風力エネルギーの使用の歴史 – ウィキペディア

風力エネルギーは、人間が使用する最も古い形態のエネルギーの1つです。かなり前に、風車の助けを借りて、穀物の粉砕やポンピング水などの機械的作業が行われました（ウィンドポンプを参照）。この記事で説明します 風力エネルギー使用の歴史 陸上と海に。帆船、帆走、滑走などのアプリケーションは治療されません。

産業以前の期間 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

最も古い風車はペルシャ（グレード用）、チベット（祈り工場として）、中国（水ポンプの場合）からのものです ^[初め] 知られています。これらには、垂直ローター還元車軸と水平回転レベルがありました。ペルシャの風車は抵抗ランナーとして働いていました。中国の風車は、軸の周りの回転式円に垂直に跳ね返る帆があり、特定のリギングのおかげで自動的に風に整列し、浮力ランナーです。

風車は12世紀からヨーロッパで知られています。最初から、それらは水平ローター削減を備えた浮力ランナーとして構築されていましたが、これは依然として最新の風力タービンの基本原理です。この技術は、いくつかの歴史的状況の会議から生じる可能性があります。

• 中世の高さでは、ギルド内で船が完成していました。
• 成長する一般的な繁栄は、安い労働者の範囲を撮った。
• 船乗りの北欧の人々（バイキングなど）のキリスト教化により、彼らと中央ヨーロッパの間の交換が強化されました。

灌漑するために水力発電によって駆動されるさまざまなホイール（「Noria」）は、紀元前5世紀からすでにあります。メソポタミアから知られています。水力発電を持つ最初の研削工場は、紀元前3世紀からです。 BCは中国から占領されました。また、古代エジプト人、ペルシャ人、そして後にギリシャ人とローマ人は水車を使用しました。水力発電の使用の条件は、十分な勾配を持つ水が利用可能であるという前提条件であり、乾燥期間にも十分な水を導きます。一方、この状態は多くの場所で低地で満たされていないため、風はますます均等に吹きます。風車は、水車の山岳地帯で、主要なタイプの工場として沿岸の平らな地域に確立されています。ドライブパワーの柔軟な、時間に依存しない場所に依存しない可用性は、たとえばGöpelnからの筋肉力で実行された工場の使用に関する主な議論でした。

さらに、北欧の人々の空力的知識と、風車技術を可能にする中央ヨーロッパ人の職人技とのつながりがありました。

純粋な風車に加えて、水と風からドライブパワーを得るミルもあります。今日でも完全に保存されているそのような工場の1つは、北エムスランドのヒューベナー工場です。

風車は時間の経過とともに改善され、粉砕に加えて、スラッシング、ウォーターポンプ、または足場とのこぎり、ハンマーまたはノック（ウォーキング）のためにも改善されてきました。工業化の前であっても、風が承認された地域のような領域B.デンマーク、オランダ、北ドイツの風景は、商業風力エネルギーの使用によって強く形作られていました。

工業化 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

工業化の開始中、19世紀に風車はさらに改善されました。それ以前は、1810年のプロイセンでの粉砕衝動は、すでに工場の数の大幅な増加を増加させていました。蒸気エンジンとその後の燃焼と電気モーターのために、20世紀には最終的には大部分が風力エネルギーの使用があった強力な競争相手がいました。しかし、19世紀には、当初は並行して成長がありました。これは、特に蒸気エンジンの最初のコストがさらに高いためであり、輸送システムの進行（鉄道を使用して石炭輸送の排出）によって徐々に補償されることができました。

機械的な電源としての風車のハイライトは、1880年代にドイツの歴史家によってのみ時代遅れであり、したがって高い工業化に至っています。たとえば、農村地域では、たとえば不十分に開発されているニッチ、たとえば、これらの分散型エネルギー源は1950年代まで続きました。 ^[2] 1895年、電化の開始の少し前に、帝国全体の商業国勢調査では、機械的な電源を使用した約150,000の企業のうち、18,000がまだ風力を帯びており、54,000が蒸気エンジンを介して水車またはタービンと59,000を持っていたことが示されました。ただし、蒸気エンジンの平均性能は、風車のパフォーマンスよりも有意に高かった。 ^[3] その後、使用が減少しました。 1914年、第一次世界大戦の初めに、風車の数は約11,400と推定され、1933年には4,000〜5,000の風車がまだ稼働していました。 ^[4] Windmühlentechnikの最後の改善は、1940年代にドイツでカートビラウ（Bilausche ventricants）、オランダ、およびAによって行われました。 10人とヴァンリエットを通して。

