在以前的几篇文章中,我描述了风力涡轮机使用的风的一般特征,这些发电机的工作原理以及该能源的科学基础。在本文和随后的文字中,我将简要介绍这种能源来源的起源历史。
到19世纪的调查
自从唱片首次开始以来,人类就一直利用风能。实际上,它是在公元前5000年前沿尼罗河沿着尼罗河沿线沿尼罗河沿岸的船只的。在公元前大约200公元前,简单的风车被用来在中国抽水,而在波斯和中东,有垂直轴的风车和设计用于研磨谷物的芦苇帆。在11世纪,使用风能的新方法遍布全世界:中东的定居者广泛使用了风车,以铣削谷物来生产食品,而从这些土地上回来的商人和十字军将这一想法带回了欧洲。这使荷兰的居民能够改进风车并改编它以排干莱茵河三角洲的湖泊和沼泽。
西班牙非常熟悉的形象是坎波·德·克里普塔纳(Campo de Criptana)的著名风车,由于拉曼查(La Mancha)的巧妙的绅士唐·奎霍特(Don Quijote),它在17世纪的众所周知。这些具有帆的象征性风车可为水或研磨谷物抽水,并且它们的用途很普遍,直到19世纪,随着工业革命的开始,这些风车的使用显着下降,因为从那时起,能源是由煤炭和电力提供动力的蒸汽机。
西班牙卡斯蒂利亚 - 曼查(Castile-Mancha)的Campo de Criptana的风车。资料来源:Wikimedia
从19世纪到第二次世界大战
当这项技术在18世纪末和19世纪初到达北美时,由于欧洲的移民,风车开始被用来在农场和牧场中抽水,随后为家庭和工业发电。19世纪下半叶,随着流行的美国多蓝色风车的出现,风能技术最重要的进步之一,此后几乎可以在世界各地抽水。随后几年将利用它的功能来设计当今的风力涡轮机。
1887年,美国科学家查尔斯·F·布雷斯(Charles F. Brush)(1849年3月17日至1929年6月15日)建造了今天被称为第一批电力涡轮机的东西。这个巨人是世界上最大的,转子直径为70 m和144个转子叶片,由雪松制成。它显示在下图中,我们可以在涡轮机右边阐明一个人的身影。该发电机运行了20年,并充电了安装在其房屋地下室的电池。尽管大小尺寸,但由于这种类型的涡轮机并不是特别有效,因此发电机仅产生12 kW的功率。以下两部分插图显示了这些早期的先驱:
左:在美国华盛顿州的农场上抽水的多销风车(来源:?shutterstock Photos)。)
正是丹麦科学家Poul La Cour(1846年4月13日至1908年4月24日)后来发现,转子叶片较少的风力涡轮机在产生具有多个叶片的涡轮机的效率更高,因为前者的旋转速度比那些要高得多的旋转速度刷子建造的类型。在1899年,他设计了所谓的第一个现代风力发电机,如下所示。可以看出,它的设计与塞万提斯在他的小说《唐·奎何特》(Don Quijote)中重现的著名风车非常相似:
Poul La Cour的涡轮机。照片的来源:?丹麦风力行业协会
使用风能发电的理论基础是在20世纪第二个德国开发的,主要是阿尔伯特·贝茨(Albert Betz)的作品(1968年12月25日至1968年4月25日),这是一位德国物理学家,他于1919年在1919年起源于以他的名字命名的法律,我在另一篇文章中对此进行了详细描述。
欧洲风力的开发发展发生在丹麦。它在20世纪第一季度获得了相当大的吸引力,并为建立了该国电气化的分散模型做出了贡献。1908年,有72个风力发电机,其功率为5 kW至25 kW。
爷爷的旋钮涡轮机,美国佛蒙特州卡斯尔顿(来源:EEUU(EEUU)(EEUU)
在其他地方,在大西洋的另一侧,风车在1930年代被广泛用于在尚未开发分配系统的美国许多农业地区发电。直到1941年才安装了第一台具有超过一兆瓦的涡轮机(确切地说是1.25兆瓦)。由科学家帕尔默·科斯特特·普特南(Palmer Cosslett Putnam)(1900-1984)设计,由S. Morgan Smith公司制造,它安装在该公司中。美国佛蒙特州的卡斯尔顿(Castleton)的地区进行了1,000小时的操作,直到其中一个刀片的失败使其运行结束。在40多年的时间里,不会再次看到发电的涡轮机。
IgnacioMártil