ENERGIA EÓLICA
Revisão histórica
O vento sopra onde quer. Você apenas o ouve farfalhar, mas não sabe de onde ele vem e para onde está indo.A Bíblia, João 3:8
O vento sopra onde quer. Você apenas ouve o barulho, mas não sabe de onde vem ou para onde vai.
A Bíblia, João 3:8
Qualquer pessoa que veja a energia eólica como uma “nova alternativa” deveria ler este capítulo com muita atenção. Porque mostra de forma impressionante quão antiga é realmente esta tecnologia, embora tenha feito progressos consideráveis nos nossos tempos modernos, principalmente em termos quantitativos .
Porque nem tudo o que nos é vendido como novo realmente o é - enquanto algumas inovações reais nem sequer são reconhecidas como tal, como demonstrarei usando o exemplo da inovação de uma pá de rotor com fenda . Esta pá de rotor, cuja patente mantive durante vários anos e cujo desenvolvimento posterior financiei em grande parte, é provavelmente uma das poucas invenções contemporâneas no domínio da aerodinâmica, que se destina tanto à utilização da energia eólica como em áreas como a hélice ou construção de turbinas. Documentação abrangente sobre isso será enviada posteriormente (ver arquivo ).
moinho de vento persa
Mas primeiro vamos dar uma olhada no passado. A ideia do uso técnico do vento parece ter surgido na Pérsia há mais de 2.500 anos; foi trazida para a China pela Horda de Ouro, e para a Europa pelos árabes e mais tarde também pelos cruzados;
Diz-se que o governante e legislador mesopotâmico Hamurabi viveu em 1700 aC. Moinhos de vento foram usados para irrigação no século I a.C. , embora alguns especialistas questionem isso por falta de evidências. Em 60 DC, Heron de Alexandria descreveu uma 'turbina eólica' com um eixo horizontal para acionar um órgão de água, e em 644 DC , nos primeiros dias do Islã, o califa Omar ibn al-Khattab encarregou o persa Abu Lulua de construir uma moinho de grãos movido pelo vento. Pelo menos é o que relata Ali al Masoudi (veja abaixo), que acrescenta que o escravo Abu Lulua esfaqueou o califa pouco depois...
Rotores de eixo vertical semelhantes ao rotor Savonius , mas muito mais simples, foram encontrados na província persa de Seistan a partir do século VIII d.C. Eles eram conhecidos como Panémónes e eram usados para moagem de grãos e para irrigação.
As esteiras trançadas são fixadas ao eixo vertical de rotação, o que proporciona resistência do ar ao vento e, portanto, é 'levada' pelo vento. Nas turbinas eólicas persas, sombrear metade do rotor com uma parede cria uma assimetria, o que torna a força de resistência utilizável para acionar o rotor.
Ainda hoje existem verdadeiras “baterias” desses moinhos de vento na província de Karasan, no nordeste da Pérsia, que podem moer cerca de 3.000 kg de trigo por dia. Nas vastas planícies secas, o vento às vezes sopra continuamente na mesma direção durante meses. Só então é possível uma operação económica.
Qualquer pessoa que queira ver um destes antigos moinhos em funcionamento pode fazê-lo num pequeno vídeo captado em Nashtifan, perto de Khaf, no nordeste do Irão, onde ainda existem cerca de 40 moinhos de vento.
Neste ponto também devem ser mencionados os coletores de vento persas (Bādgir; árabe: Malqaf) , elementos arquitetônicos tradicionais que têm sido usados há séculos e ainda hoje em uma grande variedade de variações para ventilar edifícios.
Aqui, a energia eólica é usada para criar um efeito de chaminé baseado no fluxo de calor, que às vezes é combinado com um duto de fornecimento de ar para dutos de água subterrâneos para resfriar e umidificar o ar.
Na sua forma básica, o Bādgir é uma torre maciça que se estende desde as divisões mais baixas do edifício até ao telhado e é normalmente dividida em quatro condutas de ventilação verticais, que são abertas na parte superior em todas as quatro direcções e podem ser fechadas individualmente. para fins de controle.
No século IX, os irmãos Ahmad e al-Hassan bin Musa ibn Shakir (Banu Musa) em Bagdá descreveram o uso de turbinas eólicas para alimentar poços, e em 943 Ali al Masoudi documentou os moinhos de vento úteis na área do Sistão ( acima). Diz-se que tais unidades mais tarde também acionaram rodas giratórias. O geógrafo persa Abul Qasim Ubaidullah ibn Abdullah ibn Khurdad-bih (também conhecido como Estakhri) também relata esses moinhos de vento.