19世紀には、電化の始まりとともにさらなる進歩と可能な用途がもたらされ、風車にも影響を与えました。風駆動型発電機は、ナンセンのフラム遠征（1893–1896）ですでに使用されており、パックアイスのパックアイス上のパックアイス上のパックアイス上のパックアイス上のパックアイス上のパックアイス上のパックアイスの氷の上の電気照明の電気を生成しました。

北米では、ダニエル・ハラデーは、主にウォーターポンプに使用されていた西部村を開発しました。彼女は風から風を向けた最初の人でした。一方、従来の工場の場合、ミラーは、被害から保護するために、上昇する嵐の前で工場を確実に確保する必要がありました。それと工場の工業生産により、大量使用の方法は明らかでした。これらの工場の一部は、主にウォーターポンプのドライブとして、また遠隔農場のようにネットワークの供給からはほど遠い場所で電力を生産するために、世界中の農村部でまだ使用されています。今日でも、主に地元の職人や手工芸品や恋人によってノスタルジックなモチーフで作られた新しい西部工場が建設され、設置されています。

Windmoolテクノロジーから開発された風力タービン。 1882年の電気エネルギーの商業的使用により、電力は徐々に人口にとって重要な技術援助になり始めました。最初に、分散ネットワークのみが構築され、 ^[6] 多くの場合、直接電流で操作されました。ただし、今日のネットワークは、1920年代の大規模な電化でのみ作成されました。したがって、電気エネルギーの供給を改善するために、19世紀後半に風力エネルギーを使用するために電気エネルギーを生成しようとする試みがますますありました。当時、風車はまだ非常に広まっていたため、ダイナモの操作に変換するいくつかの考えがありました。

チャールズフランシスブラシは、 ウエスタンミル 彼はバッテリーストレージから電気エネルギーを使用して家を供給しました。

Dane Poul la Cours-電化による風車技術の変位はすでに使用されていた – 科学的に研究された技術の基本。彼は電気エネルギーへの変化に関する最初の科学者の一人として、1891年に彼は政府の資金とともにジャットランドのアスコフに最初のテスト施設を建設しました。彼の優れた科学的基盤、彼の体系的なアプローチ、および彼のデザインの実際の実装における彼のスキルは、今日の風力タービン技術の重要な開発のおかげです。彼は初めて、翼の形状の空力を含む風洞テストを操作し、コンセプトに来ました クイックランナー 、翼の先端が風よりも速く移動するシステム。彼が設計した施設は、Lykkegaard Companyによって商業製品として販売されており、1908年まで、72個がすでに農村集落の供給のためにデンマークに設置されていました。

ドイツとオーストリア・ハンガリーでは、1900年頃に水を汲み上げるための風車を生産し、後に風力タービンを生産した企業は比較的少ない。 ^[7] 、ウィーンのジョセフ・フリードレンダー、モラヴィア・ウェイ・キルチェンのアントン・クンツ（hranice namoravě）。 ^[8] そして揚げた。ハンブルク・エイムスビュッテルのフィラー機械工場。 4社の最大の密度は、ドレスデン、カールレインシュ、ルドルフブラウンズ、グスタフロバートヘルツォーク、ルイキュネです。 ReinschとBraunsが1911年にUnited Wind Turbine Works（VWW）に統合した後、LouisKühneは大部分が風力発電事業から撤退し、それから中央暖房の生産に専念しました。 ^[9] 1911年以降、VWWとデュークのみがドレスデンで風力タービンを生産しましたが、そのいくつかは今日でも保存されています。 ヘラクレス 特にオランダのVWW。 1920年代、風力タービンはVWWとの競争として来ました エネルギー エドマンド・クレツシュ・マシン工場は、オランダにも輸出されています。

燃料の増加と短縮（ディーゼルオイル、ガソリン）のために、第一次世界大戦で風力タービンの建設が再び放棄されました。戦後、燃料は再び安くなりました。風力タービンの技術は、長い間技術開発のニッチであり続けていました。 1920年には、ドイツに477の風力タービンがあり、そのうち415がドイツで生産されました。当時、電力を生産するために13人のみ、残りのポンピング水（173）または廃水（1）、排水（41）を提供するか、機械または工場（175）を運転しました。 ^[十]

