Tuulienergian historia ja kehitys: Tuulimyllystä turbiiniin

Tänään tuulivoima Se on yksi eniten käytetyistä uusiutuvista energialähteistä maailmassa. Sen tekninen kehitys on edistynyt merkittävästi viime vuosikymmeninä, ja se on yksi tehokkaimmista teknologioista puhtaan energian tuotannossa. Tuulen käyttö on yhtä vanhaa kuin ihmiskunnan historia. Ensimmäiset todisteet tuulienergian käytöstä ovat peräisin vuodelta 3000 eKr., jolloin purjelaivoja käytettiin Niilillä, ja XNUMX-luvulla eKr. Hammurabin hallituskaudella Babylonissa, jossa tuulimyllyt He antoivat pumpata vettä kasteluun. Tässä artikkelissa tutkimme tuulienergian historiaa sen alkuperästä sen nykyiseen kehitykseen.

Tuulienergian alkuperä ja historia

Tuulienergian käyttö historiassa on dokumentoitu eri aikoina ja sivilisaatioissa. Yksi ensimmäisistä tuulen käytöstä energianlähteenä oli merenkulku ja merenkulku. Niilillä muinaisessa Egyptissä purjehtineiden alusten purjeet käyttivät jo hyväkseen tuulen voimaa liikkuakseen. Vastaavasti muinaisessa Mesopotamiassa rakennettiin ensimmäiset kastelujärjestelmät, joissa käytettiin myllyjä veden pumppaamiseen. Vuoteen 1000 mennessä tuulimyllyt olivat jo yleisiä Lähi-idässä ja alkoivat levitä Euroopassa keskiajalla. Yksi tunnetuimmista esimerkeistä on hollantilaiset tuulimyllyt, joita käytetään suiden ja laguunien valuttamiseen sekä viljan jauhamiseen. Nämä moniteräiset myllyt Ne olivat suuria ja hitaita rakenteita, mutta ne osoittautuivat perustavanlaatuisiksi maatalouden ja talouden kehityksessä. Aasian mantereella, erityisesti Kiinassa noin 200 eaa., oli jo kirjattu tuulimyllyjen käyttöä esimerkiksi kaivoveden pumppaamiseen. Näillä kiinalaisilla myllyillä oli pystyakselirakenne, joka poikkesi länsimaisista vaaka-akselimalleista. Samaan aikaan Persiassa myllyjä käytettiin myös viljan kasteluun ja jauhamiseen, mikä osoitti tuulen laajaa käyttöä ja varhaista tietämystä tuulen eduista energianlähteenä.

Tuulivoiman renessanssi ja teollinen vallankumous

Teollisen vallankumouksen myötä 1800-luvulla kiinnostus tuulienergiaa kohtaan hiipui, kun hiili ja öljy nousivat vallitseviksi energialähteiksi. Tuulimyllyt eivät kuitenkaan hävinneet kokonaan. Paikoissa, jotka sijaitsevat kaukana suurista kaupungeista, erityisesti maaseudulla, tehtaita käytettiin edelleen erilaisiin tehtäviin. Yhdysvalloissa, moniteräiset myllyt Niistä tuli suosittuja 1887-luvun lopulla, etenkin läntisillä maaseudulla veden pumppaamiseen. Nämä yksinkertaisen mutta tehokkaan rakenteen omaavat tuulimyllyt toimivat perustana ensimmäisille XNUMX-luvun alussa suunnitelluille tuulivoimalille. Yksi tärkeimmistä edistysaskeleista tapahtui vuonna XNUMX, kun Charles F. Brush rakensi sen, mitä pidetään ensimmäisenä sähköä tuottava tuuliturbiini. Tämä turbiini oli kooltaan suuri, ja siinä oli 144 setripuista roottorin siivettä, ja vaikka sen tehokkuus oli rajallinen, se oli virstanpylväs edistymisessä kohti sähköntuotantoa tuulienergian avulla.

