2019. március 11., hétfő

...hogy hogyan használjuk fel a szélenergiát! (I.)

A szélenergia felhasználásának történetét két bejegyzésben igyekszünk feldolgozni. Az elsőben a kezdetekkel, a szélenergia hőskorával foglalkozunk.



Szélenergiát a levegő mozgása nyomán nyerhetünk. A szélenergia tulajdonképpen a Nap energiájából ered: a napsugárzás Föld különböző felületeit eltérően melegíti fel, így a hőmérsékletkülönbség miatt nyomáskülönbség lép fel, amit a levegő mozgása próbál kiegyenlíteni.

A szélerőművek egyértelmű előnye, hogy nem történik szén-dioxid kibocsátás, az erőművek építése egyszerű, működésük biztonságos, a működési területen folyhat egy időben termelés... és persze megújuló energiaforrásról beszélünk!


A szélenergia hasznosítására először - mai tudásunk szerint - Egyiptomban került sor. Az egyiptomiak a belvízi hajózásban használták a szél energiáját, a "szárazföldi" felhasználás még váratott magára. A következő nagyobb lépés a mezőgazdasági fejlődéshez kapcsolódik: a szélenergiát az öntözéshez és a gabonák megőrléséhez használták fel.

 
Még most is működőképes - több, mint 1000 éves! (National Geography)

Perzsiában, a mai Irán területén fedezték fel az eddig ismert legrégebbi szélmalmokat. A terület elhelyezkedése és szélviszonyai tökéletesek a szél felhasználására. Ezek a malmok függőleges tengellyel működtek, alkalmazásuk a víz kiemelésében és az öntözés megoldásaiban történt.

A szélmalmok újabb változata Kis-Ázsiában jelent meg, ezek már vízszintes tengellyel rendelkeztek és háromszög alakú vitorlák fogták be a szelet. Bár a tengely kiemelhető volt, a széliránynak megfelelő igazítás még nehézkes volt.

A függőleges tengellyel rendelkező malmok ugyanolyan lapátméret és átmérő mellett jóval kisebb teljesítményre voltak képesek, mint a vízszintes tengelyű szélkerékkel működő típusok. Így természetesen a fejlődés a vízszintes tengellyel rendelkező szerkezetek irányba haladt tovább.

 
A "tipikus" holland szélmalom működése

A 12. században már Európa-szerte megjelentek az új igénynek megfelelő malmok. Ezek a malmok már vízszintes tengellyel rendelkeztek és a változó széliránynak megfelelően irányba állíthatók voltak. A két legelterjedtebb változat a hollandi és a Bock malmok voltak. A bakos típusú malmok esetében már az egész felépítmény forgatható volt a központi gerenda tengely körül az aktuális szélirányhoz igazodva.

A malmok szerkezetének fejlődése, tökéletesedése nem állt meg. Hollandiában már külföldi munkákat is vállaltak, olyan kapacitással tudtak működni ezek a malmok. A fejlődés a gőzgépek elterjedésével némiképp leállt, mert a fejlesztések inkább az új energiaforrásra épültek.

A bagimajori szélmalom

Magyarország területén is - főleg az Alföldön - leginkább a gabonaőrlést segítő malmok terjedtek el. Ezeket ma sok esetben felújított állapotban, műemlékként látogathatjuk.

A bejegyzés a következő források nyomán készült:

Szélmalmok / Szélerőművek fejlődésének története. In: EnergiaCentrum
A szélenergia hasznosítása. In: Tóth Péter, Bulla Miklós, Nagy Géza: Energetika (2011) 
A szélenergia-hasznosítás általános kérdései. In: Szlivka Ferenc, Molnár Ildikó: Víz- és szélenergia hasznosítás (2012)

További információk a témával kapcsolatosan az Egyetemi Könyvtár állományából:

Lukács Gergely Sándor: Megújuló energiák könyve (2010)
Hallenga, Uwe: A szélenergia hasznosítása (2009)
Kádár Péter: Különleges energiaforrások (2010)
Patkó István: Megújuló energiák I. (2009)
Ferenczi Ödön: Áramtermelés nap- és szélenergiából (2009)

Források online adatbázisainkból:
(csak az ÓE hálózatából elérhető)

O’Sullivan M, Downey L.: Windmills. In: Archaeology Ireland. 2015.
/EBSCO Academic Search Complete/

Minchinton W.: Wind Power. In: History Today. 1980.
/EBSCO Academic Search Complete/

Langdon, J., & Watts, M.: Tower windmills in medieval england: A case of arrested development? In: Technology and Culture (2005)
/ProQuest SciTech Premium Collection/

Aerial technology - power from wind: A history of windmill. In: Science. (1994)
/ProQuest SciTech Premium Collection/

Pelikan, B.: Windmills. In: National Driller. (2010)
/ProQuest SciTech Premium Collection/

Khammas, F. A., Suffer, K. H., Usubamatov, R., & Mustaffa, M. T.: Overview of vertical axis wind turbine (VAWT) is one of the wind energy application. In: Applied Mechanics and Materials (2015)
/ProQuest SciTech Premium Collection/

Worthen, S. S.: The memory of medieval inventions, 1200–1600: Windmills, spectacles, mechanical clocks, and sandglasses (2006)
/ProQuest Dissertations & Theses Global/

Szlivka Ferenc, Molnár Ildikó: Víz- és szélenergia hasznosítás (2012)
(Digitális Tankönyvtár)

Tóth Péter, Bulla Miklós, Nagy Géza: Energetika (2011) 
(Digitális Tankönyvtár)

Szakdolgozatok és diplomamunkák
(csak az ÓE hálózatából elérhető)

Fodor Norbert: Szélgenerátor tervezése (2017) Szakdolgozat
Szabó Bence László: Függőleges tengelyű szélturbina üzemének kiértékelése (2013) Szakdolgozat
Mosonyi Balázs: Szélgenerátor tervezése (2016) Szakdolgozat