1920年、物理学者であり、その後空力試験機関のゲッティンゲンの長であるアルバート・ベッツ（1997年にDLRと改名）は、風タービンの開発のためのさらなる基盤を作成しました。彼は初めてベッツの法則を策定し、風の運動エネルギーを使用する物理的な最大値は59.3％であることを示しました。翼を形作るという彼の理論は、依然としてシステムの解釈の基礎です。

savoniusローター、1つは迅速な数字を備えています ^[11] 約1.6のうち、垂直回転軸を持つタービンは、浮力と抵抗ランナーとして同時に形成され、1925年頃に船長のシグルド・サボニウスによって発明されました。このタービンでは、流れのダイナミクスは非常に複雑ですが、これまでのところ、有効な物理的数学モデルはありません。

フランス人ジョルジュ・ダリエウスは、1931年にアメリカのダリエウスローターの特許を取得しました。これも垂直軸を備えたデザインですが、クイックランナーです。ダリエウスは明らかに彼にちなんで名付けられたローターのモデルを構築しなかった。特許を提出した後、彼は水平（そして風の方向に沿って）の軸でのみ機械を構築しました – おそらく、彼は水平軸が明らかに優れていることを見たからでしょう。 ^[12番目]

ドイツでは、WeimarのWilhelm Teubert、Ferdinand Porsche、Hermann Honnef、Franz Kleinhenz（Man）、Ventimotor Gmbhによるアイデアと試みがありました。ヘルマン・ホンネフは、大型風力発電所の最もワイルドなアイデアに従い、さまざまな側面の下で第三帝国でそれらを提供しました。しかし、彼の提案された二重ローター技術は技術的な間違った道でした。とりわけ、彼はベルリンの近くに最大17 kWの実験分野をマティアスバーグのベトゾーに構築することができました。

Thuringian Gauleiter Fritz SauckelとFreundeskreisReichsführerSSWalther Schieberのメンバーによって設立された会社 Ventimotor Gmbh モットー「強化農家のための風力発電」の下でワイマールが伝播した ^[13] 最終的な勝利の可能性がある後、一般計画の枠組みの中で適切なエネルギー供給としての分散型風力タービン。 ^{[14] [15]} 1943年、ベンチャーモーターの活動は、航空機の建設を支持して主に中止されました。ベンチャーモーターの建設部門の長であり、ワイマール工学学校のエアロダイナミック部門のヘッドであるウルリッヒW.ヒューターは、後にドイツの「風力エネルギー教皇」として知られるようになりました。

別のマイルストーンは、1941年、米国バーモント州のパーマーコスレットパトナムにちなんで名付けられた1.25 MWのスミスパトナムシステム（2つの翼、リーンランナー）でした。ローター径53.3メートルのシステム ^[16] のジェネレーター Woodward Governor Co. / ge 1945年まで中断して走り、翼の1つが壊れました。このサイズに必要な材料または材料の品質はまだ利用できませんでした。

1951年、ドイツとオーストラリアの風力発電の先駆者であるウルリッヒW.ヒューターは、11 mローターの直径の10 kWシステムを設計しました。 200個は主に南アフリカ、アルゼンチン、インドの国に輸出されました。施設はまだボンのクレックナー会社を飾っており、完全に運用されています。

1957年、彼は、34 mローターの直径のSTGW-34の100 kWシステムであるガイスリンゲンとデアリジュの近くのスワビアンAlbに、すべての最新の風力タービンの元のモデルを構築しました。 1969年、彼女はGFKから新しいローターブレードを受け取りました。長さ17 mの繊維複合成分は、この時間では珍しいことでした。

1957年、デンマークのヨハネス・ジュウルは、「「デンマーク風タービン」の原型」になり、革新的なデザインのために風タービンの開発史において大きなブレークスルーとなりました。 ^{[17] [18]} 安定性の理由で互いにタップされた3つの翼と、200 kWの公称出力を持つ直接接続されたネットワーク非同期発電機がありました。電力制限は、ネットワーク障害が発生した場合にローター速度が制限されたフローの解体（安定した制御）を純粋に受動的でした。 ^[19] システムは1966年まで非常に確実に実行され、その後コストの理由でシャットダウンされました。しかし、1977年にNASAとのデンマークの機関との合意の一環として運用され、数年間テスト施設として機能したとき、それは解体されず、ルネッサンスを経験しました。

