Přestože jsou větrné mlýny v mnoha zemích rozesety po celé krajině, většinou jsou považovány za pozůstatky dávné minulosti. Ale tyto stavby byly po celá staletí považovány za naprostý vrchol technického pokroku. A i když se několik desetiletí prakticky nevyužívaly, v současné době si v mnoha oblasech získávají oblibu. Podívejme se jak se větrné mlýny dokázaly přizpůsobil nejen měnícímu se větru, ale i měnícím se potřebám.
Nejstarší typ větrného mlýna
Všechno začalo tím, že lidé začali cítit potřebu mít k jídlu chléb. Ve starověku lidé, například Izraelité, získávali mouku tak, že mleli obilí na „ručních mlýncích“. (4. Mojžíšova 11:7,8) Ruční drcení zrn mezi dvěma kameny byla úmorná práce. Později se začaly používat těžší mlýnské kameny, kterými „otáčel osel“ nebo jiné tažné zvíře. (Matouš 18:6) Ale i tento způsob měl mnoho nevýhod.
Lidé se už dávno naučili využívat vodní a větrnou energii pomocí vodního kola a plachetnice. Asi v 7. století př. n. l. se někde ve vyprahlých stepích Asie či Středního východu se podařilo principy těchto dvou vynálezů zkombinovat a využít vítr k tomu, aby otáčel mlýnským kamenem. Do plachet, jimiž byly potaženy lopatky tohoto nového vynálezu, se opíral vítr a otáčel svislou osou, která byla připojena k mlýnskému kameni. (V některých oblastech Středního východu se tyto jednoduché mlýny používaly až do 20. století.) Tento nejstarší typ větrného mlýna sloužil k mletí pšenice a ječmene a také k čerpání podzemní vody. Byl jedním z dokladů toho, že za mnoha vynálezy stojí snaha zjednodušit si namáhavou práci.
Se změnou vzhledu roste výkon
Původní mlýny jejichž lopatky neboli perutě přímo otáčely svislou osou, nebyly příliš účinné. K výraznému zlepšení došlo ve chvíli, kdy byly perutě s plachtami napojeny na vodorovnou hřídel, který vyčnívala z mlýna. Aby bylo možné zároveň otáček mlýnským kamenem, byl pohyb vodorovné hřídele přenášen na svislou osu pomocí soustavy ozubených kol. Díky tomu mohly mlýny využít energii větru mnohem účinněji. Energii, kterou vyprodukovaly, dokonce stačila k pohonu kotoučových pil a podobných nástrojů. Ale ať větrný mlýn vykonával jakoukoli úlohu, potřeboval stálý zdroj energie. A jak je známo, vítr je nevypočitatelný a neustále mění směr. Jak tedy zařídit, aby se perutě mlýna dokázaly přizpůsobit? Prvním řešením byl vynález otočného neboli sloupového mlýna. Mlýn byl umístěn na jakémsi sloupu, který umožňoval, aby se celá stavba, včetně perutí, otáčela proti větru.
Je nabíledni, že takové mlýny nemohly být příliš velké a proto někteří stavitelé přišli s nápadem, že by bylo lepší, kdyby se otáčela pouze střecha. Z ní vyčnívala vodorovná osa, takže se celá střecha mohla otáčet v závislosti na směru větru. Ale jak mlynář dokázal pohnout střechou, když musel zároveň pohnout hřídelí, perutěmi a brzdícím zařízením? Ze střechy v zadní části mlýna vedl zvláštní trámec, který dosahoval až na zem. Na první pohled vypadá jako podpěra, ve skutečnosti je to páka. Člověk či zvíře může pomocí této páky natočit střechu tak, aby perutě mlýna směřovaly proti větru. Takový mlýn můžete ještě vidět ve španělském městě Cartagena.
