geht es zu einer Präsentation über die Entstehung der Mühlen und

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Transcript geht es zu einer Präsentation über die Entstehung der Mühlen und

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Geschichte der Windenergienutzung
Altertum
• Gesetzbuches des
Königs Hammurapi
• erste Windmühlen um
1750 v. Chr. in Babylon
• griechischer Erfinder
Heron von Alexandria
Herons windangetriebene Orgel


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• Windmühlen zum Getreidemahlen in Persien (heutiger
Iran) im 9. Jahrhundert v. Chr. mit vertikaler Achse


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12. Jahrhundert: Arabische Windmühlen kamen mit der
Ausbreitung des Islams auf die Iberische Halbinsel
(Spanien, Portugal, Gibraltar, Andorra) und mit
Verbesserungen auch zum Dreschen, Wasserpumpen
oder -schöpfen und zum Sägen sowie Hämmern oder
Klopfen (Walken) eingesetzt


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• Mühlen standen unter Mühlenbann
• Bevölkerung war gezwungen Bannmühle
aufzusuchen zum Getreidemahlen
• schlechtes Wegenetz: man blieb unter sich und
entwickelte kleine Wirtschaftskreisläufe mit den Mühlen
als Zentrum
• Mit der Aufhebung des Banns war die Bevölkerung
in der Lage, ihre bevorzugte Mühle selbst zu wählen
und so die Konkurrenz und damit die technische
Entwicklung zu beleben


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• 1895: 18.362 Windmühlen und
54.529 Wassermühlen in Betrieb
• 97 % der Windmühlen sind Getreidemühlen
• 60 % der Wassermühlen sind Getreidemühlen
• Dampfmaschine auf dem Vormarsch
58.530 Betriebe mit Dampfmaschinen als Konkurrenz


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• Das „erste Mühlensterben“: Windmühlen sind im Gegensatz zu
Dampfmaschinen vom Wetter abhängig und erreichten außerdem
längst nicht deren Leistung. Auch wenn Dampfmaschinen oftmals
teurer waren, waren sie dennoch für große Unternehmen praktischer.
• Das „zweite Mühlensterben“: Eine kurze Blütezeit der noch
bestehenden Windmühlen ging dem zweiten Mühlnesterben während
und nach dem Zweiten Weltkrieg voraus, da es keine Alternativen gab
die benötigten Maschinenleistungen (mangelnder Treibstoff) zu
erbringen. Dieser Aufschwung ging jedoch in Westdeutschland in den
1950er Jahren vor allem durch das Mühlengesetz zu Ende.
Mühlenbesitzer wurden mit Prämien abgefertigt, wenn sie eine
Stilllegung ihrer Mühle auf 30 Jahre versprachen.


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• Nach diesen 30 Jahren, in den 1980er Jahren, entwickelte sich in
Westdeutschland eine Restaurierungswelle aufgrund der
Wiederentdeckung der alten Kulturtechnik. Viele Windmühlen
wurden mit neuem Leben als technisches oder produzierendes
Denkmal erweckt. Weitere Nutzungen als Museum, als
Restaurant, als Vereinsmühle zur Dorfbilderhaltung oder zu
Wohnzwecken wurden umgesetzt.


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Heute findet man etwa
1400 Wind- und
Wassermühlen in
Deutschland.
Wassermühlen fanden
vorrangig an den
Wasserläufen im
Mittelgebirge ihre
Anwendung, während
die Windmühlen in
der Ebene an
hinreichend windigen
Plätzen standen.


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Funktion


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• Die Flügel sind schräg stehende Flächen, die kreisförmig um eine Achse
angeordnet sind. Sie werden dem Winddruck so ausgesetzt, dass sie zur
Seite hin ausweichen müssen und so den Winddruck in eine Kreisbewegung
auf ihrer Drehachse umsetzen. Dies wird durch den Auftrieb am Flügel bei
zunehmender Drehgeschwindigkeit noch verstärkt.
• Rotationsenergie wird über eine Flügelwelle, hier bei der Holländermühle
die Königswelle, in das Mühlengebäude geführt
• Auf dieser vorne leicht angehobenen Welle sitzt ein großes Kamm- oder
Zahnrad. Von diesem wird die Energie in einer ersten Übersetzung mit
einer Arbeitswelle abgenommen und nach unten in das Gebäude geleitet.
Mit dieser sich drehenden Welle befindet sich die Energie nun im Gebäude
und kann jetzt für die mechanische Arbeit genutzt werden.


