Солнечная электростанция 30кВт - бизнес под ключ за 27000$

15.08.2018 Солнце в сеть




Производство оборудования и технологии
Рубрики

Энергия ветра

ЛЮДИ очень долго не знали паруса. Ученые су* дят об этом не только потому, что археологами не были найдены парусные лодки (что не удивительно), но и из-за отсутствия ити бражений паруса на рисунках, дошедших до нас из глубины 1Ы сячелетий. Самое старое изображение парусной лодки обнаружь но на двух древнеегипетских вазах, хранящихся в Британском музее, и датируемых приблизительно 3500 г. до н. э. По данным археологов, уже к 3000 г. до н. э. парус использовался в Восточ ном Средиземноморье1.

В первой половине второго тысячелетия до н. э. парус при менялся на судах первого талассократа — владыки моря — принц теля Крита. На парусных судах плавали финикийцы. Первые суЯ* имели единственный прямоугольный парус, и такими они остов* лись очень долго.

Приблизительно в 200 г. н. э. римляне впервые стали стропі’ парусники со вторым небольшим прямоугольным парусом. В IX в. н. э. в Средиземноморье появились суда с треугольным П|||)) сом. Появилась и вторая мачта[239] [240].

В X в. в Европе появились первые, высокобортные парусим* суда — нефы. Во время крестовых походов они строились в Вож1 ции и Генуе, и обеспечивали морскую перевозку крестоносцев.

Для движения корабля важное значение имела не только И» русная оснастка, но и система управления. Вплоть до кошмі I

||,!С. н. э. рулевой механизм сводился, по сути, к гребному веслу, шкрепленному на корме и снабженному рычагом (чтобы усилить пічку опоры). При таком рулевом управлении корабли полно — (Ц. ІО находились во власти ветра, не могли плыть галсом. Отсут — ІІПІС глубокого киля снижало устойчивость кораблей.

В V1II-IX вв. в Китае появляется джонка с глубоким килем и і кормовой лопастью, являвшейся его конструктивным продол — «ЧЧІИЄМ. Теперь можно было сделать руль довольно большим по ршмерам и строить более крупные корабли с хорошими море — кшмыми качествами. Не позднее начала XII в. в Китае стали пользоваться компасом.

В начале XV в. китайский мореплаватель Ченг Хо (Cheng Но) водил флот на Борнео, в Малайзию, Цейлон, к берегам Крас­ною моря и даже к побережью Африки. Самые крупные суда имели водоизмещение 1500 тонн, примерно в 5 раз больше, чем у Ііиско да Гама через несколько десятилетий. Китайские суда на­лили XV в. обладали технической возможностью переплыть Ти — *1111 океан, открыть Америку и вернуться обратно. Однако в 1436 і и Китае был издан закон, запрещавший строительство новых морских судов. Вскоре искусство кораблестроения было забыто, и і средине XVI в. китайский флот уже не мог даже бороться с пиратами3.

Для развития в Средние века парусного судоходства в рай­оне Индийского океана большую роль сыграло наличие муссонов метров, устойчиво и ровно дующих сначала на восток, а затем, после небольшого перерыва, получающих противоположное на- Нринление. Для примитивных парусников, желавших достичь Нилин от восточно-африканского побережья, необходимо было при отплытии на попутном муссоне попросту выйти на ту парал — т in., на которой расположен нужный им порт. Благодаря муссо — шім еще до эпохи Великих географических открытий океанские

‘ Me Neill W. H. The Pursuit of Power. Chicago, 1982. P.45-46

перевозки в Азии возобладали над трансконтинентальными. Так, в XVI в. среднегодовой индийский экспорт морем (без каботажа] оценивается в 24-36 тыс. тонн, а сухопутный вывоз — только к 600-700 тонн[241].

В XV в. в Европе появились первые трехмачтовые парусин ки, использовавшие рулевое управление, аналогичное ранее соз­данному в Китае. Эти парусные корабли обходились без гребцом наиболее известными из них стали каравеллы.

Первые паруса делались не только из тканей. На Белом мор( в Средние века паруса на судах поморов делались из оленью кож[242]. Паруса трехмачтовых кораблей делались из парусины • ткани, производимой из льна, крупнейшим производителем кого рого на протяжении столетий была Россия. В XVIII — первой но ловине XIX в. парусина стала одной из важнейших статей руг ского экспорта.

Парусные суда преобладали на море в течение 4 столетий приблизительно с 1460 до 1860 гг., до первой даты основным иг точником энергии была мускульная энергия на гребных судах, после второй — паровая машина.

Около 1600 г. Европу обслуживали торговые суда общим водоизмещением примерно от 600 до 700 тыс. тонн[243]. В дальней шем происходил быстрый рост парусного торгового флота веду щих европейских держав.

Британский коммерческий флот увеличился вдвое с 1580 по 1630 годы и втрое с 1630 по 1690 годы[244].

В конце XVIII в. общее водоизмещение парусников евро пейского торгового флота составляло 3,4 млн. тонн. При трех

плаваниях в среднем за год, эти корабли могли перевезти около 10 млн. тонн груза[245] [246].

Наиболее крупные транспортные суда в конце XVIII в. име­ни водоизмещение до 1500 тонн, при хорошем ветре скорость гакого судна равнялась 12 узлам (22,2 км/час)4.

Морские перевозки были в десятки раз дешевле сухопутных. Гак, в начале XIX в. доставка чая из Китая в Англию обходилась и 15-20 раз дешевле, чем оттуда же по сухопутью в Москву[247] [248].

