ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΣ Μαθήτρια: Θένια Ψωφάκη Γυμνάσιο Νέας Χαλκηδόνας Τάξη: 1 η Γυμνασίου - Τμήμα: Α 2 Εκπαιδευτικός: Δημήτριος Νικολιδάκης
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Πρόλογος σελ. 1 Ενότητα 1- Ενέργεια & Ισχύς..... σελ. 2-6 Ενότητα 2- Περιγραφή του αντικειμένου μελέτης. σελ. 7-12 Ενότητα 3- Τεχνικά σχέδια του Έργου... σελ. 13-14 Ενότητα 4- Διαδικασία που ακολουθήθηκε.. σελ. 15-16 Ενότητα 5- Ιστορική Εξέλιξη του Ανεμόμυλου... σελ. 17-26 Ενότητα 6- Επιστημονικά στοιχεία και θεωρίες που σχετίζονται με τον Ανεμόμυλο Αρχές λειτουργίας.. σελ. 27-29 Ενότητα 7- Χρησιμότητα του έργου για τον άνθρωπο και την κοινωνία... σελ. 30-33 Ενότητα 8- Κατάλογος υλικών και εργαλείων Κόστος κατασκευής. σελ. 34-35 Ενότητα 9- Βιβλιογραφία.... σελ. 36-37
ΠΡΟΛΟΓΟΣ Μέσω του μαθήματος της Τεχνολογίας της Α Γυμνασίου μας δόθηκε η ευκαιρία να επιλέξουμε την ανάπτυξη μιας εργασίας και την κατασκευή της μικρογραφίας ενός έργου. Επέλεξα λοιπόν τον ΑΝΕΜΟΜΥΛΟ που εντάσσεται στην ενότητα ΕΝΕΡΓΕΙΑ-ΙΣΧΥΣ, γιατί πάντα με εντυπωσίαζαν οι παλιοί και εγκαταλελειμμένοι ανεμόμυλοι που παρατηρούσα συνήθως στα νησιά κατά την διάρκεια των διακοπών μου. Φάνταζαν επιβλητικοί και σαν να έκρυβαν κάποιο μυστήριο στο εσωτερικό τους. Κατόπιν σκέφτηκα ότι μου έδινε την δυνατότητα να κατασκευάσω ένα εντυπωσιακό έργο με πολύ απλά υλικά και χαμηλό κόστος, ενώ ταυτόχρονα μέσω της γραπτής εργασίας θα μάθαινε όλες τις πληροφορίες που ήθελα. Επιπλέον ο ανεμόμυλος είναι μια μονάδα παραγωγής ενέργειας που δεν μολύνει το περιβάλλον σε αντίθεση με τις μονάδες που χρησιμοποιούμε πλέον και που λειτουργούν με την καύση πετρελαίου ή άνθρακα. -1-
-2-
1.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ενέργεια είναι η ικανότητα ενός σώματος ή συστήματος να παράγει ένα έργο. Η λέξη ενέργεια υπήρχε στην αρχαία ελληνική γλώσσα αλλά χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά με τη σημερινή της σημασία το 1807 από τον Άγγλο επιστήμονα Τόμας Γιανγκ. Ο Τόμας Γιανγκ όταν χρησιμοποίησε την λέξη είχε στο μυαλό του την λέξη (εν + έργο) που σήμαινε <<έργο μέσα σε κάτι>>. Η ενέργεια χρησιμοποιήθηκε και χρησιμοποιείται σχεδόν σε όλες τις δραστηριότητες του ανθρώπου. Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΕΧΕΙ ΠΟΛΛΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ (είναι η ενέργεια που έχει ένα σώμα όταν κινείται) ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ (ορίζεται η ενέργεια που κατέχει ένα σώμα λόγω της θέσεως ή της κατάστασής του) ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ (είναι η ενέργεια που απελευθερώνονται όταν μετασχηματίζονται ατομικοί πυρήνες) ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ (είναι το σύνολο της κινητικής ενέργειας των σωματιδίων που συγκρατούν τα υλικά σώματα) ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ (αναφέρεται στην κινητική ενέργεια των κινούμενων ηλεκτρονίων, ηλεκτρικό ρεύμα) ΧΗΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ (το σύνολο της δυναμικής ενέργειας που απαιτήθηκαν για τη συγκρότηση μορίων χημικών ουσιών από διάφορα άτομα) Πάτμος -3-
ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΜΗ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΕΡΕΑ (άνθρακας) ΥΓΡΑ (πετρέλαια) ΑΕΡΙΑ (φυσικό αέριο) ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΒΙΟΜΑΖΑ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Κύρια μονάδα μέτρησης της ενέργειας, θερμότητας, έργου στο SI είναι το Τζάουλ Ισχύει J = Ν * m δηλ 1 Joule = 1 Newton * 1 Meter. ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ο άνθρωπος έχει εκμεταλλευτεί την αιολική ενέργεια από τα πρώτα χρόνια εμφανίσεως του πάνω στη γη. Αρχικά, χρησιμοποίησε την αιολική ενέργεια για να κινήσει τα πλοία, αιώνες ολόκληρους τα πλοία ήταν «ανεμοκίνητα», δηλαδή κινούνταν με πανιά που τα φούσκωνε ο άνεμος. Ο άνθρωπος επίσης προσπάθησε να μιμηθεί το πουλί και να πετάξει (είναι γνωστή η ιστορία του Δαίδαλου και του Ίκαρου). Αργότερα, Κινέζοι, Πέρσες Έλληνες κι Αιγύπτιοι χρησιμοποίησαν ανεμόμυλους για το άλεσμα των δημητριακών τους. Η εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας χάνεται στα βάθη της ιστορίας. Ήδη από το 3500πχ οι άνθρωποι χρησιμοποίησαν την ενέργεια του ανέμου στα ιστιοφόρα πλοία. Ο εγκλωβισμός τον ανέμων, κατά τον Όμηρο, στον ασκό του Αιόλου δείχνει ακριβώς την ανάγκη των ανθρώπων να διαθέτουν τους ανέμους στον τόπο και τον χρόνο που οι ίδιοι θα ήθελαν. Για πολλές εκατοντάδες χρόνια η κίνηση των πλοίων στηριζόταν στην δύναμη του ανέμου. Οι πρώτοι ανεμόμυλοι εμφανίστηκαν πιθανώς στην Περσία το700πχ. Τα φτερά τους περιστρέφονται οριζόντια κι συνδέονται απευθείας με μυλόπετρες που αλέθουν τα δημητριακά. Η αιολική ενέργεια χρησιμοποιήθηκε για την άρδευση καθώς και για την αποξήρανση των περιοχών που πλήττονταν από πλημμύρες. -4-
1.2 ΙΣΧΥΣ Η ισχύς είναι ένα από τα πιο σημαντικά μεγέθη της φυσικής. Είναι ο ρυθμός παραγωγής έργου, ή περισσότερο κατανοητά, ο ρυθμός μεταβίβασης οποιασδήποτε ενέργειας. Για ένα καθορισμένο φυσικό σύστημα, ισχύς ορίζεται ως η ενέργεια στη μονάδα του χρόνου που προσδίδεται στο σύστημα από το περιβάλλον (ή αντίστροφα, αποδίδεται από το σύστημα προς το περιβάλλον). Η ΙΣΧΥΣ ΕΧΕΙ ΠΟΛΛΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΘΕΡΜΙΚΗ ΙΣΧΥΣ είναι η θερμότητα στη μονάδα του χρόνου. Για παράδειγμα, ένα δοχείο που περιέχει νερό σε υψηλή θερμοκρασία και αφήνεται να κρυώσει προσδίδει στο περιβάλλον θερμική ισχύ ίση με, όπου είναι η μεταβολή της θερμότητας που παρατηρούμε σε χρόνο και είναι η θερμοχωρητικότητα του νερού. ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΣΧΥΣ που προσδίδεται σε ένα σύστημα που κινείται σε γραμμική (μεταφορική) κίνηση ισούται με το γινόμενο της ταχύτητας του επί τη δύναμη, Η μηχανική ισχύς που προσδίδεται σε ένα σύστημα σε περιστροφική κίνηση ισούται με το γινόμενο της γωνιακής ταχύτητας του επί τη ροπή Παράδειγμα μηχανικής ισχύος είναι η ισχύς που αποδίδεται από βενζινοκινητήρα προς τον άξονα κίνησης των τροχών αυτοκινήτου. Η στιγμιαία ισχύς που αποδίδει το εργαζόμενο μέσο στο έμβολο ισούται με τη δύναμη που ασκεί στο έμβολο επί τη στιγμιαία του ταχύτητα. Η ισχύς που μεταδίδεται από τον άξονα στους τροχούς ισούται με τη ροπή που ασκείται στον άξονα επί τη γωνιακή του ταχύτητα. -5-
ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΙΣΧΥΣ. Αγώγιμο καλώδιο συνδεδεμένο με μπαταρία τάσης V αν διέρχεται από ρεύμα Ι καταναλώνει ισχύ,. Αν δεν υπάρχει κάποιο άλλο φορτίο συνδεδεμένο με το καλώδιο, όπως μια λάμπα ή ένας ηλεκτροκινητήρας, η ισχύς αποδίδεται στο παράδειγμα αυτό ως θερμότητα στο περιβάλλον ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΙΣΧΥΣ. Για παράδειγμα, το κομπρεσέρ σε ένα εσκαπτικό μηχάνημα (μπουλντόζα) δίνει στο έμβολο (πιστόνι) κίνησης του εσκαφέα παροχή λαδιού Q υπό πίεση p. Η ισχύς που προσδίδεται στο έμβολο είναι, ΜΟΝΑΔΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ 1 W (watt ή βατ) = 1 J/s (joule/sec) 1 kw (kilowatt ή κιλοβάτ) = 1000 W 1 kcal/hr (kilocalorie/hour) = 1,16 KW 1 KW=0.86 kcal/hr 1 hp (horsepower ή ιπποδύναμη) = 0,73 kw -6-
