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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Windmotoren in der Landwirtschaft. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen Moderne Windkraftanlagen sind recht fortschrittliche Kraftwerke. Mit ihrer Hilfe kann aus dem wechselhaften Wind nützliche Energie für die Mechanisierung verschiedener Produktionsprozesse gewonnen werden. Moderne Windkraftanlagen haben im Vergleich zu anderen Kraftwerken den Vorteil, dass sie keinen Brennstoff benötigen. Dies ist von außerordentlicher Bedeutung für die Gebiete unseres Landes, in denen die örtlichen Brennstoffreserven gering sind. So hat der Betrieb von Hochgeschwindigkeitswindkraftwerken in den Parks der Hauptdirektion der Nordseeroute gezeigt, dass Windkraftwerke unter den Bedingungen des Hohen Nordens die Produktion nahezu der gesamten benötigten Energie erfolgreich bereitstellen können. Kraftstoffmotoren wurden nur bei Reparaturen von Windkraftanlagen in Betrieb genommen. Windkraftanlagen sollten vor allem dort eingesetzt werden, wo Produktionsabläufe Unterbrechungen, die durch Windstille, schwache Winde oder Stürme verursacht werden können, sicher vertragen. Zu diesen Industriezweigen gehören die meisten landwirtschaftlichen Arbeiten: Wasserversorgung, Getreideverarbeitung, Futterzubereitung, Dreschen, Entwässerung von Feuchtgebieten, Bewässerung, Mechanisierung verschiedener Handwerksindustrien und Gewerbe. Es ist bekannt, dass die Bereitstellung von Wasser für die Tiere die arbeitsintensivste Arbeit in einem Tierhaltungsbetrieb ist. Moderne Windpumpen können erfolgreich zur Mechanisierung der landwirtschaftlichen Wasserversorgung eingesetzt werden. Bis zu 75 Prozent der dafür benötigten Energie können aus Wind gewonnen werden. Die einfachste und bewährteste landwirtschaftliche Windpumpenanlage (Abb. 28) besteht aus einem mehrflügeligen Windmotor (Marke TV-5 oder TV-8 mit Windraddurchmessern von 5 und 8 Metern), dessen Getriebe mit dem verbunden ist Stange einer einfachwirkenden Pumpe.
Die Pumpe wird in einen Rohr- oder Schachtbrunnen abgesenkt. Der Pumpenzylinder ist am unteren Ende eines Druckrohrstrangs befestigt, der an einem Adapterkasten aufgehängt ist, der unten am Pumpenschacht montiert ist. Vom Übergangskasten wird Wasser über eine in einem Erdgraben verlegte Rohrleitung zum Wasserturmtank geleitet. Von hier aus fließt es über ein Verteilerrohr zu Wasserspendern oder automatischen Tränken in den Viehställen. Ein isolierter Wassertank mit einem Fassungsvermögen von bis zu 25 Kubikmetern ist fester Bestandteil jeder landwirtschaftlichen Windpumpstation. Der Einsatz eines Wassertanks sorgt nicht nur für die nötige Wasserversorgung für Ruhephasen, sondern reguliert auch den Wasserverbrauch. Gleichzeitig wird im Wassertank der für die Brandbekämpfung notwendige Wasservorrat gespeichert. Ohne einen Wassertank kann keine Windpumpenanlage die Verbraucher unterbrechungsfrei mit Wasser versorgen. Derzeit produziert unsere Branche einen TV-5-Mehrblatt-Windmotor mit einer Leistung von bis zu 2,5 PS speziell für die Mechanisierung der Wasserversorgung (siehe Abb. 25). Das Windrad dieser Windkraftanlage besteht aus 18-24 Metallblättern. Um das Windrad in den Wind zu drehen, ist die Windkraftanlage mit einem Heck ausgestattet. Die Umdrehungszahl wird automatisch angepasst – indem das Windrad aufgrund der Verschiebung seiner Achse relativ zur Turmachse aus dem Wind bewegt wird. Die Windkraftanlage TV-5 kann Wasser auf eine Höhe von bis zu 70 Metern heben; seine durchschnittliche Produktivität beträgt bis zu 3-3,5 Kubikmeter pro Stunde. Für höhere (bis zu 120 Meter) Wasseranstiege ist eine mehrflügelige Windkraftanlage der Marke TV-8 mit 6 PS und einem Windraddurchmesser von 8 Metern vorgesehen (Abb. 29).
Diese Windkraftanlage verfügt über eine vertikale Welle, die unten mit einer Universalantriebswinde verbunden ist. Mit dieser Winde können Sie Wasser mit einer Kolbenpumpe pumpen und über einen Riemenantrieb verschiedene Futterzubereitungsmaschinen, eine Mühle, eine Kreiselpumpe, eine Vier-Pferde-Dreschmaschine und andere Maschinen mit einem Leistungsverbrauch von bis zu 6 PS antreiben. Die Windkraftanlage TV-8 kann auch eine Gruppe von Maschinen bedienen, die in diesem Fall über einen Gegenantrieb mit der Antriebsscheibe der Winde verbunden sind. Das Windrad des TV-8-Windmotors wird mit dem Heck in den Wind eingestellt und die Geschwindigkeit eingestellt, indem das Windrad mit einer Seitenschaufel teilweise aus dem Wind bewegt wird (Abb. 30).
