Tuuleenergia ajalugu ja areng: tuuleveskist turbiinini

Täna on tuuleenergia See on üks enimkasutatavaid taastuvaid energiaallikaid maailmas. Selle tehniline areng on viimastel aastakümnetel märkimisväärselt edasi arenenud, olles üks tõhusamaid tehnoloogiaid puhta energia tootmisel. Tuule kasutamine on sama vana kui inimkonna ajalugu. Esimesed tõendid tuuleenergia kasutamise kohta pärinevad aastast 3000 eKr, mil Niilusel kasutati purjelaevu, ja XNUMX. sajandist eKr Hammurapi valitsusajal Babülonis, kus tuulikud Nad lubasid kastmiseks vett pumbata. Selles artiklis uurime tuuleenergia ajalugu alates selle tekkest kuni tänapäevase arenguni.

Tuuleenergia päritolu ja ajalugu

Tuuleenergia kasutamine ajaloos on dokumenteeritud erinevatel aegadel ja tsivilisatsioonidel. Üks esimesi tuule kasutusalasid energiaallikana oli navigatsioon ja merekaubandus. Juba Vana-Egiptuses Niilusel sõitnud laevade purjed kasutasid liikumiseks tuule jõudu. Samamoodi ehitati iidses Mesopotaamias esimesed niisutussüsteemid, mis kasutasid vee pumpamiseks veskeid. Aastaks 1000 pKr olid tuulikud juba levinud Lähis-Idas ja hakkasid levima Euroopas keskajal. Üks tuntumaid näiteid on Hollandi tuulikud, mida kasutatakse soode ja laguunide kuivendamiseks, samuti teravilja jahvatamiseks. Need mitme teraga veskid Need olid suured ja aeglased struktuurid, kuid osutusid põllumajanduse ja majanduse arengus fundamentaalseks. Aasia mandril, eriti Hiinas umbes 200 eKr, oli juba registreeritud tuulikute kasutamist sellistes ülesannetes nagu kaevudest vee pumpamine. Nendel Hiina veskitel oli vertikaaltelje struktuur, mis erines lääne horisontaaltelje mudelitest. Vahepeal kasutati Pärsias veskeid ka teravilja niisutamiseks ja jahvatamiseks, mis näitab tuule kui energiaallika laialdast kasutamist ja varaseid teadmisi tuule eelistest.

Tuuleenergia renessanss ja tööstusrevolutsioon

Tööstusrevolutsiooni tulekuga 19. sajandil vähenes huvi tuuleenergia vastu, kuna kivisüsi ja nafta said valdavaks energiaallikaks. Täielikult tuulikud siiski ei kadunud. Suurlinnadest kaugemates kohtades, eriti maapiirkondades, kasutati erinevate ülesannete täitmiseks endiselt veskeid. Ameerika Ühendriikides on mitme teraga veskid Need said populaarseks 1887. sajandi lõpus, eriti läänepoolsetes maapiirkondades vee pumpamiseks. Need lihtsa, kuid tõhusa ehitusega tuulikud olid XNUMX. sajandi alguses projekteeritud esimeste tuuleelektrigeneraatorite aluseks. Üks olulisemaid edusamme toimus XNUMX. aastal, kui Charles F. Brush ehitas selle, mida peetakse esimeseks. elektrit tootvad tuuleturbiinid. See turbiin oli suur, 144 seedripuust rootorilabaga ja kuigi selle efektiivsus oli piiratud, oli see verstapost tuuleenergia abil elektritootmise suunas.

Esimesed tuulikud ja 20. saj

1931. sajandi esimesel poolel olid tuuleturbiinide projekteerimise edusammud aeglased, kuid märkimisväärsed. 100. aastal töötati Jaltas välja 1930 kW võimsusega tuuleturbiin, mis oli selle aja kohta märkimisväärne näitaja. Kuid alles 1940. ja 3. aastatel hakati tuuletootmist USA maapiirkondades rakendama tuuleveskitega, mis varustasid talusid ja kodusid. Põhja-Ameerika tootja Jacobs oli 1930. aastatel teerajaja tuuleturbiinide tootmisel elektri tootmiseks maapiirkondades võimsusega 1940 KW. See disain võimaldas tuua elektrit kaugematesse kohtadesse, ilma et oleks vaja ühendada traditsioonilist elektrivõrku. XNUMX. aastal esimene suured tuuleveskid Ameerika Ühendriikides Vermontis, mille tootmisvõimsus on ligi 1 MW. Pärast Teist maailmasõda langes tuuleenergia kasutamine märkimisväärselt. Odav juurdepääs naftale ja suurte fossiilkütustel põhinevate elektrijaamade kasv tähendas investeeringute tuuletehnoloogiasse drastilist vähenemist. Tuuleenergia jäi mitmeks aastakümneks tagaplaanile, kuni geopoliitilised sündmused ja majandusmuutused selle taas tähelepanu keskpunkti tõstsid.

Naftakriis ja tuuleenergia taastumine

Järgmine oluline verstapost tuuleenergia ajaloos toimus 1970. aastatel naftakriis See tõi esile maailma sõltuvuse fossiilkütustest ja avas ukse säästvamate alternatiivide väljatöötamisele. Tuuleenergia kerkis taas elujõuliseks võimaluseks ja puhtamate energiaallikate otsimise raames hakati mitmes riigis välja töötama uurimisprogramme. aasta arengus paistis silma Taani kaasaegsed tuuleturbiinid 1980. aastatel ning sai maailmas liidriks seadmete tootmise ja ekspordi vallas. Need edusammud võimaldasid oluliselt vähendada tootmiskulusid ja suurendada konkurentsivõimet energiaturul. XNUMX. sajandi alguses oli tuuleenergia juba omandanud asjakohase rolli globaalses energiapanoraamis. Suuremad ja tõhusamad tuuleturbiinid, nii kaldal kui ka avamerel, töötati välja selleks, et maksimeerida tootmist pidevate tuultega piirkondades. Komposiitmaterjalide kasutamine ja labade aerodünaamiline disain parandasid oluliselt ka nende seadmete tõhusust.

Tuuleenergia tõus 21. sajandil

2019. sajandi kahe esimese kümnendi jooksul on tuuleenergia läbi elanud enneolematu buumi. Paljudes riikides on see ületanud traditsiooniliste fossiilkütuste tehaste elektritootmise, aidates oluliselt kaasa kasvuhoonegaaside heitkoguste vähendamisele. 564. aastal teatas Rahvusvaheline Taastuvenergia Agentuur (IRENA), et ülemaailmne paigaldatud tuuleenergia võimsus ulatus 5 GW-ni, mis moodustab umbes XNUMX% maailma elektrienergiast. Tänapäeval paigaldatakse järjest suuremaid ja võimsamaid tuulikuid avamereprojektidesse, kus tuuleolud on soodsamad. Need rajatised võivad toota tohutul hulgal elektrit, millest piisab tervete linnade toiteks. Sellised riigid nagu Saksamaa, Hiina ja Ameerika Ühendriigid on juhtinud suurte tuuleparkide rajamist nii maismaal kui ka avamere vetes. Tuuleenergia on osutunud üheks kõige lootustandvamaks tulevikutehnoloogiaks jätkusuutlikkuse ja puhta energia tootmise seisukohalt. Kuna tehnoloogiad arenevad jätkuvalt ja tootmiskulud vähenevad, mängib tuuleenergia tõenäoliselt XNUMX. sajandi energiaülemineku puhul kriitilist rolli. Seoses kasvava nõudlusega taastuvate energiaallikate järele on tuuleenergial helge tulevik kui üks juhtivaid energiaallikaid kogu maailmas.