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• Kernstück jeder Getreidemühle ist der Steinmahlgang, das
Zusammenspiel der Mühlsteine, die durch die Mahlbewegung das Korn
zu Mehl verarbeiten. Dabei dreht sich nur der obere Mühlstein. Das
Getreide wird durch einen Trichter in den Mahlgang geschüttet. Das
Getreide fällt vom Trichter durch das Steinauge des Läufersteins
zwischen die Mahlflächen und gelangt als Mehl, Grieß und Kleie
wieder heraus. Kleie sind die Spelzen, die nicht verdaulichen Teile des
Getreides. Grießkörner sind nur grob gemahlene Getreidekörner, die
erneut in den Mahlgang gelangen. Das Mehl selbst wird durch den
Mehlbeutel im Mehlkasten, einem feinmaschigen Sieb, von Grieß und
Kleie getrennt aufgefangen.


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FLÜGELSPRACHE


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Trauerschere


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• Freudenschere
Flügel mit Segeln bespannt: besonders festlicher Anlass (Bekanntgabe einer Hochzeit, Geburt
oder anderer großer Feste)
Flügel nicht mit Segeln bespannt: arbeitsfrei
• Schere im Andreaskreuz (45°-Winkel)
Flügel mit Segeln bespannt: Feuergefahr
Flügel nicht mit Segeln bespannt: Mühle ist kurzfristig außer Betrieb war.
(diese Flügelstellung hatte bei einem heraufziehenden Gewitter den praktischen Zweck die
Gefahr von Blitzeinschlägen zu minimieren)
• Feierabend
Flügel mit Segeln bespannt: kurze Pause, z. B. wegen Reparaturen oder das Ende der
Tagesarbeit
Flügel nicht mit Segeln bespannt: kein Korn, wer jetzt kommt, wird sofort bedient
• Trauerschere
Flügel mit Segeln bespannt: Trauerfall
Flügel nicht mit Segeln bespannt: jetzt darf kein Korn angeliefert werden, die Mühlsteine
werden geschärft


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-älteste Windmühlenart der
Erde
-verbreitet im Mittelmeerraum
(Griechenland, Spanien,
Portugal, und Nordafrika)
-Mühlenkörper hat die Form
eines Zylinders, Dach läuft
spitz zu
-4 Rundhölzer ergeben acht
Flügel
->mit typischen
Dreieckssegeln aufgezogen
-Mühle nicht drehbar

Segelwindmühle


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Bockwindmühle
-auch "Deutsche Windmühle"
oder "Kastenmühle"
-älteste europäische
Windmühlenart
-steht auf einem Bock und
kann mit Ruderbalken (Sterz)
gedreht werden
-lässt sich drehen aufgrund
häufig wechselnder
mitteleuropäischer Winde
-von Klosterwerkstätten
entwickelt


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Kokerwindmühle
-(Koker = Köcher)
-Weiterentwicklung der
Bockwindmühle
-selten in den Niederlanden
anzutreffen
-mit Sterz drehbar, aber der
Bock ist massiv, ausgebaut
und sehr viel größer und
höher


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Holländerwindmühle
(der Achtkanter)
-im 16. Jahrhundert in den
Niederlanden aus der
Kokerwindmühle
weiterentwickelt
-Mühlenturm hat bis zu fünf
Etagen
-Mühlenkörper steht auf
achtkantigem, gemauertem
Fundament (drehbare Kappe)
-> Name Achtkanter


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Turmwindmühle
• auf Burgmauern,
Festungsbauten und
Stadtbefestigungen errichtet
• nicht drehbar
• 14. Jahrhundert
• hauptsächlich in der Region um
das Mittelmeer


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Turmholländerwindmühle
• 15. Jahrhundert
• drehbare Kappe
• verbreitet in Westeuropa
(Westdeutschland,
Frankreich, Niederlande,
England)


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Paltrockmühle
-aus der Bockwindmühle
entwickelt
-geräumige Mühlenkörper wurde
bis zum Boden hin verlängert
und erinnert an den "Paltrock",
den langen Mantel der Büßer und
Mönche
-nicht länger auf einen Bock
aufgesetzt sondern drehbar auf
gemauertes Fundament


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Fluttermühle
• abgeleitet von fries. fletta
= bewegen
• einfachste und kleinste
Bauart einer Windmühle
• dient dem vertikalen
Wassertransport und der
Entwässerung (mithilfe
der archimedischen
Schraube)


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Segelgatterflügel
• besteht aus einem Gitterkreuz aus
Latten, mit einem Segeltuch
bespannt
• müssen zu Beginn der Arbeit
einzeln von Hand vom
Windmüller besegelt werden
• abhängig von der Windstärke
müssen Segelflächen während der
Arbeitszeit verkleinert (gerefft)
oder vergrößert (ausgelassen)
werden