Jiné mlýny mají zvláštní zařízení, které připomínají malou vrtuli nebo větrník a které je umístěno za perutěmi. Slouží k tomu, aby se perutě automaticky natáčely správným směrem. Jak to funguje? Představte si, že perutě mlýna jsou nasměrovány proti větru a otáčejí se plnou rychlostí. Náhle vítr změní směr, a pohyb perutí se zpomalí. Vrtulka, která je umístěna v pravém úhlu k perutím, se naopak roztočí. Její pohyb se přenese na soustavu ozubených kol, a ta natočí střechu a s ní i perutě do žádoucího směru, tedy proti větru.
Od plachet k destičkám
Jedním z důvodů, proč využívání větrné energie není snadné, je neustále se měnící rychlost větru. Původní větrné mlýny, jejichž plachty byly podobné jako na plachetnicích, měly s proměnlivou rychlostí větru potíže. Pokud se použilo brzdící zařízení, teplo, které při tom vznikalo díky tření, mohlo vést k požárům. A navíc silné poryvy větru mohly navíc způsobit, že jednotlivé plachty do sebe narazily a polámaly se. Nebo dokonce spadly na mlýn a způsobily velké škody. Dokonce se stalo, že mlynář na jedné z perutí svinoval plachtu, náhle selhalo brzdící zařízení a mlynář byl katapultován do vzduchu.
V roce 1772 byl tento problém vyřešen. Skotský konstruktér nahradil plachty destičkami, které se automaticky otvítaly a zavíraly, takže trochu připomínaly dnešní okenní žaluzie V knize Windmills (Větrné mlýny) se píše:
„Při silném poryvu větru byl tlak na destičky tak silný, že překonal protitlak pružiny, destičky se otevřely, čímž se zmenšila plocha, do níž se opíral vítr, a otáčení lopatek se zpomalilo. Když rychlost větru klesla, napětí pružiny překonalo tlak větru, destičky se sklopily, takže se plocha vystavená větru znovu zvětšila a rychlost otáčení lopatek se nesnížila.“
Mlýny s otočnou střechou a automaticky nastavitelnými perutěmi dosáhly zenitu na konci 19. století. Podle odhadů se tehdy celkový výkon všech evropských mlýnů rovnal 1 500 megawattům. (Jeden megawatt je 1 000 000 wattů. Běžná žárovka má výkon 60 wattů.)
Pokrok však šel nezadržitelnš dopředu – začala se využívat elektrická energie, parní turbíny a spalovací motory. Nová zařízení byla účinná a mobilní a větrné mlýny jim nemohly konkurovat. Zdálo se, že, že nastal konec větrných mlýnů. Že upadnou v zapomnění. Ale stalo se něco neočekávaného.
Nástupci větrných mlýnů
V 70. letech minulého století došlo ke krizi v souvislosti s fosilními palivy, což vedlo k tomu, že lidé začali uvažovat o alternativních zdrojích energie. Zároveň se začalo mluvit o tom, že splodiny vznikající při používání fosilních paliv znečišťují atmosféru. Bylo tedy zapotřebí najít „čistý“ zdroj energie. Princip větrných mlýnů se stal zajímavým řešením. Začaly se vyrábět větrné turbíny.
Moderní větrné mlýny nejsou tak mohutné jako jejich předchůdci. Proto, že současné větrné turbíny nemusejí pohánět žádný stroj, který by byl uložen v těle mlýna. Turbíny přeměňují větrnou energii na energii elektrickou, která je obvykle přenášena do rozvodné sítě. V roce 1988 byl celkový výkon evropských „mlýnů“ 1 500 megawattů, což přesně odpovídalo výkonu jejich předchůdců o sto let dříve.
Moderní větrné parky, tedy skupiny větrných turbín, mění ráz mnohých venkovských oblastí. Turbíny lemují vrcholky vysokých kopců a vypadají jako řada obrovských stromů pokrytých námrazou. I když na člověka nepůsobí svou nádherou, ale tento estetický nedostatek je vyvážen desítkami tisíc megawattů čisté energie, které tyto turbíny vyprodukují po celém světě. A přispívají k tomu, že se výrazně snižuje množství skleníkových plynů.
Žádné komentáře:
Okomentovat