Zgodovina in razvoj vetrne energije: od vetrnice do turbine

Danes energija vetra Je eden najbolj uporabljanih obnovljivih virov energije na svetu. Njen tehnični razvoj je v zadnjih desetletjih močno napredoval in je ena najučinkovitejših tehnologij pri pridobivanju čiste energije. Uporaba vetra je stara toliko kot zgodovina človeštva. Prvi dokazi o uporabi vetrne energije segajo v leto 3000 pred našim štetjem, ko so na Nilu uporabljali jadrnice, in v XNUMX. stoletje pred našim štetjem v času vladavine Hamurabija v Babilonu, kjer je vetrnice Dovolili so črpanje vode za namakanje. V tem članku bomo raziskali zgodovino vetrne energije, od njenih začetkov do današnjega razvoja.

Izvor in zgodovina vetrne energije

Uporaba vetrne energije v zgodovini je dokumentirana v različnih časih in civilizacijah. Ena od prvih uporab vetra kot vira energije je bila navigacija in pomorska trgovina. Jadra ladij, ki so plule po Nilu v starem Egiptu, so že v starem Egiptu izkoriščala moč vetra za premikanje. Podobno so v starodavni Mezopotamiji zgradili prve namakalne sisteme, ki so za črpanje vode uporabljali mline. Do leta 1000 našega štetja so bili mlini na veter že pogosti na Bližnjem vzhodu in so se v srednjem veku začeli širiti po Evropi. Eden najbolj znanih primerov so nizozemski mlini na veter, ki so jih uporabljali za izsuševanje močvirij in lagun ter za mletje žita. te mlini z več rezili Bile so velike in počasne strukture, vendar so se izkazale za temeljne v razvoju kmetijstva in gospodarstva. Na azijski celini, zlasti na Kitajskem okoli leta 200 pr. n. št., so že zabeležili uporabo mlinov na veter za opravila, kot je črpanje vode iz vodnjakov. Ti kitajski mlini so imeli strukturo navpične osi, ki se je razlikovala od zahodnih modelov z vodoravno osjo. Medtem so v Perziji mline uporabljali tudi za namakanje in mletje žita, kar kaže na široko uporabo in zgodnje poznavanje prednosti vetra kot vira energije.

Renesansa vetrne energije in industrijska revolucija

S prihodom industrijske revolucije v 19. stoletju je zanimanje za vetrno energijo upadlo, saj sta premog in nafta postala prevladujoča vira energije. Vendar pa mlini na veter niso popolnoma izginili. V krajih, oddaljenih od večjih mest, predvsem na podeželju, so mline še uporabljali za različna opravila. V Združenih državah Amerike je mlini z več rezili Postali so priljubljeni konec 1887. stoletja, zlasti v podeželskih zahodnih regijah za črpanje vode. Te vetrnice s preprosto, a učinkovito strukturo so služile kot osnova za prve vetrne generatorje električne energije, zasnovane v začetku XNUMX. stoletja. Eden najpomembnejših napredkov se je zgodil leta XNUMX, ko je Charles F. Brush zgradil tisto, kar velja za prvo vetrne turbine, ki proizvajajo elektriko. Ta turbina je bila velika s 144 rotorskimi lopaticami iz cedrovine in čeprav je bila njena učinkovitost omejena, je bila mejnik v napredku pri pridobivanju električne energije z vetrno energijo.

Prve vetrne turbine in 20. stoletje

V prvi polovici 1931. stoletja je bil napredek pri načrtovanju vetrnih turbin počasen, a opazen. Leta 100 so v Jalti razvili vetrno turbino z močjo 1930 kW, kar je bila za tisti čas pomembna številka. Vendar se je šele v 1940. in 3. letih 1930. stoletja na podeželskih območjih ZDA začela izvajati proizvodnja vetra z mlini na veter, ki so oskrbovali kmetije in domove z električno energijo. Severnoameriški proizvajalec Jacobs je bil pionir v proizvodnji vetrnih turbin za proizvodnjo električne energije na podeželju z zmogljivostjo 1940 KW v tridesetih letih prejšnjega stoletja. Ta zasnova je omogočila dovod električne energije v oddaljene kraje brez potrebe po priključitvi na tradicionalno električno omrežje. Leta XNUMX je bil prvi velike vetrnice v Vermontu v Združenih državah Amerike s proizvodno zmogljivostjo blizu 1 MW. Po drugi svetovni vojni je uporaba vetrne energije močno upadla. Poceni dostop do nafte in porast velikih elektrarn na fosilna goriva sta pomenila, da so se naložbe v vetrno tehnologijo drastično zmanjšale. Nekaj ​​desetletij je bila vetrna energija v ozadju, dokler je geopolitični dogodki in gospodarske spremembe niso ponovno postavile v središče pozornosti.

Naftna kriza in oživitev vetrne energije

Naslednji pomemben mejnik v zgodovini vetrne energije se je zgodil v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja naftna kriza Poudaril je odvisnost sveta od fosilnih goriv in odprl vrata razvoju bolj trajnostnih alternativ. Vetrna energija se je ponovno pojavila kot izvedljiva možnost in v več državah so se začeli razvijati raziskovalni programi kot del iskanja čistejših virov energije. Pri razvoju je izstopala Danska sodobne vetrne turbine v osemdesetih letih prejšnjega stoletja in postal vodilni v svetu v proizvodnji in izvozu opreme. Ti napredki so omogočili znatno znižanje proizvodnih stroškov in večjo konkurenčnost na energetskem trgu. V začetku 1980. stoletja je vetrna energija že dobila pomembno vlogo v svetovni energetski panorami. Večje in učinkovitejše vetrne turbine, tako na kopnem kot na morju, so bile razvite za povečanje proizvodnje na območjih s stalnimi vetrovi. Tudi uporaba kompozitnih materialov in aerodinamična zasnova lopatic je močno izboljšala učinkovitost teh naprav.

Vzpon vetrne energije v 21. stoletju

V prvih dveh desetletjih 2019. stoletja je vetrna energija doživela razcvet brez primere. V mnogih državah je presegla proizvodnjo električne energije v tradicionalnih elektrarnah na fosilna goriva in znatno prispevala k zmanjšanju emisij toplogrednih plinov. Leta 564 je Mednarodna agencija za obnovljivo energijo (IRENA) poročala, da je svetovna instalirana zmogljivost vetrne energije dosegla 5 GW, kar predstavlja približno XNUMX % svetovne električne energije. Danes se vse večje in zmogljivejše vetrne turbine postavljajo v projekte na morju, kjer so vetrovne razmere ugodnejše. Ti objekti lahko proizvedejo ogromne količine električne energije, dovolj za napajanje celih mest. Države, kot so Nemčija, Kitajska in Združene države, so vodilne pri izvajanju velikih vetrnih elektrarn, tako na kopnem kot v vodah na morju. Vetrna energija se je izkazala za eno najbolj obetavnih tehnologij za prihodnost v smislu trajnosti in pridobivanja čiste energije. Ker se tehnologije še naprej izboljšujejo in proizvodni stroški padajo, bo vetrna energija verjetno še naprej igrala ključno vlogo v energetskem prehodu XNUMX. stoletja. Z naraščajočim povpraševanjem po obnovljivih virih ima vetrna energija svetlo prihodnost kot eden vodilnih virov energije na svetu.