-7-
ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΕΜΦΑΝΙΣΗ Διαφοροποίηση υπάρχει σε μικρά μορφολογικά στοιχεία που αποτελούν έκφραση των τεχνιτών που τους κατασκεύασαν καθώς και στα διαφορετικά υλικά που είχαν στη διάθεσή τους και χρησιμοποίησαν σε κάθε νησί ξεχωριστά. Στη Μύλο υπήρχε ικανότητα σχετικά εύκολης επεξεργασίας της πέτρας. Αποτέλεσμα αυτής της δυνατότητας ήταν η κατασκευή ομοιόμορφων και σταθερών τοιχοποιιών μικρού σχετικά πάχους. Αντίθετα, στη Σίφνο που υπάρχει πολύς σχιστόλιθος οι τοιχοποιίες ήταν μεγαλύτερου πάχους και πιο ευάλωτες στις καιρικές συνθήκες. Διαφοροποιήσεις παρατηρούνται και στο μέγεθος των πυργόμυλων καθώς και στη μείωση της εξωτερικής τους διάμετρος. Άλλες φορές υπήρχε μείωση προς τα επάνω. Άλλες φορές πάλι, η διάμετρος κρατιόταν σταθερή σε όλο το ύψος και πιο σπάνια υπήρχε μείωση από πάνω προς τα κάτω. Ο ανεμόμυλος έχει σχήμα κυκλικό ύψος 6-7 μέτρων, με πάχος τοιχίων ένα μέτρο, διάμετρο περί τα 4-5 μέτρα και αποτελείται από το ισόγειο, 1ο και 2ο όροφο. Μια πορτούλα στο ισόγειο που ήταν πολύ κοντή για τους ψηλούς ανθρώπουςκαι δυο παραθυράκια ανατολικά και δυτικά, ήταν τα μοναδικά κουφώματα. Όλη η εσωτερική κατασκευή και τα δάπεδα ήταν από ξύλο, εκτός από τη λίθινη ελικοειδή κάπως σκάλα χωρίς προστατευτικά κιγκλιδώματα, που προσφερόταν να ανεβαίνουν οι πελάτες σε φάλαγγα μέχρι τον 2ο όροφο. -8-
ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΙΣΟΓΕΙΟ Εκεί έμενε συνήθως η μυλωνού που υποδεχόταν τους πελάτες, έδινε τις απαραίτητες πληροφορίες και τους έδειχνε να ανεβάσουν το άλεσμα στο 2ο όροφο που ήταν ο μυλωνάς με το βοηθό. Αφού περνούσαν το άλεσμα στο καντάρι, είτε άλεθαν είτε το άφηναν για να πάρουν σειρά. Εκεί εκτός από το πρόχειρο κρεβάτι και μερικά σκαμνιά, ήταν και το πέτρινο εκκρεμές, μια πέτρα μεγάλη διάτρητη, μ' ένα σχοινί που έφθανε μέχρι το πηδάλιο (τιμόνι) του μυλωνά στο 2ο όροφο και με τις ανάλογες κινήσεις ρυθμίζονταν οι στροφές της μυλόπετρας, ακόμη και το σταμάτημα του μύλου Στο ισόγειο επίσης παρέμειναν οι πελάτες σε περίπτωση που δεν είχε αέρα για να περιμένουν μέχρι να φυσήξει και να κινηθεί ο μύλος με την αιολική ενεργεία. ΠΡΩΤΟΣ ΟΡΟΦΟΣ Στο 1ο όροφο-ταβλάδο ήταν το «γουρνί» στηριγμένο στο κέντρο του δοκαριού που γύριζε ο κάθετος άξονας με τη χελιδόνα στην πάνω μυλόπετρα. Επίσης στον ίδιο όροφο, στη σκεπή, τέσσερα σανίδια σε κάθετη θέση σαν τετράγωνο με δυο γάτζους για να πιάνουν τα τσουβάλια ήταν ο «λαιμός», για να «πέφτει» μέσα το αλεύρι. Από τη θέση αυτή, αφού το ξαναζύγιζαν, γιατί είχε φύρα, έπαιρνε ο μυλωνάς το «αξάι» (δέκατο) και ο αγρότης με το τσουβάλι στον ώμο κατέβαινε την επικίνδυνη σκάλα για αναχώρηση. Κάπου εσωτερικά στο τοιχίο είχε ένα τετράγωνο αρμάρι αποθηκούλα το «κουμούλι» που έβαζε ο μυλωνάς τα εργαλεία (κοπίδι κ.λπ.). ΔΕΥΤΕΡΟΣ ΟΡΟΦΟΣ Στον πάνω ταβλάδο, 2ο όροφο, που υποχρέωνε τους «ψηλούς» να σκύβουν, ήταν τα πάντα από ξύλο εκτός από τις μυλόπετρες. Η κάτω πέτρα ήταν «κολλημένη γερά» στο πάτωμα με μια τρύπα στο κέντρο, ακολουθούσε η πάνω μυλόπετρα, η κοφινίδα, η ρόδα κλπ. Η ονοματολογία των συμπληρωματικών εξαρτημάτων είναι περίπου ίδια με αυτήν του νερόμυλου όπως το αργάκτι, το βεργί που είχε επαφή με την πέτρα για να κυλά ο καρπός από την κοφινίδα, η χελιδόνα κ.λπ. Εξαίρεση αποτελούσαν τα χειροποίητα ξυλόγλυπτα όργανα και εξαρτήματα του ανεμόμυλου όπως ο ογκώδης τροχός (ρόδα) με τους 60 γοφούς και το φανάρι, που θυμίζουν γρανάζια μηχανών, αποθανατίζοντας έτσι τη λαϊκή τέχνη και σοφία. Πάνω από αυτά ήταν ο άξονας του μύλου, στρογγυλό, οριζόντιο δοκάρι που διαπερνούσε τη σκεπή (καππάζα) διαμετρικά και έβγαινε έξω στην άλλη πλευρά κατά 1.50 μέτρο. Σ' αυτή την προεξοχή (μπαστούνι), κάθετα προς τον οριζόντιο άξονα περιστροφής, σε διαμπερή έξοδο ήταν οι δώδεκα αντένες του ανεμοτροχού που έφθαναν περί τα δύο μέτρα από το έδαφος. -9-