Совершенствование парусных судов продолжалось и в XIX пеке. Для увеличения силы давления ветра в 1848 г. капитаном Г Казалло были предложены сквозные паруса с отверстиями в полотнищах, чем достигалось увеличение скорости почти на 2 узла в час11.

Наиболее совершенными парусными торговыми судами ста­ни клиперы. Лучшие клиперы середины XIX в., перевозившие чай из Китая в Бостон вокруг мыса Горн, при попутном ветре достигали скорости 12-14 узлов (от 22 до 26 км в час). Их ско­рость была выше, чем у паровых судов того времени[249].

Несколько десятилетий шло соперничество между парусным и паровым торговым флотом; преимуществом парусников было го, что источник их энергии — ветер — обходился совершенно бесплатно.

Строительство парусных и паровых судов в США в 1815-1860 годах (в тоннах)’3

Год

Общий тоннаж построенных судов

Тоннаж

построенных

пароходов

Тоннаж построенных парусных судов

1815

155579

546

155033

1825

116464

9171

107293

1840

118309

19811

48498

1850

272218

56911

215307

1860

214798

69370

145428

В Англии тоннаж парового морского флота превысил тон­наж парусного после 1882 г., в США — после 1893 г.[250] [251] [252] Но и в на­чале XX в. парусный торговый флот продолжал перевозить грузы.

Общее водоизмещение парусных и паровых торговых судов в мире (в тыс. тонн)13

Годы

Тоннаж парусных судов

Тоннаж паровых судов

1850

9100

280

1860

13000

780

1870

13500

2050

1880

13870

4400

1890

10540

8285

1900

7425

22370

1910

4625

37290

1930

1585

68025

1950

720

84580

Парус использовался и на суше. Еще в начале XX в. в Се* верном Китае для перевозки грузов применялись толкаемые чс ловеком одноколесные тачки, к которым прикреплялся парус Такая перевозка иногда совершалась на сотни километров[253].

* * *

Энергию ветра использовали также ветряные мельницы. И первые идея ветряной мельницы была реализована в 1 в. н. э. I сроном Александрийским. Он изобрел небольшую по величине нетряную мельницу, которая использовалась для передачи дви­жения на поршень, входивший в цилиндр воздушного органа и нагнетавший воздух в его трубы17. Это была игрушка, и ни сам изобретатель, ни кто-либо из его современников не попытался использовать эту конструкцию для практических целей. Как по­катает Дж. Ландельс, причиной этого могли быть размеры "иг­рушки": видимо, никому в голову не приходило сделать ветря­ную мельницу достаточно больших размеров, чтобы ее энергети­ческая мощность была сопоставима с несколькими волами18.

Где появились первые действующие ветряные мельницы — ючно не известно. Чаще всего в качестве их родины в историче — I кой литературе называется Иран, но, возможно, они пришли из Тибета или Китая19. В Иране с VII-IX вв. н. э. существовали пер­вые ветряные мельницы с крыльями, установленными на колесе, которое двигалось в горизонтальной плоскости. Эти мельницы t іавились в тех местах, где ветер дует в одном направлении, по — м ому крылья можно было жестко фиксировать. Использовались иранские мельницы и для размола зерна, и для целей ирригации.

Пришли ли ветряные мельницы из Китая в Иран, или из Ирана в Китай (что более вероятно), мы не знаем, но в Китае, как и и раннесредневековом Иране, на протяжении столетий ветря — мельницы вращались в горизонтальной плоскости.

Возможно, в Западную Европу идею ветряных мельниц принесли крестоносцы, однако копировать существовавший на [254] [255]

Востоке ветряк европейцы не стали, а осуществили важную мо­дификацию: колесо было установлено вертикально, что резко увеличило его мощность. Так как направление ветра в Европе часто меняется, первые ветряные мельницы были козловыми, весь корпус поворачивался на козлах для наведения ветроколеси на ветер.

В письменных источниках ветряная мельница в Европе впервые упоминается приблизительно в 1180 г. в одном докумен­те из Нормандии; до конца XII в. она уже встречалась в Арле (Франция), Англии и Фландрии. В XIII в. во Франции она встре­чалась повсеместно, во Фландрии в окрестностях города Ипра в XIII в. имелось около 120 ветряных мельниц. К XIV в. ветряннИ мельница через Германию дошла до Польши и Московского го­сударства[256].

Если водяная мельница уже в XII-XIII вв. использовались для энергетического обслуживания различных технологических процессов, то ветряная мельница долгое время применялась ПОЧ* ти исключительно для помола зерна. С XV в. она становится ос* новой водоподъемных работ при осушении в Нидерландах, снов* образным преимуществом которых были и остаются постоянные западные ветры, дующие с Атлантики в направлении Балтийско­го моря.

В середине XVII в. количество ветряных мельниц на север* Нидерландов достигло 3 тысяч. Их общая энергетическая мош ность была эквивалентна 50 тыс. лош. сил[257]. Голландские инжі’і неры научились использовать ветряные мельницы для различных технологических нужд. Так, в голландских технических трак!*-

их первой трети XVIII в. встречаются описания сукновальных мельниц с ветряным двигателем22.

Мощность ветряных мельниц доходила до 20-30 лош. сил23, им они никогда не были так распространены, как водяные мель­ницы.

Ветряные мельницы просуществовали вплоть до XX в., при­чем не только в Европе. В 1923 г. на ветряные мельницы прихо — шлось 0,1% всех энергетических ресурсов США24. ♦ [258] [259]

Оставить комментарий