Descrições de moinhos de vento com eixo vertical também podem ser encontradas em muitos outros manuscritos árabes antigos. A ilustração aqui mostrada vem do trabalho do geógrafo sírio Shamsuddin Mohammed al-Dimashqi (falecido em 1327 ) no qual ele descreve os moinhos de vento de origem persa:
“O Sighistão é uma área onde os ventos são frequentes. Seus habitantes aproveitam os ventos para movimentar os moinhos (...). Eles constroem [um edifício] alto como um minarete, ou ocupam um alto pico de montanha, ou uma colina correspondente, ou uma torre de castelos. Sobre estes eles constroem um cômodo acima do outro. Na superior está o moinho, que gira e mói; na inferior está uma roda, que é girada pelo vento. Qualquer que seja o vento, esses moinhos giram, mesmo que haja apenas uma pedra de moinho, e a imagem seja como você a vê...”
de al-Dimashqi
No entanto, o desenho não representa nenhum dos antigos moinhos persas, pois as mós estão acima dos rotores e as ranhuras de entrada de ar são projetadas para direções variáveis do vento.
Gostaria de agradecer ao Sr. Thomas Leitlein por esta e várias outras informações precisas. Ele também criou uma tabela em que o desenvolvimento da energia eólica é apresentado cronologicamente, que pode ser acessada aqui no arquivo . Senhor Leitlein disse:
“Quem puder contribuir com a tabela deverá nos enviar seus resultados, para que com o tempo certamente haja uma boa base para futuras pesquisas. Uma fonte deve sempre ser anotada como evidência.”
Outro relato famoso vem do estudioso persa Abu Yahya Zakariya bin Mohammed al-Qazwini, que também viajou para a região ventosa do Sistão em meados do século XIII .
Nas turbinas eólicas chinesas, também muito antigas, cria-se uma assimetria ao dobrar as esteiras das velas no seu “retorno” (contra o vento). Ao contrário da variante persa, apresentam a vantagem típica das turbinas eólicas de eixo vertical, pois podem aproveitar o vento independentemente da sua direção.
Diz-se que o primeiro moinho de vento de eixo horizontal utilizado para irrigação terá estado na província persa do Sistão por volta do ano 950 .
No entanto, há fontes que falam de uma utilização ainda anterior do vento: Na Mesopotâmia, o modelo de barro de um barco à vela e a imagem numa embarcação de cerâmica do sul do Iraque comprovam a utilização da energia eólica por volta de 3500 a.C. AC , velas tecidas foram confirmadas arqueologicamente entre os sumérios . Apresentarei um relatório separadamente sobre os veleiros modernos abaixo (sd).
No antigo Egito, os navios à vela eram usados para navegação costeira por volta de 3.000 aC. Usado no século I aC - como pode ser visto claramente em um friso do templo de Edfu. No Egito e na China, as pás eólicas também teriam sido usadas para ajudar os animais a bombear água e moer grãos.
Em 2009, pesquisadores da Universidade de Halle escavaram um entreposto comercial da época da cultura minóica na pequena ilha turca de Tavcan Adasi e encontraram um selo de cristal de rocha com aproximadamente 3.600 anos de idade e aproximadamente 2 cm de comprimento que mostra um navio com velas totalmente infladas. Na época dos assírios, gregos, fenícios, cartagineses, romanos e outros povos, foram construídas galeras em particular, enquanto os vikings viajavam com navios do tipo Knorr e Byrdingr. Um modelo de veleiro de terracota datado entre 1580 e 1200 aC é encontrado em Biblos, na costa libanesa. Pode ter sido criado .
A descrição de um órgão movido a vento remonta a cerca de 60 DC e remonta ao brilhante inventor grego Heron de Alexandria.
Rodas de oração movidas pelo vento foram documentadas na Ásia Central por volta de 400 DC - embora os exemplos na foto mostrada aqui provavelmente não sejam tão antigos...
Em 1105, a energia eólica foi mencionada numa bula papal. A abadia de Savigny está autorizada a construir moinhos de vento nas dioceses francesas de Bayeaux, Countance e Evreux. Como o vento “vem de Deus”, era necessária a permissão da igreja para construir um moinho de vento. No entanto, este documento foi posteriormente revelado como uma falsificação. A igreja ficou feliz em fazer isso naquela época quando se tratava de direitos. Porque qualquer um que tivesse um documento poderia se defender no tribunal.
Por volta de 1180, um moinho de vento perto da abadia de St. Sauveur de Vicomte, perto de Montmartin en Graine, foi mencionado em conexão com a compra de um terreno. Em 1183, Filipe da Alsácia tinha o direito exclusivo de usar o moinho de vento da Abadia de St. Winoksbergen, na região de Pas-de-Calais, município de Wormhout.
Um moinho de vento em Weedly é mencionado em 1185 , mas a primeira menção confirmada de moinhos de milho movidos a energia eólica na Inglaterra é feita por Dean Herbert de East Anglia (um reitor era um sacerdote-diretor na época), que disputou os moinhos de Bury St. Abadia de Edmunds. O abade Samson mandou construí-lo cerca de seis anos antes, a fim de usar a receita para financiar a construção de uma igreja. Em 1191 foi confirmado que o Abade Samson era o dono do vento, e não o Reitor Herbert.