ΚΑΠΠΑΖΑ-ΟΡΟΦΗ Ψηλότερα η καππάζα-οροφή, κωνική σε σχήμα, από ξύλο που κάλυπτε την κυκλική στέγη, ήταν ενσωματωμένη με τον άξονα και περιστρεφόταν ολόκληρη μέσα στους διαύλους της «στραβοξυλικής» ανάλογα με τη φορά του ανέμου και τις εντολές του μυλωνά. Περιοδικά έκαναν συντήρηση στα κανάλια της «στραβοξυλικής» με χοιρινό λίπος (γλίνα), την «παλα-μαρίζανε», για να «μαλακώνει» και να περιστρέφεται εύκολα η καππάζα. ΑΝΤΕΝΕΣ-ΠΤΕΡΥΓΙΑ Οι αντένες-πτερύγια ήταν από καραβόπανοσκόττα, σε σχήμα τριγωνικό, με το πλάτος στην περιφέρεια και η ανάπτυξή τους απαιτούσε ιδιαίτερη προσοχή. Για το σταμάτημα του μύλου, συντόνιζαν τις ενέργειες τους μυλωνάς και βοηθός, ο ένας στο πηδάλιο (τιμόνι) και στα ειδικά εμπόδια της στραβοξυλικής να εκτρέψει τον ανεμοτροχό από τις τριβές και τη διεύθυνση του αέρα (να βγάλει όξω από τα πανιά τον αγέρα), και ο άλλος έξω από το μύλο κάτω στο έδαφος να δέσει μ' ένα σχοινί τον ανεμοτροχό πάνω στους «μπότσους», τεμάχια ξύλου-καζίκια, στα «πέριξ» του ανεμόμυλου και να τον ακινητοποιήσει. Σαν δεν είχαν αλέσματα, πάνω σε μια αντένα ανέπτυσσαν κατά το ήμισυ το «πανί της» περιστρέφοντας τον τροχό, ώστε να φτάσει στο ψηλότερο σημείο και να φαίνεται από μακριά. Αυτό ήταν το σύνθημα (σινιάλλο) ότι ο μύλος ζητούσε αλέσματα για να αλέσει. Εξίσου σημαντική και δύσκολη εργασία ήταν το «κοπίδιασμα», ελαφρό λάξευμα στις πέτρες του μύλου που γινόταν σχεδόν κάθε 7-8 ημέρες, εφόσον ο μύλος δούλευε με έντονο ρυθμό, κάποτε και τις νύχτες με λυχνάρι. Για να σηκωθεί η πάνω πέτρα δεν χρησιμοποιούσαν «ακουφητή», αλλά με το τιμόνι και μ' ένα σχοινί με κόμπο στην οπή της πέτρας έδεναν την άλλη άκρη στον άξονα του ανεμοτροχού και έπαιρναν μερικές στροφές. Η τεράστια πέτρα σταδιακά σηκωνόταν σαν από γερανό και με ξυλένια στηρίγματα, «τα κατρακύλια», την κατρακυλούσαν δίπλα. Έτσι ήταν το πεδίο ελεύθερο για το κοπίδιασμα να κάνει «μύτες-ρουθούνια» και να κόβει άνετα τους σπόρους. -10-
Οι παράγοντες που επηρέαζαν το μυλωνά πού θα έκτιζε το μύλο του μύλο του ήταν δύο: Ο πρώτος και σημαντικότερος οφειλόταν στον άνεμο. Στην τοποθεσία που θα κτιζόταν ο μύλος θα έπρεπε να πνέουν δυνατοί βοριάδες. Οι βοριάδες είναι άνεμοι πιο σταθεροί από τους νοτιάδες που αλλάζουν συνεχώς ένταση και διεύθυνση. Ο δεύτερος παράγοντας οφειλόταν στην απόσταση του μύλου από την κατοικημένη περιοχή. Αφού εξασφαλίζονταν αυτοί οι δύο παράγοντες ο μυλωνάς προσπαθούσε να διασφαλίσει την ιδιοκτησία του οικοπέδου που είχε διαλέξει. Κοντά σε κάθε μύλο και σε αρκετή ακτίνα γύρω απαγορευόταν η οικοδόμηση γιατί έτσι παρεμποδιζόταν η ομαλή λειτουργία του. Το ανεμπόδιστο του αέρα από όλα τα μέρη μνημονεύεται ρητά στις αγοραπωλησίες των ανεμόμυλων. Τους ανεμόμυλους που συναντάμε στα τρία νησιά των νοτιοδυτικών Κυκλάδων (Μήλος, Σίφνος, Σέριφος) μπορούμε να τους χωρίσουμε σε δύο κατηγορίες: Α. Μύλοι με οριζόντια κίνηση Β. Μύλοι με κατακόρυφη κίνηση Στους ανεμόμυλους με κατακόρυφη κίνηση διακρίνουμε αυτούς που έχουν περιστρεφόμενη φτερωτή ανάλογα με τη διεύθυνση του αέρα και αυτούς που έχουν τη φτερωτή τους σταθερή. Το συνηθέστερο είδος είναι ο ανεμόμυλος με περιστρεφόμενη φτερωτή και ονομάζεται ξετροχάρης ή κοινός πυργόμυλος -11-
ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΑΝΕΜΟΜΥΛΩΝ ΓΙΑ ΚΤΙΡΙΟ Στις μέρες μας έγιναν σκέψεις για την χρησιμοποίηση των ανεμόμυλων όπως και των υπόλοιπων βιομηχανικών κτιρίων που υπάρχουν σε διάφορα σημεία της χώρας μας. Έτσι οι ειδικοί που ανέλαβαν τις μελέτες για την αξιοποίηση και επαναλειτουργία τέτοιων κτιρίων εξέφρασαν την εξής άποψη: «Μπορούμε να χωρίσουμε τα κτίρια σε δύο κατηγορίες: Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν τα κτίρια που λόγω της δομής και της συνθέσεως τους έχουν την ικανότητα να στεγάσουν κάποιες άλλες δραστηριότητες, διαφορετικές από αυτές που αρχικά κατασκευάστηκαν. Με κάποιες μετατροπές, μικρής κλίμακας, μπορούν να ενταχθούν ξανά στο κτισμένο περιβάλλον. Μια δεύτερη κατηγορία εξέφρασε την άποψη της επαναχρησιμοποίησης των ανεμόμυλων ως κτίρια των οποίων λόγω της μορφής τους και του χαρακτήρα τους είναι αδύνατον να χρησιμοποιηθούν για διαφορετικές χρήσεις από αυτές που αρχικά κατασκευάστηκαν. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι, σ έναν ανεμόμυλο είναι άτοπο να μιλάμε για κτίριο και μηχανή σαν να είναι δύο πράγματα. Με το σκεπτικό αυτό, αν από έναν ανεμόμυλο αφαιρεθεί ο μηχανισμός λειτουργίας του για να δημιουργηθεί ελεύθερος χώρος για την ανάπτυξη άλλων δραστηριοτήτων, θα αλλοιωθεί αυτόματα η οντότητα του ανεμόμυλου. Είναι αδιανόητο να μιλάμε για χρησιμοποίηση των ανεμόμυλων ως κατοικίες, αδειάζοντας τους από τα σπλάχνα τους και κρατώντας μονάχα το κέλυφός τους. Αν κρατήσουμε το μύλο με το μηχανισμό του, πάλι δεν υπάρχει ελεύθερος χώρος για την εγκατάσταση κάποιων άλλων λειτουργιών. Ο μόνος λόγος που τελικά επιβάλλει την διατήρηση και περίσωση των λιγοστών πια ακέραιων παραδειγμάτων ανεμόμυλων στη χώρα μας, είναι η αξία τους ως μνημεία. -12-
-13-
ΚΥΛΙΝΔΡΟΣ 17 X 30 CM ΚΩΝΟΣ ΜΑΚΕΤΟΧΑΡΤΟ 41 Χ 42 CM -14-
-15-
1. Έκοψα ένα κύλινδρο από λευκό χαρτόνι διαστάσεων 17Χ30, που θα το χρησιμοποιούσα για το κεντρικό κυλινδρικό κτίριο του ανεμόμυλου. 2. Έκοψα ένα κόνο από λευκό χαρτόνι που θα το χρησιμοποιούσα για σκεπή του ανεμόμυλου. 3. Έκοψα ξεραμένα κλαδιά από ένα φοίνικα και τα κόλλησα στο κόνο για να να δώσω την εικόνα της «καλαμωτής σκεπής». 4. Κόλλησα τον τοίχο δολομίτη στον κύλινδρο. 5. Δημιούργησα 2 αντικριστές τρύπες στο κύλινδρο και πέρασα τον άξονα του μύλου (ξύλο στερέωσης και περιστροφής της φτερωτής). 6. Έκοψα τρίγωνα υφάσματος καραβόπανου και με την χρήση ενός πιστολιού σιλικόνης και σχοινιού δημιούργησα τα πτερύγια. 7. Έκοψα το λευκό μακετόχαρτο στις διαστάσεις 41Χ42. 8. Κόλλησα με το πιστόλι σιλικόνης στο μακετόχαρτο τον ανεμόμυλο. 9. Κόλλησα με ατλακόλ την γκρι άμμο στην επιφάνεια του μακετόχαρτου. 10. Έφτιαξα 2 σακιά από ύφασμα και τα κόλλησα με ατλακόλ στο μακετόχαρτο δίπλα από τον μύλο. 11. Κόλλησα με το πιστόλι σιλικόνης θάμνους σε διάφορα σημεία του μακετόχαρτου. 12. Έφτιαξα πέτρες από πηλό αέρος και τις κόλλησα με το πιστόλι σιλικόνης περιμετρικά του μακετόχαρτου ώστε να δημιουργηθεί μια χαμηλή μάντρα του χωραφιού. -16-
-17-
