Que sont les moulins à vent ? Définition, Pièces, Travail, Utilisations, Électricité, Puissance, Diagramme

Les moulins à vent sont décrits avec la définition de base, la signification, les pièces, le travail, les utilisations, l’électricité et la production d’énergie, diagramme.

Explorons!

Que sont les moulins à vent ? Définition, Signification, But

Commençons les bases des moulins à vent en termes de définition, de signification, de but.

Moulins à vent Définition

Les moulins à vent sont l’un des éléments importants des équipements d’énergie renouvelable. Les moulins à vent sont historiques et ont été utilisés pendant longtemps.

• Fondamentalement, le moulin à vent convertit l’énergie éolienne en une quantité utile d’énergie.
• Dans les premiers jours, les moulins à vent étaient utilisés pour moudre le grain en farine.
• Transférer de l’eau d’un endroit à un autre est également une autre utilisation.
• Dans de nombreux moulins à vent, l’huile était produite à partir des grains.

Nous verrons un peu brièvement l’histoire des Moulins à vent dans la section suivante.

Les moulins à vent sont développés au fil du temps avec de nombreux progrès. Au 18ème siècle, ils étaient largement utilisés dans les régions européennes.

Aujourd’hui, alors que nous nous dirigeons lentement vers des sources d’énergie renouvelables, l’énergie éolienne est l’une des sources d’énergie importantes. Le monde est déjà en train de rendre la turbine, les usines plus efficaces et efficientes. Il y a peu de différence entre les éoliennes et les moulins à vent, que nous aborderons plus loin dans cet article.

Donc, pour l’instant, rappelons un peu d’histoire des Moulins à vent.

Histoire des moulins à vent

Les moulins à vent remontent à l’an 590 en Perse, la première conception enregistrée du moulin à vent a été trouvée en Perse. Les humains utilisent les pouvoirs des moulins à vent depuis des siècles. Les premiers moulins à vent étaient utilisés comme source d’énergie pour les voiliers, propulsant les navires sur l’eau.

Plus tard, initialement, les moulins à vent ont été utilisés pour pomper l’eau et plus tard, ils ont également été utilisés pour moudre le grain en farine.

En Chine, en 1219 après JC, les moulins à vent verticaux étaient beaucoup plus répandus tandis que dans les régions européennes, les moulins à vent horizontaux étaient largement répandus. Les moulins à vent étaient à cette époque des machines motrices pour toute l’Europe.

• Au 19ème siècle, l’utilisation des moulins à vent diminuait à mesure que la puissance de la vapeur prenait le dessus.
• Cela a entraîné le déclin de l’utilisation des moulins à vent, maintenant seuls quelques-uns sont utilisés pour alimenter le monde.
• Les grands moulins à vent étaient en déclin, mais les petits moulins à vent utilisés pour pomper l’eau dans les fermes ont considérablement augmenté.
• Le moulin à vent Halladay a été introduit en 1854 et plus tard les modèles Aermotor et Dempster ont été utilisés.
• Certains de ces deux modèles sont encore utilisés de nos jours.

Parties d’éoliennes

Les composants ou parties d’éoliennes sont les mêmes que l’éolienne évidemment avec quelques modifications et changements. Mais la plupart servent le même but.

Les parties des moulins à vent sont les suivantes,

• Tour
• Pales
• Rotor
• Nacelle
• Freins
• Arbre
• Générateur
• Roue à aubes
• Anémomètre

Vérifions donc ces parties de moulins à vent pour avoir une idée de base.

Tour

La hauteur de la tour est décidée en fonction de la taille de la turbine utilisée et de l’emplacement où elle va être placée. La règle de base pour la tour d’éolienne est que la hauteur de la tour doit être la même que le diamètre du cercle de ses pales en rotation.

• Plus la turbine est construite à l’aide de la tour, plus le vent sera soumis à l’éolienne.
• Bien que le vent n’ait pas la même vitesse à différentes distances du sol.
• Ils sont faits de matériaux comme l’acier, le béton ou le treillis d’acier.

Lames

Les lames sont creuses et sont en matériau composite léger et résistant. Les nouvelles avancées sont faites pour les rendre plus grands pour obtenir plus de puissance, plus légers et plus forts.

• Le mouvement de la lame est connu sous le nom de pas de la lame et il peut tourner d’environ 90 degrés par rapport à ses axes.
• La forme des pales est aérodynamique comme la forme des ailes d’avion.
• Ils ne sont pas totalement plats, ils se tordent aux racines et à la pointe.
• Les moulins à vent ont deux ou trois pales. Lorsque le vent soufflera, il provoquera un soulèvement et une rotation.