Ensimmäiset tuuliturbiinit ja 1900-luku

1931-luvun ensimmäisellä puoliskolla tuuliturbiinien suunnittelu oli hidasta, mutta huomattavaa. Vuonna 100 Jaltassa kehitettiin 1930 kW:n tuuliturbiini, joka oli tuohon aikaan merkittävä luku. Kuitenkin vasta 1940- ja 3-luvuilla tuulituotantoa alettiin toteuttaa Yhdysvaltojen maaseutualueilla tuulimyllyillä, jotka tuottivat sähköä maatiloille ja kodeille. Pohjoisamerikkalainen valmistaja Jacobs oli edelläkävijä tuuliturbiinien tuotannossa sähkön tuottamiseksi maaseudulla 1930 kW:n kapasiteetilla 1940-luvulla. Tämä suunnittelu mahdollisti sähkön tuomisen syrjäisiin paikkoihin ilman yhteyttä perinteiseen sähköverkkoon. Vuonna XNUMX ensimmäinen suuret tuulimyllyt Vermontissa Yhdysvalloissa, jonka tuotantokapasiteetti on lähes 1 MW. Toisen maailmansodan jälkeen tuulivoiman käyttö väheni huomattavasti. Edullinen öljyn saatavuus ja suurten fossiilisia polttoaineita käyttävien voimalaitosten nousu johtivat siihen, että investoinnit tuuliteknologiaan vähenivät rajusti. Tuulivoima pysyi taustalla useiden vuosikymmenten ajan, kunnes geopoliittiset tapahtumat ja taloudelliset muutokset nostivat sen takaisin valokeilaan.

Öljykriisi ja tuulivoiman uusiutuminen

Seuraava suuri virstanpylväs tuulivoiman historiassa tapahtui 1970-luvulla öljykriisi Se korosti maailman riippuvuutta fossiilisista polttoaineista ja avasi oven kestävämpien vaihtoehtojen kehittämiselle. Tuulivoima nousi uudelleen varteenotettavaksi vaihtoehdoksi ja tutkimusohjelmia alettiin kehittää useissa maissa osana puhtaampien energialähteiden etsintää. Tanska erottui kehityksessä nykyaikaiset tuuliturbiinit 1980-luvulla ja siitä tuli maailman johtava laitevalmistaja ja -vienti. Nämä edistysaskeleet mahdollistivat tuotantokustannusten merkittävän alenemisen ja paransivat kilpailukykyä energiamarkkinoilla. Tuulienergia oli jo XNUMX-luvun alussa saavuttanut merkittävän roolin globaalissa energiapanoraamassa. Suuremmat ja tehokkaammat tuuliturbiinit sekä maissa että avomerellä kehitettiin tuotannon maksimoimiseksi alueilla, joilla tuulet jatkuvat. Myös komposiittimateriaalien käyttö ja terien aerodynaaminen muotoilu paransivat huomattavasti näiden laitteiden tehokkuutta.

Tuulivoiman nousu 2000-luvulla

2019-luvun kahden ensimmäisen vuosikymmenen aikana tuulienergia on kokenut ennennäkemättömän nousukauden. Monissa maissa se on ohittanut perinteisten fossiilisia polttoaineita käyttävien laitosten sähköntuotannon ja myötävaikuttanut merkittävästi kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseen. Vuonna 564 Kansainvälinen uusiutuvan energian järjestö (IRENA) raportoi, että maailman asennettu tuulivoimakapasiteetti oli 5 GW, mikä on noin XNUMX prosenttia maailman sähköstä. Nykyään yhä suurempia ja tehokkaampia tuuliturbiineja asennetaan offshore-projekteihin, joissa tuuliolosuhteet ovat suotuisammat. Nämä laitokset voivat tuottaa valtavia määriä sähköä, joka riittää toimittamaan kokonaisia ​​kaupunkeja. Sellaiset maat kuin Saksa, Kiina ja Yhdysvallat ovat johtaneet suurten tuulipuistojen toteuttamista sekä maalla että avomerellä. Tuulienergia on osoittautunut yhdeksi tulevaisuuden lupaavimmista teknologioista kestävyyden ja puhtaan energiantuotannon kannalta. Kun teknologiat paranevat ja tuotantokustannukset laskevat, tuulienergialla on todennäköisesti edelleen ratkaiseva rooli XNUMX-luvun energiamuutoksessa. Uusiutuvien energialähteiden kysynnän kasvaessa tuulienergialla on valoisa tulevaisuus yhtenä johtavista energialähteistä maailmanlaajuisesti.