Η αιολική ενέργεια είναι μια από τις παλαιότερες μορφές φυσικής ενέργειας που αξιοποιήθηκε από πολύ νωρίς και έπαιξε αποφασιστικό ρόλο στην εξέλιξη της ανθρωπότητας. Η σημασία της ενέργειας του ανέμου φαίνεται στην Ελληνική Μυθολογία όπου ο Αίολος διορίζεται από τους Θεούς του Ολύμπου ως ο «Ταμίας των Ανέμων». Ο άνθρωπος χρησιμοποίησε για πρώτη φορά την αιολική ενέργεια στα ιστιοφόρα πλοία, γεγονός που συνέβαλε αποφασιστικά στην ανάπτυξη της ναυτιλίας, στην προώθηση του εμπορίου και στην οικονομική ευημερία των παραθαλάσσιων λαών. Μια άλλη εφαρμογή της αιολικής ενέργειας είναι και οι ανεμόμυλοι οι οποίοι αντικατέστησαν τη μυϊκή δύναμη των ανθρώπων και των ζώων. Ο ανεμόμυλος είναι μια διάταξη που χρησιμοποιεί ως κινητήρια δύναμη την κινητική ενέργεια του ανέμου (αιολική ενέργεια). Χρησιμοποιείται για την άλεση σιτηρών και την άντληση νερού Ο πρώτος ανεμόμυλος σχεδιάστηκε από τον Ήρωνα τον 1o μ.χ. και ήταν οριζόντιου άξονα περιστροφής και είχε τέσσερα πτερύγια. ΜΕΣΗ ΑΝΑΤΟΛΗ-ΒΟΡΕΙΑ ΚΙΝΑ-ΚΡΙΜΑΙΑ-ΔΥΤΙΚΗ ΕΥΡΩΠΗ-ΗΠΑ Οι αρχαίοι λαοί της ανατολής χρησιμοποιούσαν ανεμόμυλους. Η πρώτη αναφορά όμως έγινε σε ένα περσικό συγκρότημα το (644μ.χ). Το συγκρότημα αυτό βρίσκεται στο Σειστάν και ο ανεμόμυλος ήταν οριζόντιου τύπου δηλαδή με ιστία, τοποθετημένα ακτινικά σε ένα κατακόρυφο άξονα. Ο άξονας αυτός στηριζόταν μόνιμα σε ένα κτίσμα με ανοίγματα σε αντιδιαμετρικά σημεία για την είσοδο και έξοδο του αέρα. Κάθε μύλος έδινε απευθείας κίνηση σε έναν μόνο ζεύγος μυλόπετρες. Οι πρώτοι μύλοι είχαν τα ιστία κάτω από τις μυλόπετρες, όπως δηλαδή συμβαίνει και στους οριζόντιους ανεμόμυλους. Ίδιου τύπου ανεμόμυλοι υπήρχαν στην βόρεια Κίνα όπου και χρησιμοποιήθηκαν για την εξάτμιση του θαλασσινού νερού για να παραχθεί αλάτι από τον 13 ο μέχρι τον 16 ο αιώνα. Τον ίδιο τύπο ανεμόμυλου το χρησιμοποιούσαν και στην Κριμαία και στις περισσότερες χώρες της Δυτικής Ευρώπης και τις Η.Π.Α αλλά λίγοι διασώθηκαν μέχρι σήμερα. Ο πιο αντιπροσωπευτικός τύπος των ανεμόμυλων είναι ο τύπος με το <<στροφείο σχήματος s>> που ο εφευρέτης της είναι ο Φιλανδός (s.j.savinious). -18-
ΟΙ ΠΡΩΤΟΙ ΕΥΡΩΠΑΙΚΟΙ ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΙ Ο πρώτος ανεμόμυλος έφτασε στην Ευρώπη από τους Άραβες και ήταν τύπου κατακόρυφου ρωμαικού υδραυλικού τροχού. Υπάρχει όμως η διαφορά ότι, ο ανεμόμυλος είχε στη θέση του τροχού κατακόρυφα φτερά που μετέδιδαν την κίνηση στις μυλόπετρες με ένα ζεύγος οδοντωτών τροχών. Τέτοιοι ανεμόμυλοι εμφανίστηκαν στην Γαλλία το 1180, στην Αγγλία το 1191 και στην Συρία την εποχή των σταυροφόρων το 1190. Στις αρχές του 14ου αναπτύχθηκαν στη Γαλλία οι ανεμόμυλοι σε σχήμα πύργου (ξεστροχάρης). Σε αυτό το τύπο ανεμόμυλου οι μυλόπετρες και οι οδοντωτοί τροχοί βρίσκονται σε έναν σταθερό πύργο με κινητή οροφή ή κάλυμμα, στην οποία στηρίζονται τα ιστία και η οποία μπορούσε να στραφεί, επάνω σε ειδική τροχιά, στην κορυφή του πύργου. Ο περιστρεφόμενος ανεμόμυλος με κοίλο εσωτερικό άξονα επινοήθηκε στις κάτω χώρες στις αρχές του 15 ο αιώνα. ΕΛΛΗΝΙΚΟΙ ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΙ Παροικιά - Πάρος Οι ανεμόμυλοι εμφανίστηκαν στην Ελλάδα τον 12 ο αιώνα και μετά. Στην Ελλάδα η χρήση των ανεμόμυλων ήταν πολύ εκτεταμένη, λόγου του πλούσιου αιολικού δυναμικού της χώρας. Αν και είχαν εμφανιστεί πολλούς αιώνες πριν στην Ελλάδα εμφανίστηκαν κατά τη βυζαντινή περίοδο. Κατά κανόνα εμφανίζονταν σε κυλινδρικά, πέτρινα, διώροφα κτίρια. Στον πρώτο όροφο βρισκόταν ο άξονας ενώ στο κάτω όροφο γινόταν η άλεση και η αποθήκευση των σιτηρών. Τα πτερύγιά τους ήταν πάνινα 5-15 μέτρα σε μήκος και το 1/5 του μήκος της σε πλάτος. Ένας ανεμόμυλος μπορούσε να χωρέσει 20-70 κιλά σιτηρά. Σήμερα οι ανεμόμυλοι χρησιμοποιούνται για τουριστικούς λόγους. -19-