Rotor

Le rotor est celui qui accueille les pales en périphérie. Le rotor est équipé des trois pales du rotor, elles sont fixées au moyeu.

Bien que l’éolienne puisse avoir 4 à 5 pales ou un nombre quelconque de pales selon les exigences, la disposition à 3 pales est la plus efficace et est largement utilisée.

Nacelle

La nacelle abrite le générateur des éoliennes. Il peut être entraîné par engrenage ou à entraînement direct. Il comprend tous les composants qui vont être placés en haut.

• Tous les systèmes complexes, composants sont inclus dans le boîtier.
• De plus, la boîte de vitesses est utilisée pour régler les vitesses de rotation.
• La boîte de vitesses est une sorte de partie coûteuse et lourde des moulins à vent.

Freins

Comme son nom l’indique but. Les freins peuvent être actionnés hydrauliquement, pneumatiquement, mécaniquement ou électriquement en cas de situation d’urgence.

Arbres

Il existe deux types d’arbres utilisés dans les moulins à vent. L’un d’eux est un arbre inférieur qui transférera l’énergie mécanique du rotor à la boîte de vitesses.

Tandis que les arbres à grande vitesse transféreront l’énergie mécanique de la boîte de vitesses au générateur ou à la roue à aubes en fonction du type de moulins à vent.

Générateur

Différents moulins à vent ont différents composants spécifiquement en termes de générateur ou de roue à aubes.

Dans le cas où, l’électricité à produire, le générateur est utilisé pour induire un effet magnétique qui s’est transformé en électricité.

Roue à aubes

Dans le cas où de l’eau doit être transférée, une roue à aubes est utilisée. Plusieurs fois, une grosse vis est également utilisée pour transférer de l’eau

Lorsque la roue à aubes est attachée à un grand engrenage, lorsque le grand engrenage tourne, la roue à aubes tourne également et l’eau commence à se transférer.

Anémomètre

L’anémomètre est celui qui mesure la vitesse du vent. La mesure de la vitesse du vent est nécessaire pour vérifier la puissance maximale et vérifier les situations d’urgence.

Il est maintenant temps de connaître les types de moulins à vent.

Vérifions chacun d’eux en bref détails.

Types de moulins à vent

Il existe deux types de moulins à vent, l’un à axe horizontal et l’autre à axe vertical.

Vérifions chacun d’eux en détail.

Moulins à vent à axe vertical

Les moulins à vent à axe vertical étaient très populaires à leurs débuts. Leur conception comme les pales était perpendiculaire au sol.

Ils ont été vus pour la première fois en Perse plus tard au 11ème siècle, ils étaient répartis en Asie, en Europe et dans d’autres régions.

Bien qu’il y ait quelques problèmes avec les moulins à vent à axe vertical et plus tard, ils ont été remplacés par les moulins à vent horizontaux.

Moulins à vent à axe horizontal

Les moulins à vent à axe horizontal sont devenus très populaires et ont remplacé les moulins à vent à axe vertical. Ceux-ci ont été développés pour la première fois au 12ème siècle, utilisés dans le nord-ouest de l’Europe.

En raison des résultats fructueux tels que le rendement élevé et la productivité, les turbines horizontales ont été réparties dans le monde entier.

Il existe quatre types de moulins à vent à axe horizontal que nous verrons plus en détail.

Moulin à poteaux

L’un des plus anciens moulins à vent à axe horizontal est le moulin à poteaux. Le moulin à poteaux est monté sur un seul poteau vertical. C’était comme si le moulin à vent pouvait être tourné pour mettre les voiles dans le vent.

L’utilisation du moulin à courrier était à son apogée aux XVIIIe et XIXe siècles. Mais a ensuite décliné après les machines de fraisage à vapeur à grande vitesse.

Il existe différents types de moulins à courrier.

• Moulin à poteaux coulé

Ce sont les petits moulins mais qui ont eu des problèmes de stabilité. Parce qu’ils s’inclinaient à cause des vents forts.

• Moulin à poteaux à chevalet ouvert

Ce sont des moulins à vent un peu grands et le chevalet (le cadre sur lequel le moulin est supporté) n’a pas été enterré à l’intérieur du sol. C’est la raison pour laquelle ils sont connus sous le nom de moulin à poteaux à chevalets ouverts.

Ils ont été utilisés dans de nombreux pays, au Royaume-Uni, en Allemagne, en Nouvelle-Angleterre, aux États-Unis, ils existent toujours dans certaines régions.

