Povijest i razvoj energije vjetra: od vjetrenjače do turbine

Danas je energija vjetra Jedan je od najkorištenijih obnovljivih izvora energije u svijetu. Njegov tehnički razvoj značajno je napredovao tijekom posljednjih desetljeća, te je jedna od najučinkovitijih tehnologija u proizvodnji čiste energije. Upotreba vjetra stara je koliko i povijest čovječanstva. Prvi dokazi o korištenju energije vjetra datiraju iz 3000. godine prije Krista, kada su se koristili jedrenjaci na Nilu, te iz XNUMX. stoljeća prije Krista za vrijeme vladavine Hammurabija u Babilonu, gdje je vjetrenjače Dopustili su crpljenje vode za navodnjavanje. U ovom ćemo članku istražiti povijest energije vjetra, od njezinih početaka do današnje evolucije.

Podrijetlo i povijest energije vjetra

Korištenje energije vjetra u povijesti dokumentirano je u različitim vremenima i civilizacijama. Jedna od prvih upotreba vjetra kao izvora energije bila je plovidba i pomorska trgovina. Jedra brodova koji su plovili Nilom u starom Egiptu već su iskoristila snagu vjetra za kretanje. Slično tome, u drevnoj Mezopotamiji izgrađeni su prvi sustavi navodnjavanja koji su koristili mlinove za crpljenje vode. Do 1000. godine naše ere vjetrenjače su već bile uobičajene na Bliskom istoku i počele su se širiti u Europi tijekom srednjeg vijeka. Jedan od najpoznatijih primjera su nizozemske vjetrenjače koje se koriste za isušivanje močvara i laguna, kao i za mljevenje žitarica. Ovi mlinovi s više oštrica Bile su to velike i spore građevine, ali su se pokazale temeljnim u razvoju poljoprivrede i gospodarstva. Na azijskom kontinentu, posebice u Kini oko 200. godine prije Krista, već je zabilježena uporaba vjetrenjača za zadatke poput crpljenja vode iz bunara. Ovi kineski mlinovi imali su strukturu okomite osi, koja se razlikovala od zapadnih modela s vodoravnom osi. U međuvremenu, u Perziji su se mlinovi također koristili za navodnjavanje i mljevenje žitarica, što pokazuje široku upotrebu i rano poznavanje prednosti vjetra kao izvora energije.

Renesansa energije vjetra i industrijska revolucija

Dolaskom industrijske revolucije u 19. stoljeću, interes za energiju vjetra je oslabio jer su ugljen i nafta postali dominantni izvori energije. Ipak, vjetrenjače nisu potpuno nestale. U mjestima udaljenim od velikih gradova, osobito u ruralnim područjima, mlinovi su se još uvijek koristili za razne poslove. U Sjedinjenim Državama, mlinovi s više oštrica Postali su popularni krajem 1887. stoljeća, posebno u ruralnim zapadnim regijama za crpljenje vode. Ove vjetrenjače, jednostavne, ali učinkovite strukture, poslužile su kao osnova za prve generatore električne energije na vjetar, dizajnirane početkom XNUMX. stoljeća. Jedan od najvažnijih napredaka dogodio se XNUMX., kada je Charles F. Brush izgradio ono što se smatra prvim vjetroturbina koja proizvodi električnu energiju. Ova je turbina bila velika, sa 144 lopatice rotora od cedrovine, i iako je njezina učinkovitost bila ograničena, bila je prekretnica u napretku prema proizvodnji električne energije putem energije vjetra.

Prve vjetroturbine i 20. stoljeće

Tijekom prve polovice 1931. stoljeća napredak u dizajnu turbina na vjetar bio je spor, ali značajan. Godine 100. u Jalti je razvijena vjetroturbina snage 1930 kW, značajna brojka za to vrijeme. Međutim, tek 1940-ih i 3-ih godina proizvodnja vjetra počela se primjenjivati ​​u ruralnim područjima SAD-a s vjetrenjačama koje su opskrbljivale farme i domove električnom energijom. Sjevernoamerički proizvođač Jacobs bio je pionir u proizvodnji vjetroturbina za proizvodnju električne energije u ruralnim područjima s kapacitetom od 1930 KW tijekom 1940-ih. Ovaj je dizajn omogućio dovođenje električne energije u udaljena mjesta bez potrebe za spajanjem na tradicionalnu električnu mrežu. Godine XNUMX. prvi velike vjetrenjače u Vermontu, Sjedinjene Države, s proizvodnim kapacitetom blizu 1 MW. Nakon Drugoga svjetskog rata korištenje energije vjetra znatno je smanjeno. Jeftin pristup nafti i porast velikih elektrana na fosilna goriva značili su da su ulaganja u tehnologiju vjetra drastično smanjena. Nekoliko desetljeća energija vjetra bila je u drugom planu sve dok je geopolitički događaji i ekonomske promjene nisu vratile u središte pozornosti.

Naftna kriza i oživljavanje energije vjetra

Sljedeća velika prekretnica u povijesti energije vjetra dogodila se 1970-ih godina naftna kriza Istaknuo je svjetsku ovisnost o fosilnim gorivima i otvorio vrata razvoju održivijih alternativa. Energija vjetra ponovno se pojavila kao održiva opcija i počeli su se razvijati istraživački programi u nekoliko zemalja kao dio potrage za čišćim izvorima energije. U razvoju se istaknula Danska moderne vjetroturbine tijekom 1980-ih i postao svjetski lider u proizvodnji i izvozu opreme. Ovi su pomaci omogućili značajno smanjenje troškova proizvodnje i veću konkurentnost na energetskom tržištu. Početkom XNUMX. stoljeća energija vjetra već je stekla relevantnu ulogu u globalnoj energetskoj panorami. Veće i učinkovitije vjetroturbine, kako na kopnu tako i na moru, razvijene su kako bi se povećala proizvodnja u područjima sa stalnim vjetrovima. Korištenje kompozitnih materijala i aerodinamički dizajn lopatica također su znatno poboljšali učinkovitost ovih uređaja.

Uspon energije vjetra u 21. stoljeću

Tijekom prva dva desetljeća 2019. stoljeća energija vjetra doživjela je neviđeni procvat. U mnogim je zemljama nadmašio proizvodnju električne energije u tradicionalnim postrojenjima na fosilna goriva, značajno pridonoseći smanjenju emisije stakleničkih plinova. Godine 564. Međunarodna agencija za obnovljivu energiju (IRENA) izvijestila je da je globalni instalirani kapacitet energije vjetra dosegao 5 GW, što predstavlja oko XNUMX% globalne električne energije. Danas se sve veće i snažnije vjetroturbine postavljaju u off-shore projekte, gdje su uvjeti vjetra povoljniji. Ova postrojenja mogu proizvesti goleme količine električne energije, dovoljne za napajanje čitavih gradova. Zemlje poput Njemačke, Kine i Sjedinjenih Država predvodile su implementaciju velikih vjetroelektrana, kako na kopnu tako iu morskim vodama. Energija vjetra se pokazala kao jedna od tehnologija za budućnost koja najviše obećava u smislu održivosti i proizvodnje čiste energije. Kako se tehnologije nastavljaju poboljšavati, a troškovi proizvodnje padaju, energija vjetra će vjerojatno nastaviti igrati ključnu ulogu u energetskoj tranziciji XNUMX. stoljeća. Uz sve veću potražnju za obnovljivim izvorima, energija vjetra ima svijetlu budućnost kao jedan od vodećih izvora energije na globalnoj razini.