1978年3月、デンマークのTVIND学校の風力タービンは、タワーのルバ側にあるGFKから3つのローターブレードと1 MWのパフォーマンスで稼働しました。 1980年代の初めに、米国 デンマークの概念 風力タービン用。非同期発電機（短絡ランナー）、1つまたは2つの固定速度、3つの剛性ローターブレード（安定したコントロール）が典型的でした。この建設は、1990年代初頭まで、約500 kW未満の施設まで支配的でした。

1978年からのドイツのテストシステム [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

1983年から1987年にかけて、1983年から1987年にマルン・ザ・グローアン・テスト施設の近くのカイザー・ウィルヘルム・コグで、1978年に決定されました（ gro ß wi ネンエネルギー an 位置）。ローターの直径は100.4メートルと3 MWの公称出力で、当時最大の構築されたシステムでしたが、当時よりも大きく、永続的なテスト操作さえ達成しませんでした。障害後、約半分の大きさのほんの小さなもので、3ブレードローターを備えたWKA-60（Growian-2）の約半分しか開発されませんでしたが、帝国の不適切な概念をあきらめませんでした。このタイプのシステムは1990年からヘルゴランドで操作されましたが、再び問題がありました（特に稲妻による）。3回目の障害後に損傷を保険に加入できなくなったため、合計4つの植物しか残っていませんでした。

風力タービンテストフィールドStöttenon the swabian albなど。 1959年から1968年まで、ローター径が34 m、名目出力が100 kWのウルリッヒヒュッターによる風力タービンW34。 1982年から1985年まで、Voithによって建設されたWEC-520は、タワーフットに発電機、52 mのローター直径、270 kWの公称出力を備えています。 ^[20]

対照的に、1987年から、デンマークのモデルであるWind Energy Park West Coastに基づいた30の小さな施設を備えたドイツの最初の風力発電所は、以前のGrowian Testエリアで作成されました。 1991年の初めに、ヨーロッパでこの最大の風力発電所は当時の電力網に接続され、年間約1,900万kWhの電力を供給しました。 ^[21] WindengieparkWestküsteGmbh今日は、興味のある訪問者に風力エネルギーの歴史に関する情報センターを提供しています。

1990年代の終わりに12 gWhの収量をもたらした市販の風力タービンは、ネットワークコンバーターで可変であり、リーフ角度調整がありました – グローアンで導入された2つのイノベーション – タワーの前のデンマークのタイプのシステムと同様に、3つの葉のローターが走っていました。

風力エネルギーの拡大の開始 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

1970年代、ドイツと同様に、グローアンと同様に、ドイツの疑わしい開発プロジェクトの資金がありました。しかし、風力エネルギーの幅広い昇進もありましたが、これは投資額に基づいていたため、大規模な投資へのインセンティブが欠落していました。高価な修理が行われたとき、影響を受けるシステムをシャットダウンすることがしばしば決定されました。ドイツでは、1991年の幅広い資金は、電力給餌法で利回りに至りました。そこでは、電力グリッドオペレーターが定義された価格で発生した電力を受け入れる義務がありました。収穫量の違いがより目立つようになったため、それ以上だけでなく、より良いシステムも構築されました。投資家は、製造業者の約束が、風速に応じてパフォーマンスに契約上削減され、低下段階であることを確認しました。その結果、ドイツ経済は、機械工学のこの分野で世界で主要な地位を獲得しました。

再生可能エネルギー源法（EEG）は2001年に急速な拡大を増加させたため、2003年末にヨーロッパの風力タービンの約3分の2がドイツに設置されました。

今日のテクノロジー [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

この技術は、植物のサイズが増加するとさらに開発されました。メガワット領域の大規模システムの最大パフォーマンスは、ローターブレード（ピッチ）の回転（ねじり）によって実行されます。これにより、変化する速度が変化します。これにより、コンバートを介してネットワークに供給され、完全または下位コンバージョンが使用されるシステムの概念に応じて使用されます。これらのシステムは、ネットワークにリアクティブパワーをロードしなくなりましたが、ブラインドパフォーマンスの補償に使用できます。

速度に関係なく、これらのシステムは、空力的に最適な速度で各風速で動作できるからです。ピッチメカニック（サーボモーターによる翼のねじれ）により、ノイズの多い安定した効果は、公称出力の上に発生しなくなります。