Por volta de 1185 , um certo Nicolau também alugou moinhos de vento (Molendium venti) dos Cavaleiros Templários em Yorkshire.
Acho particularmente interessante a informação de que os cruzados sob o comando do rei Ricardo I da Inglaterra levaram consigo um moinho de vento desmontável para o Acre em 1189 , onde foi usado no cerco à cidade.
Relatos de que moinhos de vento foram usados em castelos dos cruzados, como o famoso Crac de Chavalier, onde hoje é a Síria, também parecem lógicos, mas ainda não foram verificados.
Entre 1191 e 1198, o Papa Celestino III também recolheu dízimos dos operadores de moinhos de vento - presumivelmente como mais uma fonte de financiamento para as suas cruzadas.
No século XII, o eixo horizontal do rotor eólico apareceu simultaneamente na Inglaterra e na França, e a partir do século XIII surgiram moinhos de vento girando sobre cavaletes com eixo horizontal do rotor em toda a Europa. Esta invenção remonta à 'ordem técnica' dos cistercienses e mais tarde acompanhou os colonizadores até à América ( século XVII ). No século XIII, houve também uma transferência de tecnologia para o Oriente, quando Genghis Khan introduziu o princípio do acionamento do eixo vertical na China.
Um moinho de vento na muralha da cidade de Colônia foi mencionado em 1222 ; é a menção mais antiga na Alemanha; A primeira menção de uma fábrica de correios em Haarlem remonta a 1274 , que marcou o início da ascensão da Holanda para se tornar a primeira nação industrial. O direito de uso é concedido aos cidadãos pelo Conde Floris V.
A partir de 1300 , os primeiros moinhos de vento em torre apareceram por toda parte nos países mediterrâneos. Na Alemanha, em 1320, um moinho de vento em torre com eixo rigidamente alinhado foi construído em Üdem .
Diz-se que um moinho de vento foi usado pela primeira vez na Holanda em 1340 para bombear água. O moinho de balanço foi inventado ali por volta de 1414 para esse fim .
Uma bela foto deste país mostra um moinho de vento 'Tjasker' relativamente simples, que drena a terra com seu parafuso de Arquimedes e foi inventado por volta de 1598 .
O moinho, conhecido nos países de língua alemã como Fluttermühle ou Flutter (do frísio fletta = mover), é o tipo mais simples e menor de moinho de vento e é usado na Holanda para poldering e na Frísia Oriental para drenar áreas úmidas.
Em um manuscrito do italiano Guido von Vigevano de 1335 , Texaurus Regis Francie , ele descreve o princípio do moinho de vento. Você também pode ver a construção de um veículo motorizado eólico , que poderia ser usado para fins militares. O próprio rotor pode ser visto no canto superior direito. O designer era um médico da corte tecnicamente experiente do rei francês Filipe VI, que na época preparava uma nova cruzada.
(desenho)
No Instituto Histórico de RWTH-Aachen, o historiador da tecnologia Ulrich Alertz está trabalhando na reconstrução da carruagem eólica, cuja imagem em frente à Coluna de Pompeu, perto de Alexandria, fornece uma boa visão dos detalhes técnicos. Guido projetou um carrinho de quatro rodas de 8 m (26 pés) com rodas de madeira com cerca de 2,4 m (4 ells) de altura, um eixo traseiro direcionável e uma estrutura redonda sobre o eixo dianteiro rígido. Ao fazer isso, ele descreve pela primeira vez a característica de um moinho de vento em torre. Seu capô gira sobre rolos em uma pista de carvalho conhecida aqui como viga circular com ranhura. Vale ressaltar que Guido também assume que esta tecnologia já é conhecida: “...como acontece com os moinhos de vento”.
A máquina de aparência fantástica provavelmente nunca foi construída, pelo menos não no tamanho planejado. No entanto, alguns detalhes indicam que Guido provavelmente experimentou modelos menores e ganhou experiência prática.
Apresentarei abaixo mais desenvolvimentos na área da mobilidade induzida pelo vento - ou seja, carros equipados com velas ou puxados por pipas.
E por volta de 1400 já existiam mais de 10 mil moinhos na Inglaterra, a maioria deles no sul e no leste do país.
Entre 1404 e 1407, 1.681 juncos foram construídos ou reformados e atualizados no Império Chinês. Em nome do 3º Imperador da Dinastia Ming, Zhu Di, o almirante muçulmano Zheng He realiza um total de sete viagens com frotas de até 300 veleiros que combinam negócios, diplomacia, descoberta e pesquisa e o levam até África. . Possivelmente ainda mais, porque em 1993 foi descoberto na Califórnia o naufrágio de um junco, cuja madeira foi derrubada em 1410 . Nos navios de abastecimento da frota de Zheng He são cultivados vegetais e brotos de feijão, o que protege com sucesso os marinheiros do escorbuto. Além da água doce, os chamados juncos de água também contavam com equipamentos a bordo para destilar a água do mar, se necessário!
