Google

Histora energii wiatru na Świecie

Historia energii wiatru na Świecie

Historia energii wiatrowej na świecie

Energia wiatru wraz ze spalaniem drewna były najwcześniej eksploatowanymi przez człowieka energiami odnawialnymi. Energia wiatru była stosowana od bardzo dawna. Już 2000 lat p.n.e. temu w starożytnym Babilonie przy pomocy wiatraków pompowano wodę, nawadniając nią pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej wykorzystywano go w żegludze.
400 lat p.n.e. w Indiach powstał pierwszy zapis o zastosowaniu wiatraka do transportowania wody, natomiast 200 lat p.n.e. Chińczycy stosowali wiatraki w kształcie kołowrotów do nawadniania pól uprawnych. Wraz z nadejściem naszej ery wiatraki zaczęły pojawiać się w krajach basenu Morza Śródziemnego.
Pierwsze udokumentowane wzmianki o wiatrakach pochodzą z roku 644 n.e.. Przy ich pomocy Persowie mełli ziarno w młynach wiatrowych. W odróżnieniu od konstrukcji rozpowszechnionych w Europie, wiatraki używane przez persów posiadały skrzydła obracające się w płaszczyźnie poziomej na pionowym wale.

Image

Rys. 1. Drewniany wiatrak typu „Holender”

W VIII wieku na terenie Europy, powstały wiatraki, wykorzystujące cztery skrzydła. Specjalistami w ich budowie byli Holendrzy. Na rok 1390 datuje się powstanie pierwszego czteroskrzydłowego wiatraku o sztywnej konstrukcji i obrotowej bryle dachu o podstawie kołowej, dzięki której skrzydła ustawiały się w kierunku prostopadłym do kierunku wiatru tego typu konstrukcje nazywano holendrami. Rozpowszechnienie się tego typu konstrukcji na terenie Europy datuje się na wiek XVII Holendry budowano na rzucie ośmioboku (drewniane) lub koła (murowane) w zależności od rodzaju materiału stosowanego do ich budowy. Angielski konstruktor Edmund Lee w roku 1745 skonstruował koło automatycznie kierujące wiatrak w stronę wiatru. Rozwój maszyny parowej pod koniec XIX wieku spowodował zanik napędu wiatrakowego z wielu dziedzin przemysłu, co przełożyło się na zastój w tej dziedzinie techniki.

Image

Rys. 2. Siłownia wiatrowa zbudowana przez Charlesa F. Brush’a

Wraz z odkryciem energii elektrycznej wiatraki mogły znaleźć nowe zastosowanie. Amerykański naukowiec i biznesmen Charles F. Brush w 1888 r. zbudował turbinę składającą się z wirnika o średnicy 17 m oraz 144 drewnianych łopat i tym samym jako pierwszy, wykorzystał energię wiatru do produkcji energii elektrycznej. Moc siłowni wiatrowej jego konstrukcji była niewielka (12kW), co spowodowane było zastosowaniem wolnoobrotowego, wielołopatowego wirnika. Wiatrak ten wykorzystano do ładowania akumulatorów na jego posiadłości. Kilka lat później Poul la Cour odkrył, iż wirniki o kilku łopatach są znacznie wydajniejsze dla generatorów elektrycznych. Uzyskaną za ich pomocą energię, użył w procesie elektrolizy, a otrzymany w tym procesie wodór posłużył mu do oświetlenia jego szkoły.

Image

Rys. 3. Pierwsza elektrownia wiatrowa według współczesnych założeń konstrukcyjnych

W 1950 roku inżynier Johannes Juul jako W 1950 roku powstała pierwsza siłownia wiatrowa z generatorem prądu przemiennego. Jej konstruktor Johannes Juul zaproponował kolejne rozwiązania konstrukcyjne dla elektrowni wiatrowych wykorzystywane do dnia dzisiejszego. Konstrukcja jego pomysłu została zbudowana w 1957 roku na wybrzeżu Gedser w Danii. Turbina Gedsera o mocy 200 kW przez 11 lat pracowała podłączona do sieci. Jej awaria nastąpiła w roku 1960, następnie została zakupiona przez agencję NASA, i posłużyła do badań nad rozwojem nowych technologii. W 1960 roku wykorzystywano ponad 1 milion siłowni wiatrowych na całym świecie.
Za sprawą kryzysu energetycznego w 1973 roku, ponownie wzrosło zainteresowanie odnawialnymi źródłami energii a co za tym idzie energią wiatru. Od tego czasu energetyka wiatrowa jest jedną z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.

Image

Rys. 4. Turbina MOD-0A

Na przestrzeni kilkunastu lat udoskonalono rozwiązania techniczne dla budowy siłowni wiatrowych. Niemcki profesor Ulrich Hutter w krótkim czasie skonstruował serię prototypowych, urządzeń o horyzontalnym ustawieniu i ze zmiennym kątem natarcia skrzydeł. Zespoły inżynierów prowadziły badania na doskonaleniem konstrukcji turbin wiatrowych, generatorów, automatyki i elementów mechanicznych. Dzięki równoczesnemu rozwojowi inżynierii materiałowej, techniki komputerowej, elektrotechniki, aerodynamiki itp. w krótkim czasie na rynek wprowadzano turbiny o coraz większych rozmiarach i wydajnościach a zarazem mniej awaryjnych. Pojawiły się kolejno turbiny o mocach 600 kW, 800 kW aż w końcu w stanie Ohio zainstalowano prototypową turbinę o mocy 1 MW nazwaną MOD-0.

W latach dziewięćdziesiątych XX wieku pojawiły się w końcu urządzenia, mogące produkować energię na skalę przemysłową po możliwych do zaakceptowania cenach. Moce współczesnych turbin wiatrowych osiągnęły rząd wielkości kilku megawatów (np. Enercon E-112 o mocy 4,5 MW i wysokości wieży - 124 metry).

 

Źródło:
1. Z. Śmigielski, Zespół elektrowni wiatrowych, Wydział Elektryczny Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2007
2. www.zasoby1.open.agh.edu.pl/dydaktyka/inzynieria_srodowiska/c_odnaw_zrodla_en/
3. www.greenenergyohio.org/page.cfm?pageID=78
4. www.elektrownie-wiatrowe.org.pl
5. www.wiatraczek.cba.pl/historia.html

Za pozycjonowanie tego serwisu odpowiada Sunrise System.

Copyright © 2007 - Biomasa | Realizacja: SoftTree.pl | Programowanie: Maszyna.pl