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Türenflügel
• Flügelfläche=große
Holzbretter (auch
Türen genannt) werden
in die Gitter der Flügel
eingehängt
• Besonderheit: Mühle
muss angehalten
werden um die
Flügelfläche zu
verkleinern, wenn der
Wind zunimmt


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Jalousieklappenflügel
• senkrecht zum Wind gestellt
bilden Jalousien eine
Flügelfläche
• waagerecht zum Wind
gestellt kann der Wind
ungebremst hindurchwehen
• Spinnenkopf=Verstellmechanismus der Jalousien (ragt
aus dem Flügelwellenkopf
heraus)


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Bilausche Ventikanten
• Kurt Bilau (Visionär:
Windmühlen von übermorgen
nur noch drei aerodynamisch
konstruierte
Leichtmetallflügel)
• lateinisch venti = des Windes,
die Winde – zu deutsch =
„Windkanten“
• wirtschaftliche Nutzung höher


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Segelstangenflügel
• bei Segelwindmühlen im
Mittelmeerraum
• vier, fünf, oder sechs Stangen
werden hintereinander durch
das herausragende Ende der
hölzernen Flügelachse gesteckt
->Flügelrad aus acht, zehn oder
zwölf Flügeln, mit
Dreieckssegeln bespannt


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Vortriebsläufer

Auftriebsläufer


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Erste Windkraftanlage
• Amerika, 1854: Daniel Halladay
entwickelt das Western
Windrad, einen Rotor mit meist
um die 30 Rotorblättern
• Leistung: bis zu 1 kWh


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• 1887/88: Charles
Francis Brush baut
eine Windkraftanlage
auf der Basis der
Westernmills, die er
zur Versorgung seines
Hauses mit
elektrischer Energie
aus einem
Batteriespeicher
benutzte


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• Dänemark, 1905: Poul La Cour
• Prinzip: weniger Rotorblätter
sind mehr


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• Berlin, 1932, Firma Ventimotor
GmbH propagierte unter dem Motto
„Windkraft für Wehrbauern“

• Deutschland,
1951, 11m
Rotordurchmesser

• USA, 1941, SmithPutnam-Anlage


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Urmodell
• 1957, Schwäbische Alb
• 100 kW-Anlage StGW-34 mit
34 m Rotordurchmesser


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• März 1987, Dänemark
• 3 Rotorblätter
• 2 MW Leistung

• 1990, Sachsen-Anhalt


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Windkraftanlagen - Arten


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Funktion von Windkraftanlagen
• Hauptbestandteile: Turm oder Mast, Gondel, Rotorblätter,
Getriebe, Generator, Messinstrumente und
Windrichtungsnachführung
• Drehbewegung der Rotorblätter wandelt der Generator in Strom
um (bildlich: Fahrraddynamo)
• Rotorblätter sind ähnlich gebaut wie Flugzeugflügel
• Messeinrichtung: besteht aus kleinen Schalen, welche sich bei
hohen Windgeschwindigkeiten immer schneller drehen
-> ab 90 km/h: Windräder werden abgestellt (Beschädigungsgefahr)


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OffshoreWindpark

OnshoreWindpark


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Wie viele Haushalte kann eine
Windkraftanlage versorgen?
• Idealmodell:
Durchschnittshaushalt verbraucht jährlich 3.500 kWh
Eine Windkraftanlage erzeugt jährlich 2.000.000 kWh
Erzeugung entspricht rechnerisch (2.000.000 : 3.500) dem Verbrauch
von 571 Haushalten


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DOCH: selbes Spiel wie beim ersten Mühlensterben:
• Windkraft ist und bleibt von der Natur abhängig und damit unstetig. Die
Windkraftanlage produziert nicht immer dann, wenn die Bürger Strom benötigen
und entsprechend aus dem Versorgungsnetz ziehen.
• Wenn der Wind nicht bläst – beispielsweise an einem eiskalten, klaren Wintertag -,
kann die Windkraftanlage keinen einzigen Haushalt mit Strom versorgen.
• Dann müssen andere Kraftwerke einspringen, Kraftwerke, die planbar eingesetzt
werden können, wie Kern-, Kohle- und Gaskraftwerke.
Trotzdem bleibt die Windkraftanlage als Stromversorger bestehen, da man versucht so
viel Strom wie möglich „grün“ zu erzeugen und von fossilen Energiequellen
wegzukommen. In Zukunft werden Windkraftanlagen weiter verbessert werden
und vielleicht bald schon den Großteil der Bevölkerung versorgen.


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Paltrockmühle in Asel


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Bockwindmühle in Machtsum