Um manuscrito do engenheiro civil e funcionário italiano Mariano di Jacopo de 1430 documenta o elevador de sacos, o que facilitou significativamente o trabalho do moleiro. Em 1441 ele desenhou um rotor eólico horizontal.
Em 1474, o moinho de vento da torre foi desenhado na muralha da cidade de Neuss, e os moinhos de vento da torre também são usados na Renânia. Existe um desenho de cerca de 1480 que mostra os 20 moinhos de torre da cidade de Rodes, mas a quantidade deles sugere que a construção começou mais cedo (possivelmente a partir de 1310 ).
Por volta de 1500, eram utilizados em Espanha coberturas de asas do tipo mastro com pano triangular, como ainda hoje se conhece na Grécia, por exemplo. Esses tipos de moinhos de vento também são usados em Constantinopla. E em 1561, o cientista, humanista e médico alemão Georgius Agricola (Georg Pawer ou Bauer), frequentemente referido como o 'pai da mineralogia', descreveu e desenhou o uso de turbinas eólicas na mineração. Na 'pompen' de Agrícola a “ água é puxada pelo vento ”, embora não haja evidências do uso da propulsão de moinhos de vento na prática.
Em 1586, fábricas de papel movidas a vento começaram a operar e, em 1594, Cornelis Cornelisz van Uytgeest começou a construir a primeira serra mecânica movida a vento na Holanda . No ano anterior, ele havia recebido o privilégio dos Estados Gerais. O moinho de serra é montado de forma rotativa e pode ser facilmente movido de acordo com o vento.
O matemático e engenheiro holandês Simon Stevin projetou uma carruagem à vela em 1599 , que depois construiu para o príncipe Maurício de Orange, estabelecendo assim uma nova experiência de condução para o entretenimento popular.
Por volta de 1600, foi inventado o moinho Paltrock, o tipo de moinho de vento mais difundido para serrar madeira na Holanda. Aqui toda a casa é sobre rodas e tem maior capacidade que a coqueria anterior. Depois de 1600, carruagens eólicas de dois mastros operaram na Holanda, transportando até 28 passageiros a uma velocidade de 30 km/h.
Durante esse período, uma grande variedade de pessoas se preocupa em usar o vento. Em 1612, por exemplo, um certo Henricius Zeisig de Leipzig escreveu no seu “Theatri machinarium”:
“ Uma bela machina /
em que as asas são cobertas por uma lona esticada /
sob a estrutura de uma torre são sopradas pelo vento /
de qualquer lado que venha /
e a água pode portanto tornar-se incrivelmente alta /
como se pode ver no cobre número 9 “
Por 'Kupffer Num. 9' Zeisig significa sua gravura em cobre - aqui recolorida - de um rotor de eixo vertical, que basicamente corresponde ao rotor Savonius (que, no entanto, não foi 'inventado' ou patenteado até 1924 ).
No romance 'Dom Quixote de La Mancha' de Miguel de Cervantes, de 1615 , o herói trágico-cômico luta em vão com armas antigas contra os novos tempos. Os moinhos de vento de La Mancha, que ele considerava gigantes hostis, possuem uma tecnologia do norte da Europa que foi exportada para Nova Amsterdã pelos holandeses a partir de 1625 . E desde Dom Quixote, as pessoas usam a frase “lutar contra moinhos de vento” para descrever uma ação inútil...
O engenheiro e projetista holandês Jan Adriaanszoon Leeghwater, que já havia bombeado com sucesso a água para o dique circular de 38 km de comprimento em 1609 com 26 moinhos de água para drenar o Lago Beemster, planejou drenar o crescente Lago Haarlem em 1648 com 160 bombas de água acionadas. por moinhos de vento. No entanto, Leeghwater, que também é considerado o inventor da tampa rotativa do moinho, não teve sucesso no projeto, nem seus sucessores - ele só poderia ser realizado com a ajuda da tecnologia de engenharia e das estações de bombeamento de vapor do século XIX.
Como outro exemplo de implementação prática, gostaria de citar Gottfried Wilhelm Leibniz, um dos últimos polímatas, que implementou a sua proposta de drenar as minas de Harz utilizando energia eólica em 1679 . Um contrato entre ele, a autoridade mineira e o duque, através do qual Leibniz participa na empresa com lucros e perdas, permite-lhe testar na prática as suas inovações técnicas... com grande sucesso, como relataram os cronistas.
