Hvad er forskellen mellem en vindmølle og en vindmølle?

Som vinden blæser, det gør vindmøller og vindmøller også. Disse massive varevogne har eksisteret i over 1, 000 år, med de første vindmøller vist i Persien omkring 800 CE

Disse tidlige vindmøller blev brugt til præcis, hvad deres navn antyder - de var møller, der blev drevet af vind. Vinden ville dreje vingerne, eller knive, af vindmøllen, drejning af en midteraksel, som derefter ville spinde en kornmølle, normalt lavet af store, flade sten, at producere mel og andre kornprodukter. Disse vindmøller tjente også et andet vigtigt formål - at pumpe vand til byer og huse. I stedet for at spinde en kornmølle, vindmøllens rotation kunne bruges til at drive en pumpe.

Mens vindmøller har eksisteret i evigheder, vindmøller har kun eksisteret siden omkring 1888, da den første kendte vindmølle, der blev skabt til elproduktion i USA, blev bygget af opfinderen Charles Brush for at skabe elektricitet til sit palæ i Ohio. Vindmøller bruges til at generere elektricitet fra knivens drejning, snarere end blot at konvertere den roterende energi til mere mekanisk arbejde, såsom at dreje en mølle eller pumpe vand.

"En vindmølle i USA er omkring 280 fod (85 meter) høj, der henviser til, at den ældre vindmølle typisk ikke ville nå 24 meter, "siger James Herzing, ingeniør og prisvindende vært for podcasten Uprofessionel teknik, i et e -mailinterview. "Størrelsen på sejlene eller bladene er en anden stor forskel. Vindmøller måles traditionelt efter hjuldiameter, og det er ikke ualmindeligt at se en 2 meter lang vindmølle, hvor 8 fod måles på tværs af bladene. Vindturbine, på den anden side, kan have et enkelt blad godt over 30 fod. "

Sådan fungerer vindmøller

Mens vindmøller er nogle af de ældste og mest vitale maskiner til civilisationen og generelt bruges til at pumpe vand eller mølle korn, de har nogle andre funktionelle forskelle i forhold til den meget nyere vindmølleteknologi.

Bladene på en vindmølle er tæt på jorden og skal derfor udnytte luftstrømme nær jorden for at rotere. Da vindstrømme generelt er mindre nær Jordens overflade, end de er i højere atmosfærer, vindmøller skal have større vinger for at fange så meget vind som muligt.

Mens vindmøller har eksisteret siden 800 C.E. eller deromkring, de spredte sig virkelig i popularitet i midten af ​​1800-tallet. Tændt af den industrielle revolution i årtierne efter 1850, mere end 6 millioner mekaniske vindmøller blev installeret alene i USA til at drive pumper og fabrikker og dække andre energibehov.

Denne popularitet blev drevet af vindmøllernes enkelhed som mekaniske energigeneratorer. Ved blot at sætte en vindmølle med mange skovle op, du kunne hurtigt få adgang til en gratis mekanisk energikilde. Gennem snurren af ​​knivene, at rotationsenergi kunne bruges til at drive maskiner gennem gear eller bruges til at skubbe og trække vand fra jorden med enkle vandsugepumper.

Da vindmøller blev populær i hele moderne industri, en anden opfindelse blev også udviklet og forfinet:generatoren.

I stedet for kun at kunne bruge en vindmølle, når vinden blæste, en generator ville gøre det muligt at lagre rotationsenergi ved at omdanne den til elektricitet. Dermed, udviklingen af ​​vindmøller var det næste trin i at perfektionere udstyr til udnyttelse af vindenergi.

Sådan fungerer vindmøller

For at fange stærkere luftstrømme, en vindmølle når hundredvis af fødder højere ind i himlen end en vindmølle gør. Den bruger de samme funktionelle principper som en vindmølle - omdanner vind til rotationsenergi - men hvad den derefter gør, er anderledes. Vindmøller har generatorer inde i dem, sædvanligvis direkte forbundet med en roterende vingestang. Ved at dreje generatoren, der produceres en elektrisk strøm, der kan bruges til at oplade batterier, fodre ind i nettet, eller køre elektroniske enheder direkte. Den bedste måde at forstå, hvordan dette fungerer, er ved at overveje en motor, men omvendt. En elmotor bruger elektricitet til at skabe bevægelse, mens en vindmølle bruger bevægelse til at producere elektricitet.

Mere specifikt, vindene på en vindmølle fanger vindens kinetiske energi - energi skabt ved bevægelse - og omdanner den til rotationsenergi. Denne rotationsenergi føres derefter gennem en række tandhjul for at øge generatorens hastighed.

Disse møller begynder generelt at producere energi ved vindhastigheder på 5 til 10 miles i timen (8 til 16 kilometer i timen) og slukker ved høje hastigheder nær 60 mph (96 km / t), så de ikke fungerer eller skader sig selv, ifølge American Wind Energy Association.

Mens vindmøller producerer elektricitet, de er teknisk set ikke så effektive som vindmøller. Vindmøller har en maksimal effektivitet på 59 procent, noget kendt som Betz -grænsen. Dette skyldes manglende evne til at udnytte al vindens energi og ineffektivitet ved omdannelse af rotationsenergi til mekanisk energi.

Fra gammel teknologi til fremtidig energi

Selv med deres ineffektivitet, vindmøller er fremtidens vindudnyttende og elskabende måde. James siger, at han "ser vindmøller som en integreret del af at reducere, og til sidst, eliminerer vores afhængighed af kulstofbrændstoffer. Et typisk vindprojekt tilbagebetaler sit kulstofaftryk inden for seks måneder, leverer årtiers nul-emission energi. Faktisk, nogle lande som Skotland har allerede investeret nok i vindenergi til, at det kan producere strøm nok til at drive to Skotland! "

I 2018, vind genererede cirka 5 procent af den globale elektricitet, gør den til den næststørste vedvarende kilde, bag vandkraft. Fra vindmøllens første brug som den mekaniske rygrad i den tidlige persiske og kinesiske civilisation, til nutidens massive vindmøller, den underliggende teknologi er kommet for at blive.

Vindmøller har kun tre vinger for at holde deres vinkelmoment konstant. Med tre knive, når man peger opad, de to, der peger nedad i en vinkel, balancerer perfekt kræfterne. Hvis vindmøller havde mere end tre vinger, ville de enten være ustabile eller for tunge til at være effektive.