A szélenergia története és fejlődése: A szélmalomtól a turbináig

Manapság a szélenergia Ez az egyik leggyakrabban használt megújuló energiaforrás a világon. Műszaki fejlődése az elmúlt évtizedekben jelentősen előrehaladt, a tiszta energia előállításának egyik leghatékonyabb technológiája. A szél használata egyidős az emberiség történelmével. A szélenergia használatának első bizonyítékai Kr.e. 3000-ből származnak, amikor a Níluson vitorlás hajókat használtak, és a Kr.e. XNUMX. századból, Hammurapi uralkodása idején Babilonban, ahol a szélmalmok Engedték, hogy vizet pumpáljanak öntözéshez. Ebben a cikkben a szélenergia történetét tárjuk fel, annak eredetétől a mai fejlődésig.

A szélenergia eredete és története

A szélenergia felhasználását a történelemben különböző időkben és civilizációkban dokumentálják. A szél energiaforrásként való felhasználásának egyik első része a hajózás és a tengeri kereskedelem volt. Az ókori Egyiptomban a Níluson közlekedő hajók vitorlái már kihasználták a szél erejét a mozgáshoz. Hasonlóképpen, az ókori Mezopotámiában építették az első öntözőrendszereket, amelyek malmokat használtak a víz szivattyúzására. 1000-re a szélmalmok már elterjedtek a Közel-Keleten, és a középkorban kezdtek elterjedni Európában. Az egyik legismertebb példa a holland szélmalmok, melyeket mocsarak és lagúnák lecsapolására, valamint gabonadarálására használnak. Ezek többlapos malmok Nagy és lassú szerkezetek voltak, de alapvetőnek bizonyultak a mezőgazdaság és a gazdaság fejlődésében. Az ázsiai kontinensen, különösen Kínában Kr.e. 200 körül, már feljegyezték a szélmalmok használatát olyan feladatokra, mint a víz szivattyúzása kutakból. Ezek a kínai malmok függőleges tengelyű szerkezettel rendelkeztek, ami különbözött a nyugati vízszintes tengelyű modellektől. Eközben Perzsiában a malmokat öntözésre és gabonaőrlésre is használták, bizonyítva a szél, mint energiaforrás előnyeinek széles körű elterjedését és korai ismereteit.

A szélenergia reneszánsza és az ipari forradalom

A 19. századi ipari forradalom beköszöntével a szélenergia iránti érdeklődés alábbhagyott, mivel a szén és az olaj domináns energiaforrásként teret nyert. A szélmalmok azonban nem tűntek el teljesen. A nagyvárosoktól távol eső helyeken, különösen a vidéki területeken, még mindig malmokat használtak különféle feladatokra. Az Egyesült Államokban a többlapos malmok A 1887. század végén váltak népszerűvé, különösen a nyugati vidéki régiókban vízszivattyúzás céljából. Ezek az egyszerű, de hatékony szerkezetű szélmalmok szolgáltak alapjául a XNUMX. század elején tervezett első szélvillamos generátoroknak. Az egyik legfontosabb előrelépés XNUMX-ben történt, amikor Charles F. Brush megépítette az elsőnek tartott épületet. áramot termelő szélturbina. Ez a turbina nagy méretű volt, 144 cédrusfa rotorlapáttal, és bár hatékonysága korlátozott volt, mérföldkövet jelentett a szélenergiával történő villamosenergia-termelés felé.

Az első szélturbinák és a XX

A 1931. század első felében a szélturbinák tervezése lassú, de figyelemre méltó fejlődést mutatott. 100-ben Jaltában 1930 kW teljesítményű szélturbinát fejlesztettek ki, ami akkoriban jelentős adat. Az Egyesült Államok vidéki területein azonban csak az 1940-as és 3-es években kezdték meg a szélenergia-termelést szélmalmokkal, amelyek villamos energiát szolgáltattak a gazdaságoknak és otthonoknak. Az észak-amerikai Jacobs gyártó az 1930-as években úttörő szerepet játszott a szélturbinák 1940 kW-os teljesítményű vidéki területeken történő előállításában. XNUMX-ben az első nagy szélmalmok az egyesült államokbeli Vermontban, közel 1 MW termelési kapacitással. A második világháború után a szélenergia felhasználása jelentősen visszaesett. Az olajhoz való olcsó hozzáférés és a nagy fosszilis tüzelőanyag-alapú erőművek térnyerése azt jelentette, hogy a széltechnológiába történő beruházások drasztikusan csökkentek. A szélenergia több évtizeden át a háttérben maradt, mígnem a geopolitikai események és a gazdasági változások vissza nem helyezték a reflektorfénybe.

Az olajválság és a szélenergia újjáéledése

A szélenergia történetének következő jelentős mérföldköve az 1970-es években következett be olajválság Kiemelte a világ fosszilis tüzelőanyagoktól való függőségét, és megnyitotta a kaput fenntarthatóbb alternatívák kifejlesztése előtt. A szélenergia életképes lehetőségként újra megjelent, és több országban kutatási programokat kezdtek kidolgozni a tisztább energiaforrások keresésének részeként. Dánia kiemelkedett a fejlődésben modern szélturbinák az 1980-as években, és világelsővé vált a berendezések gyártásában és exportjában. Ezek az előrelépések lehetővé tették a termelési költségek jelentős csökkentését és a versenyképesség növelését az energiapiacon. A szélenergia a XNUMX. század elején már releváns szerepet kapott a globális energetikai körképben. A nagyobb és hatékonyabb szélturbinákat, mind a szárazföldön, mind a tengeren, azért fejlesztették ki, hogy maximalizálják a termelést az állandó szeles területeken. A kompozit anyagok használata és a pengék aerodinamikai kialakítása is nagymértékben javította ezen eszközök hatékonyságát.

A szélenergia térnyerése a 21. században

A 2019. század első két évtizedében a szélenergia példátlan fellendülésen ment keresztül. Sok országban felülmúlta a hagyományos fosszilis tüzelésű erőművek villamosenergia-termelését, jelentősen hozzájárulva az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentéséhez. A Nemzetközi Megújuló Energia Ügynökség (IRENA) 564-ben arról számolt be, hogy a globális telepített szélenergia-kapacitás elérte az 5 GW-ot, ami a globális villamos energia körülbelül XNUMX%-át jelenti. Manapság egyre nagyobb és erősebb szélturbinákat telepítenek off-shore projektekben, ahol kedvezőbbek a szélviszonyok. Ezek a létesítmények hatalmas mennyiségű villamos energiát termelhetnek, amely elegendő egész városok ellátásához. Az olyan országok, mint Németország, Kína és az Egyesült Államok vezették a nagy szélerőművek kiépítését, mind a szárazföldön, mind a tengeri vizeken. A szélenergia a fenntarthatóság és a tiszta energiatermelés szempontjából a jövő egyik legígéretesebb technológiájának bizonyult. Ahogy a technológiák tovább fejlődnek és a termelési költségek csökkennek, a szélenergia valószínűleg továbbra is kritikus szerepet fog játszani a XNUMX. századi energetikai átalakulásban. A megújuló energiaforrások iránti kereslet növekedésével a szélenergia fényes jövő előtt áll, mint világszerte az egyik vezető energiaforrás.