История использования энергии ветра
Каждому известно, что идти против ветра значительно труднее, чем по ветру. По-видимому, это ещё в глубокой древности и привело людей к мысли об использовании силы ветра. Надо полагать, что прежде всего сила ветра была использована для перемещения простейших лодок на воде. К плоту или лодке прикреплялся парус - обычно большой кусок ткани. Ветер, давя на поверхность паруса, двигал лодку.
Так возникли парусные суда, на которых в течение столетий люди плавали по рекам и озёрам, пересекали моря и океаны.
С развитием ремесленного труда сила ветра стала широко применяться в простейших машинах - ветряных двигателях.
Первые ветродвигатели были устроены очень просто.
Представьте себе горизонтальное бревно - вал с двумя крестовинами на концах. К крестовинам прикреплены продольные доски-лопасти. Вал помещается в двух опорах, укреплённых на столбах. Ветроколесо такого простейшего ветродвигателя очень похоже на общеизвестное водяное колесо; работа его также напоминает работу водяного колеса.
Схема простейшего барабанного ветродвигателя.
Лопасти такого ветродвигателя ниже вала прикрываются щитом. Если поместить теперь вал поперёк ветра, то ветер будет давить лишь на верхние лопасти ветродвигателя. Нижние лопасти не будут испытывать давления ветра, так как их прикрывает щит. Благодаря этому лопасти начнут под действием ветра вращаться и будут вращать вал.
Такие ветровые машины называются барабанными ветродвигателями: они раньше применялись там, где ветер часто дует в одном направлении.
Если ось барабанного ветродвигателя расположить вертикально, мы получим тип карусельного ветродвигателя.
Схема карусельного ветродвигателя.
У таких ветродвигателей лопасти имеют самую разнообразную форму.
Эти простые, карусельные и барабанные ветродвигатели применялись ещё несколько тысячелетий назад в Китае.
Остатки очень старинных ветряных мельниц встречаются также в Египте. Каменная кладка сохранившихся частей мельниц говорит о том, что они были построены около 2000 лет тому назад. Таким образом, народы восточных государств ещё в глубокой древности использовали энергию ветра для получения работы.
В Европе впервые ветродвигатели появились примерно в VIII веке. Они применялись для водоснабжения, а также для перемалывания зерна в муку.
Особенно широко были распространены ветряные мельницы и ветронасосные установки в Голландии. С помощью ветронасосных установок эта маленькая страна постоянно отвоёвывала свою землю у наступающего моря.
В Голландии был создан свой оригинальный тип ветряного двигателя, массивная башня которого была неподвижна, а на ветер поворачивалась вместе с ветровым колесом её верхняя часть или шатёр. Такие ветряные двигатели получили название шатрового или голландского типа.
Ветродвигатели в развитии хозяйства Голландии сыграли огромную роль. Частью недостаток естественных водопадов, частью борьба с избытком воды в других формах заставили голландцев применять ветер в качестве двигательной силы.
Сами ветряные мельницы голландцы заимствовали из Германии, где это изобретение вызвало серьёзную борьбу между дворянством, попами и императором из-за того, кому же из них троих «принадлежит» ветер... Ещё в 1836 г. в Голландии было в ходу 12000 ветряных мельниц в 6000 лошадиных сил, которые предохранили две трети страны от обратного превращения в болото.
Но вот в XIX столетии появляются паровые машины. Ветродвигатели не могли конкурировать с ними. И применение ветровых установок резко сократилось. Однако от них совсем не отказались потому, что эти машины используют совершенно даровую и неиссякаемую энергию ветра, которая к тому же находится всюду.
С развитием машиностроения и учения о движении воздуха - аэродинамики - появилась возможность строить более совершенные и мощные ветросиловые установки. Роль ветровых двигателей, особенно в сельском хозяйстве, вновь возросла.