Beim Betrieb mit einer Mahlmühle kann der Windmotor TV-8 bis zu 200 Kilogramm Getreide pro Stunde zu Mehl verarbeiten. Wenn Sie es an eine Kreiselpumpe anschließen, können Sie 5–6 Hektar Gemüsepflanzen bewässern, wobei das Wasser bis zu einer Höhe von 10 Metern ansteigt. Um Wasser aus Bohrlöchern und Brunnen zu fördern, werden derzeit Windpumpeneinheiten D-5-Systeme gebaut Stalin-Preisträger A. A. Rozhnovsky. Die mehrflügelige Windkraftanlage dieser Anlage ist auf dem Dach eines metallenen Wasserturms mit einem Fassungsvermögen von bis zu 20 Kubikmetern Wasser montiert (Abb. 31). Die Antriebsstange der Windkraftanlage ist direkt mit dem im Brunnen installierten Pumpenkolben verbunden.
Die Erfahrung mit dem Einsatz von Windenergieanlagen in der Landwirtschaft zeigt, dass sie sich bereits im ersten Betriebsjahr amortisieren. So ermöglichten Windkraftanlagen (TV-17 und TV-8) in 5 Kolchosen der Region Iwanowo im Jahr 1949 die Einsparung von 7699 Pferden und 7419 Arbeitstagen. In der Landwirtschaft wird für die Bewässerung von Pflanzen eine große Menge Wasser benötigt, insbesondere in Gebieten mit unzureichender Bodenfeuchtigkeit. In diesen Gebieten kommt es häufig zu starken Winden. In Dürreperioden nimmt der Wind meist zu. Dadurch ist es möglich, Windenergie zur mechanischen Bewässerung zu nutzen. Der große russische Wissenschaftler K. A. Timiryazev legte großen Wert auf Windkraftanlagen im Kampf gegen die Dürre. Im Jahr 1893 schrieb er: „Wenn die Niederländer mit Hilfe ihrer Windmühlen den Ozean bekämpfen und das Meer in trockenes Land verwandeln, wenn in unseren Städten verschiedene Windturbinen Wasser in die oberen Stockwerke der Häuser pumpen, warum konnte das dann nicht?“ Wenn derselbe Wind das Wasser vom Grund der Schluchten auf die ebenen Felder treibt, warum zwingt man ihn nicht, das Wasser, das er den Pflanzen entnommen hat, zu den Wurzeln zurückzuführen?
Von großem Interesse für den Einsatz in der Landwirtschaft, insbesondere für die mechanische Bewässerung, ist der schnelllaufende Dreiblatt-Windmotor D-12 mit einer Normalleistung von bis zu 14 PS (Abb. 32). Die Flügel dieser Windkraftanlage verfügen über Stabilisatoren, um die Geschwindigkeit des Windrades zu regulieren. Der Akademiker A. N. Kostyakov hat berechnet, dass eine Windpumpenanlage mit einem D-12-Windmotor bei Betrieb mit einer Kreiselpumpe die Bewässerung von Gartenfrüchten auf einer Fläche von bis zu 17 Hektar ermöglichen kann. Für die Mechanisierung vergrößerter Kollektivwirtschaften ist die leistungsstarke Hochgeschwindigkeitswindkraftanlage D-18 mit einer Normalleistung von bis zu 27 Kilowatt von großer Bedeutung (Abb. 33). Sie unterscheidet sich von der D-12-Windkraftanlage dadurch, dass der Kopf mit dem Windrad mittels Windrose gedreht wird (siehe Abb. 10).
Windkraftanlagen können erfolgreich zur Stromerhaltung und anderen arbeitsintensiven Arbeiten in der Landwirtschaft sowie zur Elektrifizierung in Gebieten eingesetzt werden, in denen die durchschnittliche jährliche Windgeschwindigkeit über 4,5 Meter pro Sekunde liegt. TsAGI-D-2 Wind-Elektromotoren mit einer Leistung von bis zu 100 Watt werden zur Beleuchtung kleiner Gebäude (Vereine, Schulen, Viehställe, Eisenbahnkasernen usw.) sowie zum Laden von Autobatterien, Radios und Telefonen eingesetzt. Sie können auch kollektivwirtschaftliche Radiozentren mit Strom versorgen. Diese Windkraftanlagen sind für die Stromversorgung verschiedener Expeditionen und Vermessungsgruppen von großer Bedeutung. Das sind die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Windkraftanlagen. Autor: Karmishin A.V.
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