Primeiro (por volta de 1680 ) ele fez experimentos na mina de St. Catharina com um sistema de vento vertical para acionar as hastes da bomba. Embora pelo menos 14 conjuntos de bombas tenham sido acionados no curto prazo, o bombeamento de água constante e de longo prazo não foi acionado. possível. Por volta de 1684 , Leibniz construiu uma “arte do vento horizontal” para acionar uma hélice transportadora de água, com a qual era possível bombear água de um lago para uma vala mais alta. O modelo mostrado aqui pode ser visto no Museu Histórico de Hanover .
Leibniz também elaborou um projeto circular no qual a água dos poços seria elevada para os lagos em várias etapas usando a energia eólica e depois devolvida às rodas d'água por meio de um sistema de valas, cursos de água e canais. Ao fazê-lo, ele queria criar um sistema de gestão de água que funcionasse de forma confiável com instalações de armazenamento bombeado para as minas de Burgstätter Gangzug - o que poderia ter levado a um sucesso duradouro se o projeto não tivesse falhado devido à resistência da autoridade mineira responsável e dos mineiros . Em 1685, o duque Ernst August interrompeu todos os novos experimentos com artes do vento.
Em 1690, o físico e posteriormente governador de Lille Guillaume Amonton utilizou pás de moinhos de vento para transmitir mensagens, anexando letras às lâminas e girando-as para cima, permitindo que fossem lidas à distância com binóculos.
Um grande moinho de grãos chamado 'de Walvisch' foi construído na Holanda em 1694 : a torre cônica de pedra tem 33 m de altura e o diâmetro do rotor é de 22 m!
No século XVIII existiam cerca de 10.000 moinhos de vento em operação na Inglaterra e na Holanda.
Em 1712, Duquet, na França, teve a ideia de utilizar moinhos de vento para movimentar navios. As pás eólicas destinam-se a acionar as rodas de pás de um navio. Isso tornaria mais fácil permanecer no curso.
Outros designs com eixo vertical foram criados na França em 1719 (com asas dobráveis horizontalmente).
Um tipo de moinho de vento utilizado na Polónia e possivelmente em Portugal no século XVIII tinha seis pás guia e quatro pás eólicas fixadas num eixo vertical. Um painel móvel foi colocado em parte do perímetro do moinho e era móvel para direcionar favoravelmente o vento nas pás do moinho.
Mills sempre fascinou. As pás movidas pelo vento ou as rodas de pás movidas pela água, que moviam enormes mós e as mantinham em movimento por meio de rodas dentadas e correias de transmissão, foram as primeiras máquinas reais, origem de uma sociedade industrial que só começou muito mais tarde. Eram a encarnação de uma nova tecnologia, tanto que o termo 'moinho' foi alargado para incluir máquinas que já não tinham nada a ver com a preparação de grãos em produtos de farinha. Os moinhos tornaram-se tão sinônimos de desempenho mecânico do trabalho que os ingleses ainda chamavam a fábrica de 'moinho' no século XIX .
A novidade foi que as partes começaram a se mover como num passe de mágica; forças misteriosas e significativas estavam em ação e realizavam trabalho sem intervenção humana. Um contraste total com o trabalho no campo, a colheita de madeira nas florestas e todo o árduo trabalho físico. Parecia que o moleiro poderia sentar-se e mexer os polegares ou satisfazer seus desejos. Pensa-se: foi tão fácil para os moleiros! Eles estavam aliados a espíritos amigáveis e prestativos. Estes aumentaram sua riqueza. Você pode viver bem com um pé no paraíso.
No entanto, isso se reflete de maneira bem diferente na crença popular. A coisa inexplicável, nomeadamente como se fazia o trabalho sem ter de fazer qualquer esforço, como deve ter parecido da perspectiva da época, era muito suspeita. As pessoas acreditavam em milagres, desejavam uma mesinha para se pôr e algo parecido era o moinho. Isso não poderia estar certo e só poderia ser explicado com a ajuda do diabo ou de outras criaturas das trevas, que não eram muito melhores. É por isso que nas lendas muitas vezes você encontra o moleiro em um pacto com o diabo, que ele pode até enganar astuciosamente.
Em 1736, o rei soldado Friedrich Wilhelm I deu permissão para a construção de um moinho de vento próximo ao que mais tarde se tornaria o Palácio Sanssouci. No local atual existe desde 1738 um moinho de correio , cuja superestrutura, apoiada sobre um cavalete de madeira, pode ser girada de acordo com a direção do vento.
Em 1745 , o ferreiro Edmund Lee, na Inglaterra, inventou a roseta dos ventos para rastrear automaticamente a cabeça do moinho na direção do vento. A invenção permite um trabalho mais silencioso porque não há necessidade de alinhamento com o vento.
Em 1759, John Smeaton apresentou à Royal Society o primeiro estudo científico-empírico sobre pás de moinhos de vento, que, segundo ele, deveriam ser inclinadas em um ângulo de 20°. Smeaton ganhou a Medalha Copley por seu estudo da mecânica de moinhos de água e moinhos de vento, no qual também descreveu a relação entre pressão e velocidade de objetos que se movem no ar.
