Windmühlenenergie verstehen

Wenn Sie wissen, wie Windenergie in andere Energieformen umgewandelt wird, müssen Sie mit dem Begriff Windmühle vertraut sein. Windenergie gilt als eine der saubersten Formen der Stromerzeugung. Die Windmühle ist ein Gerät zum Anzapfen der Windenergie mittels Segeln, die auf ihrer rotierenden Welle montiert sind. Diese Segel werden auch Vanes oder Blades genannt. Heute lernen Sie die Definition, Anwendungen, Komponenten, Diagramme, Typen und Funktionsweisen von Windmühlenenergie kennen. Außerdem lernen Sie die Vor- und Nachteile von Windmühlen kennen.

Was ist eine Windmühle?

Eine Windmühle ist eine Struktur, die Windenergie durch ihre Segel in Rotationsenergie umwandelt und speziell zum Mahlen von Getreide, zum Pumpen (Windpumpen) und zur Stromerzeugung (Windturbinen) verwendet wird. Viele andere Anwendungen können so ausgelegt werden, dass sie Windenergie nutzen. Die Windmühle hat ihre Segel in einem Winkel montiert oder wird leicht gedreht, so dass die Kraft des Windes gegen sie in die Ebene der Segel geteilt wird und die Drehung vermittelt. Also,

Eine Windmühle kann als eine Maschine definiert werden, die die kinetische Energie des Windes in mechanische Energie umwandelt, da sich alle Blätter der Windmühle immer im Uhrzeigersinn drehen. Die Windkraft wurde zuerst von Seeleuten genutzt, die den Auftrieb kennen und die Windkraft durch Segel nutzen konnten. Dieses Wissen führte zur Entwicklung der Segelwindmühle mit vertikaler Achse. Es wurde von den alten Persern und Chinesen zum Pumpen von Wasser und zum Mahlen von Getreide verwendet.

Anwendungen

Wie bereits erwähnt, werden die Anwendungen der Windmühle zum Mahlen von Getreide, Wasserpumpen und Ölextraktion aus ihren Samen verwendet. Der Hauptzweck von Windmühlen besteht heute darin, Windenergie in elektrische Energie umzuwandeln, und diese elektrische Energie wird weiter verwendet, um Endanwendungen mit Strom zu versorgen.

Komponenten der Windmühle

Zu den Komponenten einer Windmühle gehören Flügel, Rotor, Windmesser und Turm.

• Die Blätter sind eine der wesentlichen Komponenten der Windmühle, sie steuern die Funktionsweise der Rotorgeschwindigkeit.
• Der Rotor – er kostete ungefähr 20 % der Gerätekosten, einschließlich der Blätter, die die Windenergie in Rotationsenergie mit niedriger Geschwindigkeit umwandeln.
• Generator – es kostete etwa 34 % der Windturbinenkosten, einschließlich des elektrischen Generators, der Steuerelektronik und höchstwahrscheinlich des Getriebes (z. B. Planetengetriebe), des Antriebs mit einstellbarer Drehzahl oder des stufenlosen Getriebes. Diese Windturbinenkomponenten sind dafür verantwortlich, die eingehende Rotation mit niedriger Geschwindigkeit in eine Rotation mit hoher Geschwindigkeit umzuwandeln, die zur Stromerzeugung geeignet ist.
• Umgebende Struktur – etwa 15 % der Windmühlenkosten, einschließlich des Turms und des Rotor-Giermechanismus.
• Anemometer – wird zur Messung der Windgeschwindigkeit verwendet.

Schaubild einer Windmühle:

Arten von Windmühlen

Die verschiedenen Arten von Windmühlen sind Windmühlen mit vertikaler Achse und Windmühlen mit horizontaler Achse.

Die Panemone-Windmühle ist die erste praktische Windmühle mit Segeln, die sich in einer horizontalen Ebene dreht. Zur Bewässerung wird ein ähnlicher Typ einer horizontalen Windmühle mit rechteckigen Flügeln verwendet. Die horizontale oder vertikale Windmühle ist auf die Bewegungsebene ihrer Segel zurückzuführen. Nachfolgend sind die vier Arten von Windmühlen mit horizontaler Achse aufgeführt:

• Bockwindmühle
• Kittelmühle
• Turmmühle
• Fächermühle

Funktionsprinzip

Die Funktionsweise von Windmühlen ist weniger komplex und kann leicht verstanden werden. Herkömmlicherweise werden Windmühlen nach verschiedenen Untersuchungen der am besten geeigneten Blattmenge mit drei Blättern konstruiert. Die Blätter kommen mit dem Wind in Kontakt, wodurch sich die Blätter zusammen mit der Welle bewegen. Dies ist, was die Energie durch den Generator erzeugt. Dieser Generator wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um.

Sehen Sie sich das Video unten an, um mehr über die Funktionsweise der Windmühle zu erfahren:

Vor- und Nachteile von Windmühlen

Vorteile:

Nachfolgend sind die Vorteile von Windmühlen in ihren verschiedenen Anwendungen aufgeführt:

• Bei Windmühlen mit horizontaler Achse und einem hohen Turm bietet die Basis Zugang zum stärkeren Wind an Standorten mit Windscherung.
• Hoher Wirkungsgrad, da sich die Rotorblätter senkrecht zum Wind bewegen und während der gesamten Drehung in HAWT mit Strom versorgt werden.

Für Windmühlen mit vertikaler Achse

• Sie produzieren Strom in jeder Windrichtung
• Geringe Produktionskosten im Vergleich zu Windturbinen mit horizontaler Achse.
• Ein starker Stützturm ist nicht erforderlich
• Einfach von einem Ort zum anderen zu transportieren
• Geringe Wartungskosten.
• Kann in städtischen Gebieten installiert werden.

Nachteile

Trotz der guten Vorteile dieser Art von Windmühlen treten immer noch einige Einschränkungen auf. Nachfolgend sind die Nachteile von Windmühlen aufgeführt.

Für Windmühlen mit horizontaler Achse:

• Ein massiver Turmbau ist erforderlich.
• Komponenten wie Getriebe, Rotorwelle und Bremsbaugruppe werden in Position gehoben.
• Downwind-Varianten leiden unter Ermüdung und strukturellem Versagen.

Für Windmühlen mit vertikaler Achse:

• Effizienz ist im Vergleich zu HAWT sehr gering.
• Es wird eine hohe Vibration erfahren.
• Lärmbelästigung entsteht.
• Aufgrund von Vibrationen erhöht sich der Lagerverschleiß, was zu hohen Wartungskosten führt.
• Der anfängliche Push-to-Start ist erforderlich.

Schlussfolgerung

Windmühlen sind die reinste und sauberste Art, elektrische Energie zu erzeugen. Es ist eine Struktur, die Windkraft durch ihre Segel in Rotationsenergie umwandelt und speziell zum Mahlen von Getreide, zum Pumpen (Windpumpen) und zur Stromerzeugung (Windturbinen) verwendet wird. Das ist alles für diesen Artikel, in dem die Definition, Anwendungen, Komponenten, Diagramme, Typen und Funktionsweise einer Windmühle beschrieben werden. Sie haben auch die Vor- und Nachteile von Windmühlen kennengelernt.

Ich hoffe, Sie haben viel von der Lektüre mitgenommen, wenn ja, teilen Sie sie bitte mit anderen Schülern. Danke fürs Lesen, bis zum nächsten Mal!