Ανεμόμυλος – Ορισμός, τύποι, τρόπος κατασκευής, χρήσεις και εξαρτήματα

Τι είναι ο ανεμόμυλος; Ένας ανεμόμυλος είναι μια μηχανή που μετατρέπει την κινητική ενέργεια του ανέμου σε μηχανική ενέργεια. Η περιστροφή των λεπίδων ενός ανεμόμυλου είναι πάντα δεξιόστροφη. Ο Daniel Halladay, κάτοικος των Ηνωμένων Πολιτειών, σχεδίασε τον πρώτο ανεμόμυλο το 1854. Ο ανεμόμυλος μπορεί να αντλήσει την ενέργεια από τον άνεμο με τη βοήθεια πανιών που είναι τοποθετημένα σε έναν άξονα που περιστρέφεται. Η τοποθέτηση αυτών των πανιών γίνεται υπό γωνία για να διασφαλιστεί ότι η δύναμη του ανέμου εναντίον τους χωρίζεται σε δύο μέρη. Ένα από αυτά τα μέρη προσδίδει περιστροφή στα πανιά.

Οι ανεμόμυλοι ήταν από τους πρώτους κινητήρες που χρησιμοποιήθηκαν ως πηγή ισχύος για να αντικαταστήσουν τα ανθρώπινα όντα. Οι ανεμόμυλοι ήταν πολύ δημοφιλείς στην Ευρώπη τον 12ο αιώνα και η δημοτικότητά τους συνέχισε να αυξάνεται μέχρι τις αρχές του 19ου αιώνα. Μετά την εφεύρεση του ατμού, η δημοτικότητά του άρχισε να μειώνεται. Αυτή η πτώση παρατηρήθηκε ιδιαίτερα μετά τον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο, όταν εφευρέθηκε ο κινητήρας εσωτερικής καύσης.

Τύποι Ανεμόμυλων

Τώρα που ξέρετε τι είναι ανεμόμυλος, ίσως αναρωτιέστε ποιοι είναι οι τύποι των ανεμόμυλων. Με βάση τον άξονα περιστροφής τους, υπάρχουν δύο βασικοί τύποι ανεμόμυλων - οι ανεμόμυλοι κάθετου άξονα και οι ανεμόμυλοι οριζόντιου άξονα.

Ανεμόμυλοι κατακόρυφου άξονα:

Αυτοί οι ανεμόμυλοι ήταν αρκετά δημοφιλείς στο αρχικό στάδιο ανάπτυξης και χρησιμοποιήθηκαν ευρέως. Ο σχεδιασμός είναι τέτοιος ώστε οι λεπίδες να βρίσκονται σε ορθή γωνία με το έδαφος. Αυτά χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για την άντληση νερού ή την άλεση κόκκων. Ωστόσο, λόγω της ανικανότητάς τους, αυτοί οι τύποι ανεμόμυλων αντικαταστάθηκαν αργότερα από ανεμόμυλους οριζόντιου άξονα.

Ένα άλλο όνομα για τους ανεμόμυλους κάθετου άξονα είναι ένας οριζόντιος ανεμόμυλος. Επομένως, πρέπει να διαβάσετε προσεκτικά το όνομα. Διαφορετικά, θα καταλήξετε να το μπερδεύετε με τον ανεμόμυλο οριζόντιου άξονα (αν παραλείψετε τη λέξη άξονας).

Ανεμόμυλοι οριζόντιου άξονα:

Αυτοί οι ανεμόμυλοι έγιναν ακόμη πιο δημοφιλείς από τους ανεμόμυλους κάθετου άξονα, κερδίζοντας τις καρδιές πολλών ανθρώπων λόγω του πόσο παραγωγικοί και αποδοτικοί ήταν. Οι ανεμόμυλοι οριζόντιου άξονα είναι γνωστοί για την ελαστικότητά τους που τους καθιστά ικανούς να αξιοποιούν περισσότερο άνεμο και ο χειριστής μπορεί εύκολα να αλλάξει την κατεύθυνσή τους ανάλογα με τη ροή του ανέμου. Αυτοί οι ανεμόμυλοι είναι μερικές φορές γνωστοί και ως κάθετοι ανεμόμυλοι.