Já em 1764, Henry Crocker e outros descreveram o princípio da aeronave de asa frequente, conforme implementado nos rotores eólicos Westernmill posteriores, e em 1772 o engenheiro mecânico escocês Andrew Meikle desenvolveu as pás do louvre. A posição das venezianas em relação ao vento é alterada por um mecanismo de mola. A tecnologia que torna a pá eólica menos sensível a rajadas repentinas é mais cara e propensa a falhas, mas é muito prática.
Embora os moinhos de vento até então sempre tivessem quatro pás, a menção mais antiga de um moinho de cinco pás, o Flint Mill em Leeds, pode ser encontrada em um relatório do já mencionado John Smeaton de 1774 . Moinhos de cinco, seis e até oito asas podem ser encontrados em Lincolnshire não muito depois.
Em 1789, Stephen Hooper inventou a asa da vela rolante. Isto permite que a superfície da asa seja alterada sem interromper o trabalho.
A escala de velocidade do vento, que Francis Beaufort dividiu em 1806 , ainda é usada hoje como um desenvolvimento adicional do trabalho de John Smeaton.
Um ano depois, em 1807 , o engenheiro William Cubitt de Norfolk inventou as chamadas 'velas patenteadas', que, em combinação com as folhas com venezianas de Meikle e a regulação automática das folhas de vela de rolo de Hooper, formaram a base para auto - faixas reguladoras.
Já em 1826, carruagens e carroças puxadas não por cavalos, mas por dragões circulavam pelas estradas da Inglaterra .
Mais sobre veículos puxados por pipas e outros veículos movidos a vento podem ser encontrados nas partes relevantes do capítulo (veja abaixo).
O que se acredita ser o primeiro moinho de grãos a vapor , um moinho de grãos equipado com uma máquina a vapor auxiliar, foi construído em Amsterdã em 1828 pelo comerciante de grãos Louis Cantillon. Os cronistas relatam que o moinho trouxe muita emoção a Cantillon, pois a sua história foi de “oposição e dificuldades”, como diz a trágica frase. Você pode julgar por si mesmo se o argumento da oposição difere muito da versão atual (NIMBY).
Por exemplo, dezassete residentes assinam uma nota de protesto para torpedear o pedido de construção apresentado ao rei Guilherme I porque temem “ a explosão das caldeiras a vapor, o risco de incêndio e outros desastres imprevisíveis (bem como) uma redução severa no valor das suas propriedades”. devido às nuvens espessas da fumaça do carvão, ao mau cheiro, ao barulho das máquinas e à proliferação de ratos e outros vermes atraídos pelos grãos. “
Os moinhos de vento também reagiram horrorizados e alertaram que a aprovação do moinho a vapor provocaria a ruína de 34 empresas moageiras e colocaria em risco a existência de mais de 170 famílias. Após um novo pedido de Cantillon, que agora havia escolhido um local diferente, o rei Guilherme I concedeu a permissão apesar de todas as objeções. No longo prazo as coisas não acabam bem, a fábrica nunca atinge a produtividade máxima possível e então os vestígios se perdem.
O primeiro moinho de vento híbrido retratado aqui está em Rotterdam, por volta de 1900 .
As coisas começaram a ficar interessantes em meados do século XIX: Henry Chopping já fazia experiências com lâminas totalmente metálicas em 1838 , e Floris Nollet já sugeria o uso da energia eólica para gerar eletricidade em 1841 . Seu gerador mais tarde se tornou um componente importante para iluminação de faróis.
Em 1845, Pierre Th Berton inventou a asa Berton, que se caracterizava por um mecanismo automático de ajuste da asa e era amplamente utilizada na França.
O mecânico americano Daniel Halladay patenteou um rotor eólico para acionar bombas d'água em 1854 . É baseado no modelo europeu, mas tem asas de madeira em vez do revestimento de tecido habitual até então. Sua Halladay Windmill Co. produziu em Ellington, Connecticut, por três anos, então seu principal agente de vendas, John Burnham, mudou-se para Chicago, onde a reunião de fundação da United States Wind Engine and Pump Co. Novos princípios de design e métodos de produção, por um lado, e operação totalmente automática através do controle da força centrífuga, bem como rastreamento automático do vento, fazem dos novos moinhos um best-seller.
do motor eólico dos EUA
A roda é dividida em segmentos que podem dobrar para trás, reduzindo a área efetiva da asa. Pesos são fixados aos segmentos e giram com a roda. Quando o vento fica mais forte, a sua força centrífuga inicia o movimento de dobramento. No entanto, as muitas partes móveis da estrutura requerem manutenção regular. Apesar da tendência para interrupções operacionais, o sistema Halladay é mais difundido do que o sistema Eclipse, menos perturbador (ver abaixo).