現在の開発は、再生エネルギーの保管問題を克服することを目指しています。ここでは、風やPV電流の80％を返すポンプメモリ（PSW）がネットワークに戻ってきています。さらに、COのその後のメタン化を伴う風または太陽の流れを使用した水電解は ₂ しかし、開発中のフラウンホーファーIWESのバイオガス植物から（2013年4月現在）、このようにして得られた風力と太陽光ガス（メタン）は、たとえば、ガスネットワークで、必要に応じてガス発電所で再制定される場合ははるかに効果的ではありません。

沖合 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

大きな可能性は、海での風力エネルギーの使用に起因しています。そこでは、風が本土よりも一貫して強く吹きます。海での石油や天然ガスの抽出と同様に、これらのシステムは 沖合 – コールシステム。

2002年12月、世界最大のオフショアウィンドパークはデンマークでオンラインでHorns Rev 1を使用してオンラインになりました。10列に80の風力タービンがあり、北海には20平方キロメートルに8つの風力タービンがあります。彼らは毎年600 gWhのエネルギーを生成し、150,000のデンマークの世帯には十分です。

ドイツの排他的ビジネスゾーン（EEZ）では、「FINO 1」の研究プラットフォームが2003年末から北海にあり、その中でもあります。風力タービンの条件は海で調べられます。この目的のために、「Fino 2」プラットフォームはバルト海に建設されました。 3番目の研究プラットフォーム「Fino 3」は、2009年以来北海にあります。

2004年10月20日、高さ108メートルのE-112テスト施設が、初めて公共ネットワークに供給された銀行のすぐ近くにあるEMSに4.5メガワットを備えた施設です。この時点で、このタイプの投資は最大のローター径と最も強力な発電機でした。

2008年の夏、最初のドイツのオフショアウィンドファーム「Alpha Ventus」の建設は、Fino 1 Researchプラットフォームに60メガワットの総生産量を設置しました。施設は、2010年4月27日に公式の委託である2009年8月から委託されました。 ^[22]

• Werner Bennert＆Ulf J. Werner： 風力エネルギー。 Veb Verlag Technik、Berlin 1989、ISBN 3-341-00627-3。
• アルバート・ベッツ： 風車と風車の使用。 ECOBのみ、Staufen、1926年からの変更されていない再版、ISBN 3-922964-11-7。
• Robert Gauch、TWSGに参加する（HRSG。）： 風力タービン。基本、設計、計画、操作。 9.更新されたエディションSpringer、Wiesbaden 2016、ISBN 978-3-658-12360-4。
• エーリッヒ・ハウ： 風力タービン – 基本、テクノロジー、使用、経済。 第5版。 Springer、Berlin/Heidelberg 2014、ISBN 978-3-642-28876-0。 限られたプレビュー Google Book検索で
• マティアス・ヘイマン： 風力エネルギーの使用の歴史：1890–1990。 Campus-Verlag、Frankfurt 1995（Zug。Diss。DeutschesMusich Munich）。
• ハイナー・ドーナー： 3つの世界 – 人生、教授博士UlrichHütter、大学講師 – デザイナー – アーティスト。 拡張版。 Heilbronn 2002、ISBN 3-00-000067-4。
• セオドア・フォン・カルマン： 空力、歴史的発展に照らして選択されたトピック。 Interavia-verlag、ジュネーブ1956。
• フェリックス・フォン・ケーニグ： 実際の風力エネルギー。ホイール、ローター、ミル、風力発電所 Udo Pfriemer Verlag、Munich 1981。
• マーティン・キューン、トビアス・クラウス： 風力エネルギー – 将来のプルーフテクノロジーの追い風 In：エネルギー遷移の再生可能エネルギー概念、第3版、2011年12月、ISBN 978-3-527-41108-5。
• 中庭のポール： 風力と電気を駆動するためのその用途 。ヨハネス・カウフマンによる翻訳。 M. Heinsius Nachf。、Leipzig 1905による出版社。
• マリオ・ノイキルチ、 風力エネルギー使用の国際的な先駆的段階 、Diss。Göttingen2010、 オンライン （PDF; 1.8 MB）。
• Jan Oelker： 風の顔。ドイツの風力エネルギーの出発 。 Sunfielding、urges 2005、ISSBN 3-9809955-2-3、 sonnenbuch.de 。
• Manfred Kriener： 風力エネルギーの歴史。空気からの強さ 。 の： 時間 、No。6/2012;詳細な記事。