Οι ανεμόμυλοι οριζόντιου άξονα μπορούν περαιτέρω να ταξινομηθούν σε διαφορετικούς τύπους - μύλος καπνού, μύλος ανεμιστήρων, μύλος ταχυτήτων και πύργος. Ας μάθουμε για καθέναν από αυτούς τους τύπους λεπτομερώς.

Ταχυδρομείο:

Ο Post mill ήταν ο παλαιότερος τύπος ανεμόμυλου οριζόντιου άξονα. Έχει ένα μοναδικό χαρακτηριστικό:είναι τοποθετημένο σε έναν μόνο κινητό κάθετο στύλο. Το όνομά του ορίστηκε από το πιο σημαντικό μέρος του - τη θέση. Αρχικά, ο στύλος συνήθιζε να κρύβεται στη βάση. Αργότερα, αντικαταστάθηκε από ένα ξύλινο εξάρτημα γνωστό ως τρίγωνο που λειτουργούσε ως στήριγμα. Καθώς είναι ξύλινο, το τρίγωνο απαιτεί προστασία και επομένως περιβάλλεται από ένα στρογγυλό σπίτι. Οι ταχυδρομικοί μύλοι χωρίζονται περαιτέρω σε διαφορετικούς τύπους ανοιχτό τρίγωνο, νεροχύτη, κοίλο, σύνθετο, περιπολικό και ταχυδρομικό μύλο με στρογγυλό σπίτι. Η δημοτικότητα των Post-mills άρχισε να μειώνεται τον 19ο αιώνα, καθώς δημιουργήθηκαν πιο ισχυροί ανεμόμυλοι όπως οι μύλοι και οι πύργοι.

Μύλος καπνού:

Αυτοί οι τύποι μύλων οριζόντιου άξονα έχουν έξι έως οκτώ πλευρές. Το όνομά τους προέρχεται από το σχήμα του σώματός τους, που μοιάζει με ρόμπα. Αυτό το τμήμα του ανεμόμυλου έχει στρογγυλό σχήμα και είναι αχυρένιο. Το κύριο χαρακτηριστικό του είναι ότι η κορυφή του είναι εύκαμπτη. Επομένως, μπορεί να περιστραφεί ανάλογα με την κατεύθυνση του ανέμου, ενώ το άλλο μέρος παραμένει ακίνητο. Καθώς το κύριο σώμα του είναι ακίνητο, είναι πολύ ψηλότερο. Είναι γνωστό ότι η ποσότητα του ανέμου που συλλέγεται εξαρτάται από το ύψος του πύργου. Επομένως, όσο πιο ψηλός είναι ο πύργος, τόσο μεγαλύτερη είναι η παραγωγικότητα.

Πύργος μύλος:

Αυτός ο τύπος ανεμόμυλου είναι πανομοιότυπος με τον μύλο, με κύρια διαφορά ότι το σώμα του πύργου αποτελείται από πέτρες ή τούβλα, καθιστώντας τον εξαιρετικά στιβαρό και ανθεκτικό. Ακριβώς όπως σε ένα μύλο καπνού, το μόνο εύκαμπτο μέρος του είναι το καπάκι. Είναι πολύ υψηλή σε διάρκεια αλλά και αποτελεσματικότητα. Δεδομένου ότι το υλικό από το οποίο αποτελείται είναι τούβλα ή πέτρες, το σώμα του μπορεί να κατασκευαστεί σε οποιοδήποτε ύψος.

Μύλος ανεμιστήρων:

Πρόκειται για μικρούς ανεμόμυλους οριζόντιου άξονα που έχουν σχεδιαστεί κυρίως για σκοπούς μίας χρήσης. Οι ανεμιστήρες χρησιμοποιούνται κυρίως για την άντληση νερού και έχουν 4-20 λεπίδες.