Os agricultores utilizam os novos moinhos de vento para irrigação e para dar de beber aos animais, ao mesmo tempo que o início do desenvolvimento ocidental dos EUA através dos caminhos-de-ferro exige cada vez mais bombas eólicas para fornecer água às locomotivas. Em 1863 eles se mudaram para Batávia, e Halladay apresentou seu sistema na Feira Mundial de 1876 na Filadélfia. Em 1881 sua empresa foi considerada a maior do gênero no mundo.
O carpinteiro Richard Ruffle construiu a primeira faixa de anel de metal em 1855 . Com diâmetro de 14,5 m, faz do Havenmill uma inovação tecnológica muito admirada.
Em 1859, a Deutsche Windturbinenwerke Brauns GmbH foi fundada em Dresden, que mais tarde também fabricou bombas de motor eólico.
Um tipo diferente e provavelmente único de moinho está em Saalow, perto de Berlim. O moinho de vento do celeiro foi construído em 1864 por um pequeno agricultor chamado Johann Traugott Leberecht Schubert - e graças ao seu talento artesanal e de design, permaneceu em operação até 1914 . Originalmente construído em Podemus, perto de Dresden, este moinho de vento com um interior técnico amplamente preservado foi reconstruído da forma mais autêntica possível em Saalow em 1993 .
(detalhe)
Outra forma especial é o moinho de vento , uma combinação de um moinho de água com um moinho de vento anexo, visto que foram construídos no século XIX principalmente na Baixa Saxônia e em Schleswig-Holstein.
Em 1867, o reverendo Leonard H. Wheeler projetou e patenteou o rotor eólico Eclipse. Seu sistema eclipse regula a posição da roda em relação ao vento, evita velocidades excessivas e assim protege a roda da destruição. Em velocidades normais do vento, a palheta principal mantém a bicicleta totalmente contra o vento. Porém, se o vento ficar muito forte, a bandeira lateral supera a força da mola tensora e gira a roda contra o vento. Isto reduz a resistência do ar e, apesar do vento mais forte, a bicicleta não anda mais rápido. Durante uma tempestade, a bandeira lateral coloca a roda paralela à bandeira principal, o que significa que a roda oferece apenas a menor área possível de ataque ao vento. Para estacionar a bicicleta, use um guincho de cabo para colocá-la na mesma posição que durante uma tempestade.
A Eclipse Wind Engine Co. em Beloit, Wisconsin, fundada por Wheeler, produziu o modelo mais utilizado no sul das Grandes Planícies e na Austrália sob o nome de empresa LH Wheeler & Son até a década de 1920 .
No final da década de 1870 , Stuart Perry, nos EUA, projetou o 'moinho de ventilador', que ainda hoje é usado em áreas agrícolas em todo o mundo. Inicialmente, era usado principalmente para acionar bombas de drenagem. As turbinas eólicas têm diâmetros entre um e três metros e consistem em 100 a 150 pás eólicas estreitas.
Esta tecnologia foi desenvolvida na Alemanha na década de 1890 , onde foram construídas turbinas eólicas de até 10 m de diâmetro. No entanto, como estes são modelados em moinhos de vento antigos, os próprios operadores têm que transformá-los constantemente no vento. Os moinhos são utilizados para debulha de grãos, como moinhos de grumos e rolos, como serras circulares, trituradoras e picadoras. E claro, sempre para bombeamento, rega e drenagem.
No início da década de 1880 , surgiram no mercado norte-americano os primeiros moinhos de vento equipados com geradores de eletricidade e forneciam eletricidade para fins de iluminação através de baterias intermediárias.
A partir de 1880, Thomas O. Perry, e a partir de 1887, juntamente com LaVerne Noyes, desenvolveram o Aermotor, um motor eólico com torre de aço, pás em chapa e sem manutenção. A Aermotor Company ainda existe hoje como uma das últimas das 77 empresas de motores eólicos dos EUA.
No Suplemento Scientific American (nº 441) de junho de 1884 aparece um pequeno artigo sobre um certo Sr. Sanderson, que comunica à revista os resultados de seus experimentos ao longo de vários anos com um rotor muito simples chamado 'Pantanemone', que consiste em um disco simples dividido pela metade, cujas metades são deslocadas em 45° em relação ao eixo. Isso faz com que a peça gire independentemente da direção em que o vento sopra.
Sanderson está construindo três dispositivos diferentes com o novo tipo de rotor na França. O primeiro já funciona há nove anos perto de Poissy, onde eleva cerca de 40 mil litros de água todos os dias a uma altura de 20 m, a uma velocidade de vento de 7 a 8 m/s. O segundo bombeia cerca de 150.000 litros de água a 10 m de altura para o reservatório de Villejuif a cada 24 horas com ventos de 5 a 6 m/s, enquanto o terceiro sistema fornece água para o laboratório do Observatório de Montsouris, em Paris. O artigo enfatiza que todas as três aeronaves sobreviveram à tempestade de janeiro anterior sem nenhum dano.