• Moulin à poteaux avec roundhouse

Dans ce type de moulins, les propriétaires ont commencé à construire des roundhouse autour des chevalets. L’espace autour du chevalet est utilisé pour le stockage.

• Midlands post mill

On en trouve généralement dans le nord-ouest de l’Angleterre.

La roundhouse de ce moulin avait une bordure et des rouleaux pour permettre à la roundhouse de supporter un certain poids du moulin.

• Moulin à poteaux creux

Dans ces moulins, le poteau principal est percé pour prendre l’arbre d’entraînement. Cela permettra au moulin d’entraîner des machines à l’intérieur de la base ou de la roundhouse.

Ceux-ci étaient principalement utilisés pour le drainage et la mouture du maïs.

• Moulin composite

Ces moulins ressemblaient un peu aux moulins à poteaux. Mais les moulins composites manquaient du poteau central sur lequel la carrosserie était montée.

• Moulin Paltrok

Il a été inventé par Dutch en 1600 et a été utilisé pour le sciage du bois. Le moulin a été agrandi et soutenu sur cette jante par de nombreux rouleaux ou petites roues.

Ces moulins sont techniquement des moulins composites bien que la tour soit très courte et de grand diamètre.

Moulins à tour

Les moulins à tour étaient constitués d’une tour en brique ou en pierre. Le capuchon rotatif était disponible dans ces moulins à tour qui conféraient des avantages tels que plus de résistance que les moulins à poteaux.

Le moulin à tour le plus haut du monde se trouve à Schiedam, aux Pays-Bas. La plupart du temps, les moulins à tour ont été utilisés pour,

• broyage du maïs,
• production de poivre et d’épices,
• alimentation des scieries,
• transformation de la pâte de bois en papier.

Moulins à smock

Le nom de cette turbine vient de sa forme de corps car elle ressemble à une smock. Ce sont les tours horizontales ayant six à huit côtés. L’un des avantages du moulin à smock est que la partie supérieure est flexible.

Ainsi, cette pièce peut être déplacée en fonction de la direction du vent tandis que l’autre reste stable.

Comme nous le savons déjà, plus la tour est haute, plus elle peut avoir de vent, alors tout en étant stable au corps principal, le moulin à smock pourrait être beaucoup plus grand et plus grand.

De plus, pour cette raison, la productivité est élevée. Les moulins à smock sont plus légers que les moulins à tour.

Moulins à ventilateur

Les moulins à ventilateur ont été conçus et utilisés dans un seul but. Il est équipé de quatre à vingt pales et principalement utilisé pour pomper l’eau dans les fermes.

Voici donc les types de moulins à vent et leurs brèves descriptions.

Regardez une BELLE VIDÉO sur les moulins à vent de Holland Holiday,

Vérifions le principe de fonctionnement de base d’un moulin à vent!

Comment Fonctionne Windmill?

Essayons d’apprendre comment fonctionnent les moulins à vent en étapes simples.

Étape #1 Source d’énergie – Éolien

La source d’énergie est le vent et cette énergie est appelée énergie éolienne. Le vent coule naturellement et se compose d’énergie.

Le vent frappe les pales de l’éolienne et convertit son énergie en énergie cinétique.

Les pales du moulin à vent sont conçues de manière à pouvoir être ajustées par rapport à la direction du vent.

Lorsque la force du vent agit sur les pales du moulin à vent, une force de portance & des forces de traînée sont créées. La résultante de ces forces de portance et de traînée aide à faire tourner les lames.

Étape #2 Rotation du rotor de l’éolienne

Les pales sont montées sur le rotor et le rotor est fixé à un moyeu. En raison de la rotation des pales de l’éolienne, le rotor attaché tournera également.

Étape #3 Rotation de l’arbre à basse vitesse

Le rotor de l’éolienne est relié à un arbre à basse vitesse qui tournera par rapport à la rotation du rotor. Cet arbre est principalement utilisé pour transférer l’énergie mécanique du rotor à la boîte de vitesses.

Étape #4 Rotation de l’arbre à grande vitesse

Dans le moulin à vent, un arbre à grande vitesse est également là pour transférer l’énergie mécanique au générateur depuis la boîte de vitesses.

Étape #4 Augmentation de la vitesse du moulin à vent

Pour contrôler la vitesse ou les moulins à vent, il existe un mécanisme de boîte de vitesses. Il est monté à l’intérieur de la nacelle. La vitesse peut être contrôlée ou augmentée en faisant varier le rapport de transmission par la boîte de vitesses.

Étape #5 Générateur / roue à aubes

Il y a un générateur pour produire de l’électricité à partir de la rotation de l’arbre principal. L’arbre principal est relié à un générateur et crée de l’électricité par l’effet magnétique entre le stator du générateur et le rotor du générateur.