Πώς λειτουργούν οι ανεμόμυλοι;

Πώς πραγματικά λειτουργούν οι ανεμόμυλοι; Χρησιμοποιήθηκαν πολλές μέθοδοι δοκιμής και λάθους για τον προσδιορισμό του αριθμού των λεπίδων που θα έπρεπε να έχει ο ανεμόμυλος. Τελικά, μετά από έρευνα του τρόπου λειτουργίας των ανεμόμυλων, διαπιστώθηκε ότι τρεις λεπίδες λειτουργούν καλύτερα για τους ανεμόμυλους. Έτσι έφτασαν να έχουν τρεις λεπίδες. Η κύρια πηγή ενέργειας που οδηγεί έναν ανεμόμυλο είναι ο άνεμος. Όταν τα πτερύγια του βλέπουν τον άνεμο, κινούνται με τρόπο που ο άξονας αρχίζει να περιστρέφεται, πράγμα που παράγει ηλεκτρισμό. Η μετατροπή της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική γίνεται από μια γεννήτρια.

Στοιχεία του  Ανεμόμυλου

Παρακάτω είναι τα εξαρτήματα ενός ανεμόμυλου:

Λέμες:

Αυτά είναι πολύ σημαντικά στοιχεία των ανεμόμυλων καθώς ρυθμίζουν την ταχύτητα του ρότορα εργασίας.

Ρότορας ή έλικας 

Ανεμόμετρο:

Η λειτουργία του είναι να μετράει την ταχύτητα του ανέμου.

Πύργος:

Αυτό το εξάρτημα λειτουργεί ως σύστημα στήριξης που συγκρατεί την προπέλα και τα πτερύγια μαζί.

Χρήσεις του Ανεμόμυλου

Αν και γνωρίζουμε τι είναι ένας ανεμόμυλος και ποιες είναι οι χρήσεις ενός ανεμόμυλου, ενημερώστε μας περαιτέρω για αυτούς. Η κύρια λειτουργία ενός ανεμόμυλου είναι να μετατρέπει την αιολική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια, όταν αυτή η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται, χρησιμοποιείται με τους ακόλουθους τρόπους: 

• Για την παραγωγή λαδιού από τους σπόρους.
• Για άντληση υπόγειων υδάτων.
• Για να αλέθεις τους κόκκους.

Πώς να φτιάξετε έναν ανεμόμυλο;

Ο στόχος του πειράματος

Δημιουργήστε ένα μοντέλο ανεμόμυλου για τον κήπο ή το περβάζι του παραθύρου σας και μάθετε για τα βασικά της αιολικής ενέργειας με πρακτικό τρόπο. Η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται από ανεμογεννήτριες χρησιμοποιώντας τη φυσική ισχύ του ανέμου για την κίνηση μιας γεννήτριας. Η αιολική ενέργεια θεωρείται μια από τις πιο βιώσιμες πηγές ενέργειας.

Απαιτούμενα υλικά 

• Μολύβι
• Σκοτσέζικος αυτοκόλλητος στόκος
• Άχυρο ή λεπτό ραβδί
• Scotch Precision Scissors
• Μεταλλικό χάρτινο κούμπωμα ή πινέζα
• Χάρακας ή πυξίδα
• Βαρύ χαρτί κατασκευής