Em 1885, a Eolienne Bollée, uma bomba d'água do francês Auguste Bollée, foi patenteada e, em 1887, uma bomba eólica começou a bombear água em Langenau.
No mesmo ano, 1887, o engenheiro eletricista Charles Francis Brush construiu em Cleveland a primeira turbina eólica totalmente automática do mundo para gerar eletricidade, com potência de 12 kW. Outros 75 sistemas se seguirão.
Na Dinamarca, por volta de 1890 , o meteorologista Poul la Cour trabalhou na conversão elétrica da energia eólica. É considerado o pioneiro europeu na energia eólica. Entre outras coisas, utiliza a energia eólica para produzir hidrogénio para fins de iluminação.
Nos anos 1893-96, o navio de pesquisa norueguês Fram navegou pelos oceanos do mundo, que tinha uma pequena pá eólica com gerador de corrente contínua e baterias a bordo.
Em 1895, havia cerca de 200.000 moinhos de vento (antigos) na Europa, com cerca de 100.000 apenas entre a Holanda e a Dinamarca. Em 1909 havia um total de 13.392 moinhos na Alemanha e inúmeras bombas eólicas nos EUA.
de múltiplas pás
Em seu livro 'When the Sleeper Awakens', o conhecido autor de ficção científica HG Wells descreve não outra máquina do tempo, mas um paciente em coma que só é acordado após 200 anos. Ele não está nem um pouco surpreso com as muitas enormes usinas eólicas que fornecem eletricidade em todos os lugares. Atenção: o livro é de 1899 ... !
Curiosamente, o moinho de vento também desempenha um papel importante no romance de 1945 de George Orwell, 'Animal Farm'. Nesta alegoria da Revolução Russa e da nova União Soviética, os animais esforçam-se por construir um moinho de vento na esperança de reduzir o trabalho manual necessário e aumentar o seu nível de vida.
Moinhos de vento (antigos) raramente são encontrados hoje em dia. Como sua eficiência na conversão de energia mecânica é relativamente baixa, na década de 1920 a energia eólica começou a ser convertida em eletricidade por meio de geradores acoplados, o que tornou a energia capaz de ser armazenada e transportada.
Além disso, foi somente na década de 1920 que se obteve uma compreensão mais profunda da aerodinâmica das pás do rotor, quando, entre outros, o físico alemão Albert Betz melhorou o conhecimento aerodinâmico básico em 1920 e demonstrou que o rendimento máximo das turbinas eólicas por razões físicas era de 59,3. % (16/27 é limitado (lei de Betz). Apesar de toda a física e matemática, é apenas um valor aproximado, que muitas vezes é esquecido ao avaliar novos tipos de conversores de vento .
Entre 1920 e 1924, o engenheiro alemão Kurt Bilau desenvolveu suas asas de borda ventilada, que consistiam em duas superfícies de asa dispostas aproximadamente em forma de V uma em relação à outra, entre as quais existe uma lacuna longitudinal que pode ser aberta ou fechada usando um ajuste. mecanismo dependendo da força do vento. Um moinho de vento com essas pás de aparência muito moderna ainda existe hoje em Kleve-Donsbrücken.
Em 1925, os irmãos Jacobs nos Estados Unidos começaram a construir geradores eólicos na faixa de 2,5 a 3 kW para carregar baterias, enquanto a Aeromotor Company em Chicago trouxe ao mercado cerca de 80.000 turbinas eólicas nos anos seguintes, que foram usadas principalmente para operar Bombas de água podem ser usadas.
Nestes anos surgiram três tipos de rotores muito especiais: o alemão Anton Flettner iniciou seus experimentos por volta de 1920 ( rotor Flettner ), em 1924 o finlandês Sigurd Johannes Savonius inventou um sistema com seu nome ( rotor Savonius ), e em 1927 rotor Darrieus ). Esses três rotores ainda estão sendo examinados detalhadamente.
No entanto, com a utilização do carvão e, posteriormente, de combustíveis líquidos baratos, independentes das condições meteorológicas, a utilização da energia eólica diminuiu acentuadamente, e é apenas no nosso tempo (basicamente desde 1975 ) que a investigação nesta área aumentou e é cada vez mais sendo implementadas. Nas décadas de 1950 e 1960 anteriores , os inventores e reinventores da energia eólica foram simplesmente ridicularizados.
O desenvolvimento e implementação da energia eólica desde 1900 até hoje é apresentado a seguir, discriminado por país .
Primeiro, vamos dar uma olhada no potencial real da energia eólica.
...e lamento que algumas das partes do capítulo a seguir sejam curtas, enquanto outras são extremamente longas. No entanto, como o Livro da Sinergia está em constante crescimento, o seu desenvolvimento é semelhante ao da jardinagem - onde as estacas têm de ser suficientemente fortes antes de serem cortadas e replantadas. E claro, na hora certa.