Τέσσερις φαίνεται ότι, είναι οι τύποι των χρησιμοποιούμενων αλεστικών ανεμόμυλων στο ελλαδικό χώρο. Ταράλης κατακόρυφου άξονα ή ταβλόμυλος Ταράλης οριζόντιου άξονα Αξεστροχάρης ή μονόπαντος ή μονόκαιρος Ξεστροχάρης 1 ος ανεμόμυλος του ΗΡΩΝΑ -20-
ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΙ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΣ ΣΤΗΝ ΤΗΝΟ ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΣ ΣΤΗ ΡΟΔΟ -21-
ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΣ ΣΤΗ ΜΥΚΟΝΟ ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΙ ΣΤΗ ΧΙΟ -22-
ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΣ ΣΤΗ ΥΔΡΑ ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΣ ΣΤΗ ΛΕΥΚΑΔΑ -23-
ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΙ ΣΤΗΝ ΙΟ -24-
ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΙ ΣΤΟ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΣΤΟ ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΙ ΣΤΗΝ ΟΛΛΑΝΔΙΑ -25-
ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΣ ΣΤΗΝ ΓΕΡΜΑΝΙΑ -26-
-27-
1. Η αιολική ενέργεια αποτελεί μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, που σημαίνει ότι δεν εξαντλείται, σε αντίθεση με την ενέργεια από συμβατικά καύσιμα. 2. Είναι μια καθαρή μορφή και ήπια προς το περιβάλλον ενέργεια, που η χρήση της δεν επιβαρύνει τα οικοσυστήματα των περιοχών εγκατάστασης και παράλληλα αντικαθιστά ιδιαίτερα ρυπογόνες πηγές ενέργειας, όπως το κάρβουνο, το πετρέλαιο και την πυρηνική ενέργεια. ΓΙΑ ΤΗ ΧΩΡΑ ΜΑΣ ΙΣΧΥΟΥΝ ΤΑ ΠΑΡΑΚΑΤΩ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 1. Διαθέτουμε πολύ υψηλό αιολικό δυναμικό, ενδεικτικά στα νησιά του Αρχιπελάγους εμφανίζονται άνεμοι σημαντικής ταχύτητας και διάρκειας σχεδόν ολόκληρο το έτος. 2. Απεριόριστες δυνατότητες σύστασης αιολικών εγκαταστάσεων παραγωγής ενέργειας σε μια αγορά με σημαντικό αριθμό αναξιοποίητων θέσεων εγκατάστασης. 3. Απεξάρτηση της χώρας μας από τα εισαγόμενα καύσιμα, τα οποία οδηγούν αφ ενός σε συναλλαγματική αιμορραγία τη χώρα μας, αφετέρου σε εξάρτηση της από χώρες εκτός Ευρωπαϊκής Ένωσης. 4. Η υψηλή σεισμικότητα της χώρας μας εγκυμονεί κινδύνους για τις θερμοηλεκτρικές και κυρίως τις πυρηνικές εγκαταστάσεις, με αποτέλεσμα να θεωρείται προβληματική στο άμεσο μέλλον η κατασκευή πυρηνικών μονάδων στη χώρα μας. -28-
5. Η σημαντική διασπορά και ανομοιομορφία του κόστους παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας στα διάφορα τμήματα της χώρας μας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ότι ακόμα και σε περίπτωση που η μέση τιμή διάθεσης της ηλεκτρικής ενέργειας στη χώρα μας θα είναι ελαφρώς κατώτερη του οριακού κόστους της παραγόμενης αιολικής KWh, σε αρκετά νησιά της χώρας μας το κόστος παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας είναι πολλαπλάσιο, ενίοτε και υπερδεκαπλάσιο, του οριακού κόστους παραγωγής της Δ.Ε.Η. 6. Η δυνατότητα τόνωσης της ελληνικής κατασκευαστικής δραστηριότητας με προϊόντα υψηλής Εγχώριας Προστιθέμενης Αξίας (Ε.Π.Α.) και συγκριτικά χαμηλού επενδυτικού κόστους, όπως θα μπορούσε να αποτελέσει η απόφαση συμπαραγωγής ανεμογεννητριών στην χώρα μας, συνεισφέροντας ταυτόχρονα και στη μείωση της ανεργίας. 7. Η υψηλή Ε.Π.Α. η οποία συνοδεύει την απόφαση εγχώριας παραγωγής ανεμογεννητριών. Η εκτιμούμενη Ε.Π.Α. μπορεί να φθάσει και να υπερβεί με τη σταδιακή απόκτηση εμπειρίας και στο 90% του συνολικού κόστους μιας ανεμογεννήτριας, ενισχύοντας ταυτόχρονα την εθνική οικονομία. 8. Η αξιόλογη εγχώρια ήλεκτρο-μηχανολογική εμπειρία, καθώς και το σημαντικό επιστημονικό-ερευνητικό ενδιαφέρον και δραστηριότητα στη γνωστική περιοχή της αιολικής ενέργειας. -29-