Διαδικασία κατασκευής Ανεμόμυλου

• Πάρτε μια ίντσα αυτοκόλλητου στόκου στα χέρια σας και τυλίξτε τον σε μια μπάλα και μετά κρατήστε τον στη μία πλευρά.
• Πάρτε χαρτί κατασκευής και κόψτε το σε σχήμα τετράγωνου.
• Διπλώστε το τετράγωνο φύλλο χαρτιού στη μέση διαγώνια για να σχηματίσετε ένα τρίγωνο. Ξεδιπλώστε το.
• Διπλώστε ξανά το χαρτί προς την αντίθετη κατεύθυνση για να σχηματίσετε ένα άλλο τρίγωνο.
• Ανοίξτε ξανά το χαρτί. Θα παρατηρήσουμε ότι οι πτυχές έχουν σχηματίσει ένα Χ.
• Μετρήστε μια ίντσα από το κέντρο του X με τη βοήθεια μιας πυξίδας ή ενός χάρακα και σημειώστε το σημείο με ένα μολύβι και στις τέσσερις πλευρές.
• Κόψτε το χαρτί ακολουθώντας τη γραμμή που επισημαίνεται.
• Τώρα τραβήξτε τις τέσσερις γωνίες του χαρτιού στο κέντρο τους και διπλώστε τις άκρες των τριγώνων προς την καθεμία ομοιόμορφα.
• Στερεώστε καλά το κέντρο του χαρτιού με τη βοήθεια μιας πινέζας ή ενός μεταλλικού συνδετήρα. Βεβαιωθείτε ότι καλύπτει και τις τέσσερις γωνίες και βγαίνει από το πίσω μέρος.
• Καλύψτε το επάνω μέρος του καλαμιού σας με τη μπάλα στόκου που φτιάξατε στο πρώτο βήμα. Στη συνέχεια, στερεώστε το άκρο του μεταλλικού συνδετήρα ή του πείρου στο στόκο.
• Ο ανεμόμυλος σας είναι έτοιμος. Φυσήξτε το και δείτε το να περιστρέφεται!

Συμπέρασμα

Έχουν γίνει πολλές βελτιώσεις στους ανεμόμυλους και νέες και πιο αποτελεσματικές μορφές ανεμόμυλων εισάγονται μέρα με τη μέρα. Ωστόσο, το μόνο που αλλάζει είναι οι πρώτες ύλες. Η βασική δομή του ανεμόμυλου είναι η ίδια που ήταν τον 18ο αιώνα όταν πρωτοεφευρέθηκε.

Παρόλο που η δομή των ανεμόμυλων δεν έχει εξελιχθεί πολύ, ο σκοπός τους έχει αλλάξει θεαματικά. Οι αρχαίοι ανεμόμυλοι έχουν πλέον εξελιχθεί σε ανεμογεννήτριες που αξιοποιούν αποτελεσματικά την αιολική ενέργεια για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Οι ανεμόμυλοι έχουν μεγάλο μέλλον καθώς είναι μια από τις πιο καθαρές και πιο βιώσιμες μορφές ενέργειας. Με την υπερεκμετάλλευση μη ανανεώσιμων πόρων, υπάρχει απόλυτη ανάγκη να βρεθούν πιο αποτελεσματικοί τρόποι για τη χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και η χρήση ανεμόμυλων μπορεί να αποτελέσει λύση σε πολλά από αυτά τα προβλήματα.

Συχνές ερωτήσεις

1. Τι είναι οι ανεμόμυλοι;

Α) Οι ανεμόμυλοι είναι συσκευές που χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή της αιολικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια, η οποία χρησιμοποιείται περαιτέρω για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ανεμόμυλων - ανεμόμυλοι κάθετου άξονα και ανεμόμυλοι οριζόντιου άξονα. Τα κύρια μέρη ενός ανεμόμυλου είναι ο ρότορας, οι λεπίδες, το ανεμόμετρο και ο πύργος του. Όλα αυτά τα μέρη συνεργάζονται για να διασφαλίσουν ότι ο ανεμόμυλος λειτουργεί με τον βέλτιστο τρόπο και εξυπηρετεί τη λειτουργία για την οποία σχεδιάστηκε.

2. Σε τι χρησιμοποιείται η ηλεκτρική ενέργεια που προέρχεται από έναν ανεμόμυλο;

Η ηλεκτρική ενέργεια που προέρχεται από έναν ανεμόμυλο χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας που θα παρέχεται σε πόλεις, βιομηχανίες κ.λπ.

3. Πόσα χρόνια αντέχει ένας ανεμόμυλος;

Α) Ένας σύγχρονος ανεμόμυλος καλής ποιότητας μπορεί να διαρκέσει έως και είκοσι χρόνια. Εάν ακολουθούνται οι κατάλληλες διαδικασίες συντήρησης και το περιβάλλον είναι ευνοϊκό, η διάρκεια ζωής ενός ανεμόμυλου μπορεί να παραταθεί έως και 25 χρόνια.