Dans de nombreux moulins à vent, la roue à aubes est reliée à l’arbre à grande vitesse par un mécanisme à engrenages. Lorsque l’engrenage tourne, la roue à aubes tourne également et l’eau commence à se transférer.

Étape #6 Transmission d’énergie ou transfert d’eau

L’électricité produite par le générateur est transférée à un réseau électrique via des câbles d’alimentation. Les câbles d’alimentation passent dans la tour du moulin à vent et sont répartis jusqu’aux points de consommation.

Dans le cas de la roue à aubes, l’eau est transférée d’un endroit à un autre. La roue à aubes se compose de lames ou de petits seaux qui aident à transférer l’eau lorsqu’elle tourne.

Étape #7 Commandes

De nombreux capteurs ou émetteurs sont maintenant utilisés un jour pour contrôler les moulins à vent.

Voyons maintenant quelques avantages et inconvénients des moulins à vent. Ainsi, les moulins à vent sont liés à l’énergie éolienne, donc les avantages et les inconvénients sont similaires.

Avantages des moulins à vent

Il existe de nombreux avantages des moulins à vent ou de l’énergie éolienne, comme suit,

• Les premiers avantages seraient évidemment la source d’énergie sans fin. L’énergie éolienne est considérée comme un remplacement de la production d’énergie par d’autres sources d’énergie non renouvelables.
• Les générateurs d’éoliennes n’émettent aucun gaz nocif ou émission entraînant des dommages environnementaux.
• Les terrains disponibles autour des moulins à vent peuvent être utilisés à d’autres fins. Contrairement à d’autres centrales où des terres spécifiques sont réservées.
• L’énergie éolienne est la source d’énergie la plus importante pour les régions éloignées.
• L’énergie éolienne combinée à l’énergie solaire peut être très utile pour générer une alimentation électrique constante.

Inconvénients des moulins à vent

Il existe de nombreux inconvénients des moulins à vent ou de l’énergie éolienne, comme suit,

• Les coûts de stockage sont chers au moment de la production de pointe.
• Les vents sont incertains, donc il n’est pas fiable d’être dépendant de l’énergie éolienne tout le temps.
• Nécessite des zones ouvertes pour la configuration.
• Coûts de maintenance élevés.

Voyons maintenant la différence entre les moulins à vent et les éoliennes.

Bien que les moulins à vent soient considérés comme des éoliennes. Mais par rapport à l’ancien temps, il y a quelques différences.

Différence entre l’éolienne et l’éolienne

Sr No	Moulins à vent	Éolienne
1	Le moulin à vent convertit l’énergie du vent pour pomper de l’eau ou moudre des grains.	Il convertit l’énergie cinétique du vent pour générer une grande quantité d’énergie électrique.
2	La différence de pression est créée sur différentes régions et le vent souffle sur les pales provoquant des rotations.	Travaille sur le prixincple de portance et de traînée en exploitant les forces aérodynamiques générant un coup de vent contre les pales et les pales se déplaceront par rapport au vent.
3	Ceux-ci sont moins modernisés.	Ils sont technologiquement avancés et modernisés.
4)	Utilisé pour le pompage de l’eau, la mouture des grains et pour un usage agricole.	Utilisé pour produire de l’électricité pour les régions.

Utilisations des moulins à vent

Voyons les utilisations des moulins à vent,

• Les moulins à vent convertissent l’énergie éolienne en énergie électrique et aident à pomper les eaux souterraines,
• Il a principalement aidé dans les premiers jours à fabriquer de la farine à partir de céréales.
• Aide à extraire les huiles de divers types de graines ou de cultures.
• Utilisé pour le traitement de marchandises à petite échelle comme le tabac, etc.

Quel avenir pour les moulins à vent ?

Les moulins à vent sont utilisés depuis des siècles. Bien qu’il n’y ait eu aucun progrès majeur jusqu’au 19ème siècle. Les nouvelles éoliennes modernes jouent peu à peu un rôle important dans le développement des sources d’énergie renouvelables. De nos jours, les éoliennes se révèlent particulièrement utiles dans les zones reculées où d’autres sources d’énergie électrique sont difficiles d’accès. Les progrès et la production en série de pièces réduisent le coût des turbines et même de petits groupes ou personnes peuvent utiliser les turbines pour répondre à leurs besoins en énergie, comme les écoles et les collèges.

Conclusion

Ce sont les bases simples des moulins à vent, sa définition, sa signification, la production d’électricité, etc. Pour toute question, veuillez nous le faire savoir.

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