Vindmølle: Hvad er det? Funktion, historie og moderne anvendelser

Vindmølle: funktion, historie og moderne anvendelser — fra kornkværn til vindenergi og elproduktion. Teknologi, fordele og fremtidens løsninger.

En vindmølle er en slags arbejdsmotor, der omdanner vindens energi til rotationsenergi ved hjælp af vinger, ofte kaldet sejl eller vinger. Rotationen kan herefter bruges direkte mekanisk eller via en generator til at producere elektricitet.

Funktion

Grundidéen i en vindmølle er enkel: når vinden rammer vingerne, skabes et tryk- og løftfelt, som sætter akslen i bevægelse. I ældre, traditionelle møller blev denne rotationsenergi overført direkte til møllestensaksler eller pumper. I moderne møller sidder en gearkasse og en generator, så den mekaniske bevægelse kan omdannes til elektricitet. Nogle moderne design undgår gearkasser og bruger direkte drev (direct-drive).

Anvendelser

Den energi, der produceres af vindmøller, kan bruges på mange måder. Historisk og praktisk har vindmøller været brugt til eksempelvis:

• At male korn til mel til fremstilling af brød.
• At male krydderier og andre fødevarer.
• At pumpe vand til dræning eller vanding.
• At save træ og drive andre mekaniske processer.

I dag anvendes større, moderne vindkraftmaskiner hovedsageligt til at producere elektrisk energi, som leveres til elnettet. Disse maskiner kaldes både teknisk for vindmøller og i daglig tale ofte blot vindmøller.

Historie

Vindmøller har en lang historie og har eksisteret i mange udformninger gennem århundrederne. De ældste kendte vinddrevne apparater dukker op i Persien og Mellemøsten for over tusind år siden. I Europa vandt især hollandske vindmøller stor udbredelse til dræning af land og til møller til kornforarbejdning. Industrielle og tekniske fremskridt i det 19. og 20. århundrede førte til udviklingen af mere effektive turbiner designet specifikt til energiproduktion.

Typer af vindmøller

Man kan groft opdele vindmøller i:

• Horisontale akselvindmøller – den mest almindelige type til elproduktion, med vinger roterende i et plan parallelt med jorden.
• Verticale akselvindmøller – mindre almindelige, men bruges i særlige by- og industrielle miljøer, hvor vindretningen skifter ofte.
• Små møller til lokal brug (fx på gårde eller til enkelte bygninger) og store havvindmølleparker til storskala energiproduktion.

Fordele og ulemper

Fordele:

• Vedvarende energikilde uden direkte forbrænding.
• Reducerer udledning af drivhusgasser sammenlignet med fossile energikilder.
• Skalerbar – fra små anlæg til store havmølleparker.

Udfordringer og ulemper:

• Visuel påvirkning i landskabet og potentielt støj fra store møller.
• Intermitterende produktion, da elproduktionen afhænger af vindforholdene.
• Behov for areal eller havområder og potentielle konflikter med natur, fugleliv og fiskeri.

Miljøpåvirkning og bæredygtighed

Vindenergi har generelt lav miljøpåvirkning i forhold til fossile brændstoffer, men der er miljøhensyn at tage: støj, skyggevirkninger (blinkende skygger fra roterende vinger), påvirkning på fugle- og flagermusbestande og arealbrug. Moderne planlægning, rutevalg og tekniske forbedringer søger at minimere disse påvirkninger.

Vedligeholdelse og levetid

Vindmøller kræver løbende vedligeholdelse: kontrol af vinger, lejer, gearkasse og elektronik. Levetiden for store møller er typisk 20–30 år, hvorefter komponenter kan udskiftes eller møllen nedtages og recirkuleres i videst muligt omfang.

Fremtid og innovation

Fremtidens udvikling fokuserer på øget effektivitet, lavere omkostninger og bedre integration i elnettet via lagerløsninger og smart netstyring. Teknologier som flydende havvind, større turbiner og forbedrede materialer spiller en rolle i udbygningen af vindenergi globalt.

Samlet set er vindmøllen en fleksibel og veletableret teknologi med mange anvendelser gennem historien og et centralt aktiv i den moderne omstilling til vedvarende energi.

Historie

Et orgel drevet af et vindhjul blev beskrevet i det 2. århundrede e.Kr. af den græske ingeniør Hero. Det kunne have været den første maskine i historien, der brugte vindkraft. Vindmøller med lodrette aksler blev brugt i Østpersien (Sistar) i 60 e.Kr. Vandrette vindmøller med vandrette aksler blev opfundet i Nordvesteuropa i 1180'erne. Det er den type, der ofte anvendes i dag.

Tidlig historie

De første vindmøller havde lange lodrette aksler med rektangelformede vinger. De fandtes i Persien i det 9. århundrede. Der er en historie om en vindmølle og den anden kalif Umar (634-644 e.Kr.). Det vides ikke, om det er en sand historie. Disse vindmøller var lavet af seks til tolv sejl. Sejlene var dækket af en rørmåtte eller stof. De var meget forskellige fra de europæiske versioner. En lignende type vindmølle med lodret aksel og rektangulære vinger kan også findes i Kina i det 13. århundrede. De blev brugt til kunstvanding.

 
Heltens vinddrevne orgel (rekonstruktion)  

Sådan fungerer de

Vindmøllens vinger eller sejl drejes af vinden. Tandhjul og tandhjul får drivakslen i vindmøllen til at dreje. I en vindmølle, der bruges til fremstilling af mel, drejer denne vindmølle slibestenene. Når stenene drejer, knuser de hveden (eller andet korn) mellem dem. I en vindmølle, der bruges til at pumpe vand, bevæger drejeakslen et stempel ved at dreje drivakslen. Stemplet kan suge og skubbe vand op og ud, mens det bevæger sig op og ned. I en vindmølle, der bruges til at generere strøm, er drivakslen forbundet med mange tandhjul. Dette øger hastigheden og bruges til at dreje en generator, så der kan produceres elektricitet.

 
Tandhjul og tandhjul i en gammel vindmølle  

Vindmøller i kultur og litteratur

I Miguel de Cervantes' bog Don Quijote de La Mancha er der en vigtig scene, hvor Don Quijote angriber vindmøller. Han tror, at de er voldsomme giganter. På grund af dette er La Mancha og dens vindmøller berømte. Dette er også oprindelsen til udtrykket "at vende sig mod vindmøller". Det betyder en nyttesløs handling. "Moulin Rouge" er oversat direkte fra fransk og betyder "Rød vindmølle".

 
Spanske vindmøller i La Mancha.  

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvad er en vindmølle?

Spørgsmål: Hvordan kan den energi, der produceres af vindmøller, anvendes?

Spørgsmål: Hvad kalder ingeniører moderne vindkraftmaskiner?

Spørgsmål: Hvordan blev vindmøller oftest brugt før moderne tid?

Spørgsmål: Hvor længe har vindmøllen været anvendt i historien?

Spørgsmål: Hvad hedder vingerne på en traditionel mølle?

Søg efter bogstav