberapa model yang kehilangan fungsi penyesuaian otomatis laju torsi dan fiksasi kaku roda ke arah motor.

Di negara-negara industri, ratusan ribu kit pabrik dibuat setahun pada waktu itu.. Produksi model ekonomis yang lebih baik, yang dirancang terutama untuk menghasilkan listrik, juga telah dimulai. Kekuatan sistem semacam itu relatif kecil, biasanya tidak melebihi 1 kW, paling sering direncanakan untuk melengkapi roda dengan 2-3 bilah format baling-baling. Koneksi ke generator melalui gearbox. Untuk mengakumulasi energi dalam sistem seperti itu, baterai berkapasitas kecil dan menengah digunakan.

Untuk membangun pabrik, Anda perlu mempertimbangkan sejumlah nuansa.

Penting untuk mempertimbangkan rotasi bilah. Oleh karena itu, tidak boleh ada bangunan dan struktur asing di dekatnya. Dianjurkan untuk memilih area datar, jika tidak, bangunan mungkin miring. Situs ini dibersihkan dari semua vegetasi dan hal-hal lain yang mengganggu. Mereka juga memperhitungkan bagaimana segala sesuatu akan terlihat secara eksternal.

Anda bahkan dapat membuat kincir angin dari kayu lapis, plastik atau logam yang tahan lama. Tidak ada yang melarang juga untuk menggabungkannya. Tapi tetap saja, penggunaan papan kayu, kayu, kayu lapis secara optimal sesuai dengan pendekatan klasik. Polyethylene digunakan untuk waterproofing, dan roofing felt untuk atap. Itu sebabnya kami juga membutuhkan palu dan paku, bor, gergaji dan alat lain untuk konstruksi kayu: planer, gerinda sudut, ember dan sikat.

Terlepas dari dekorasi sebagian besar kincir angin, skema konstruksi masih melibatkan persiapan fondasi. Menggali lubang dan menuangkan mortar tidak diperlukan. Cukup menggunakan peletakan kayu atau gelondongan. Biasanya desainnya mendekati bentuk trapesium. Bingkai bagian dalam dan luar dihubungkan menggunakan tiang vertikal yang ditempatkan pada sudut tertentu.

Saat melapisi struktur, perhatikan bukaan jendela dan pintu. Titik pemasangan bilah juga penting. Pintu dipasang dengan pengencang tambahan. Balok dengan bilah dapat diperkuat dengan kayu. Pelapis dimungkinkan dengan bahan apa pun yang memberikan permukaan tertutup rapat, lapisan kayu paling berwarna.

Bentuk atap dipilih secara individual. Lapisan datar dan lurus tidak lebih buruk dari yang miring. Waterproofing yang cukup akan memberikan lapisan bahan atap. Atap depan diperoleh dengan menggunakan papan atau kayu lapis. Tidak perlu menggunakan lebih banyak lapisan dekoratif.

Anda harus meletakkan pabrik di tempat yang sudah disiapkan kering. Jangkar digunakan sesuai kebutuhan untuk memastikan kekakuan pengikatan. Pastikan untuk memeriksa dengan hukum dan peraturan, agar tidak memiliki masalah. Bagaimanapun, rekomendasi untuk keselamatan listrik dan pembumian juga diperhatikan. Penting untuk menghubungkan generator melalui kabel dari bagian tertentu dan dalam isolasi "jalan".

Pabrik Rhodes, yang terletak di dekat pelabuhan Mandrnaki, menghancurkan biji-bijian untuk waktu yang sangat lama, yang dikirim langsung ke pelabuhan melalui laut. Awalnya, ada 13 di antaranya, menurut sumber lain - 14. Tetapi hanya 3 yang turun ke zaman kita dan dilestarikan sebagai monumen. Di pulau land, situasinya kira-kira sama - alih-alih 2000 kincir angin, hanya 355 yang bertahan. Mereka dibongkar pada awal abad terakhir, karena kebutuhan tidak ada lagi, untungnya, bangunan paling indah bertahan.

Juga perlu diperhatikan:

• Zaanse Schans (utara Amsterdam);

• penggilingan pulau Mykonos;

• kota Consuegra;

• jaringan pabrik Kinderdijk;

• kincir angin Nashtifan Iran.