Человек научился использовать энергию ветра более тысячи лет назад. И речь сейчас идет не о парусных суднах, а о мельницах. Ученые сходятся во мнении, что первые из этих машин появились в Персии где-то между 500 и 900 годами нашей эры. Они служили человеку заменой ручного труда, и в основном перемалывали для него злаки в муку. Это работало так: ветер вращал лопасти ветряной мельницы, которые раскручивали центральный вал, передававший вращение непосредственно на зерновую мельницу, состоящую, как правило, из больших плоских камней, которые перетирали зерно в муку.
Помимо этого, мельницы занимались и другим крайне важным делом — перекачивали воду в поселения и дома. В этом случае, энергию вращения использовали для работы насоса.
Несмотря на то, что исторические враги Дона Кихота были изобретены давно, пик их популярности пришелся на середину XIX века. После 1850 года только в США было построено более 6 000 000 ветряных мельниц для различных целей. Простота конструкции сделала их идеальной технологией добычи бесплатной энергии, которую можно подавать на привода машин и простых штанговых насосов.
А в 1888 году мельницы, наконец, эволюционировали согласно достижениям прогресса, и стали превращать механическую энергию в электричество. Первую ветряную турбину построил американец Чарльз Браш, чтобы вырабатывать электричество для своего особняка в Огайо.
В чем же принципиальное отличие мельницы от ветряной турбины?
Помимо разницы в выдаваемом продукте (механическая и электроэнергия соответственно), отличается и их конструкции. У мельницы лопасти гораздо крупнее, и их больше; они расположены близко к земле и ловят самые нижние и слабые потоки воздуха.
Забравшись на ветряную турбину, вы окажетесь как минимум в 80 метрах над землей, а это значит, что ее лопасти улавливают более сильные потоки ветра и получают больше вращения. В отличии от мельницы у ветряной турбины всего три лопасти, так как именно это количество делает конструкцию сбалансированной и не такой тяжелой.
Отличается и то, что происходит дальше: энергия передается на генератор через систему шестерен, чтобы увеличить вращение и как результат, получить больше электроэнергии на выходе. К сожалению, ветряные турбины — не самый эффективный способ получать электричество: их КПД не превышает 59%. Несмотря на это, они занимают второе место в списке возобновляемых источников энергии после гидроэлектростанций.
Смотрите программу «Как это устроено» по будням в 19:25 (мск) и узнайте как делают самые обычные вещи, которые нас окружают.