-30-
Οι ανεμόμυλοι σύμφωνα με την χρήση που είχαν τα παλιά χρόνια, δηλαδή την άλεση του σίτου, την άντληση του ύδατος, θα λέγαμε ότι δεν είχαν καμία επίπτωση στο περιβάλλον. Στις μέρες μας όμως που οι ανεμογεννήτριες, που θεωρούνται εξελιγμένοι ανεμόμυλοι, χρησιμοποιούνται στην παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, θα λέγαμε ότι επιδρούν θετικά στο περιβάλλον δίνοντας λύση στο πρόβλημα της ηλεκτροπαραγωγής. -31-
Οι κατά καιρούς χρήσεις του ανεμόμυλου επικεντρώνονται στα παρακάτω: 1. Άλεση των σιτηρών Είναι γνωστό ότι από τα αρχαία χρόνια έως και την πρωτοβιομηχανική εποχή, τα δημητριακά αποτέλεσαν τη βάση της διατροφής των νησιωτικών κοινωνιών. Τα νησιά, όμως, δεν υπήρξαν ποτέ αυτάρκη στην παραγωγή τους και έτσι πάντοτε γινόταν εισαγωγή, ιδίως κριθαριού. Για το άλεσμα των δημητριακών χτίστηκαν οι ανεμόμυλοι, μια και η περιοχή είχε τους κατάλληλους ανέμους για περισσότερες από 310 μέρες το χρόνο, ενώ στα περισσότερα νησιά το νερό ήταν λιγοστό για να λειτουργήσουν νερόμυλοι. Επιπλέον, στο κέντρο του Αιγαίου, στο Ρέμα της Μήλου υπήρχε εξαιρετικής ποιότητας μυλόπετρα. Έτσι στα τέλη του 19ου αιώνα συναντούμε στις Κυκλάδες τη μεγαλύτερη πυκνότητα αλεστικών ανεμόμυλων τόσο ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο (1 ανά 4 τετρ. χλμ), όσο και ανά αριθμό κατοίκων (1 ανά 190 κατοίκους). 2. Αποξήρανση εδαφών Η χρήση των ανεμόμυλων για την αποξήρανση εκτάσεων άρχισε στην Ολλανδία πριν από αιώνες, όταν οι Ολλανδοί άρχισαν επεκτείνουν τις εδαφικές εκτάσεις που προσφέρονταν για καλλιέργεια. Αρχή χρησιμοποιήθηκε ο τροχός με σκαφίδια. Αυτός ήταν μάλλον όμοιος στην εμφάνιση με ένα συμβατικό νερότροχο, όμως τα πτερύγια του σήκωναν το νερό και δεν γύριζαν τον τροχό. Σκαφιδωτοί τροχοί χρησιμοποιήθηκαν για αποξήρανση σε μεγάλη κλίμακα στην Αγγλία και ανεμόμυλοι έγιναν ένα χαρακτηριστικό στοιχείο υπαίθρου γύρω από το Norfolk Broads κατά τη διάρκεια του 19ου αιώνα και στις αρχές του 20ου αιώνα. Οι σκαφιδωτοί τροχοί μπορούσαν να σηκώσουν το νερό κατά 1ως 1.5 μέτρα και στην Ολλανδία τοποθετούνταν αρκετοί στην σειρά, όταν απαιτούνταν ψηλότερο ανέβασμα νερού. 3. Αντλίες ανεμόμυλων Ο ανεμόμυλος που χρησιμοποιούνταν για την παροχή νερού στις κατοικίες μερικές φορές ονομαζόταν ανεμομηχανή, για να ξεχωρίζει από το συμβατικό ανεμόμυλο. Μερικοί χρησιμοποιήθηκαν για παροχή νερού από ποταμούς, λίμνες και τεχνητές λίμνες, σε αγροκτήματα αλλά πολύ λίγοι από αυτούς υπάρχουν σήμερα. Σε μερικά μέρη όμως, όπως στις περισσότερο αραιοκατοικημένες περιοχές των Η.Π.Α., της Αυστραλίας και της Νότιας Αφρικής, υπάρχουν ακόμα εγκατεστημένες πολλές χιλιάδες από ανεμόμυλους-αντλίες. Σε ξηρές χώρες, όπου η επιφάνεια του νερού είναι περίπου 100 ως 1.000 μέτρα κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, δημιουργείται μια τρύπα γεωτρήσεως με έναν ανεμόμυλο στην κορυφή και έναν κύλινδρο παλμικής αντλίας στο κάτω μέρος. Αυτό εξασφαλίζει νερό σε μια δεξαμενή για παροχή σε κατοικίες ή σαν απόθεμα νερού. -32-
4. Παραγωγή ηλεκτρισμού Ο πρώτος ανεμόμυλος για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας κατασκευάστηκε στο Cleveland του Οχάιο το 1888 και είχε ισχύ 12 KW. Προς το παρόν μπορούμε να πούμε, ότι οι προσπάθειες για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τη δύναμη του ανέμου έχουν πετύχει μόνο σε μικρές κλίμακες. Όμως, καθώς οι κυβερνήσεις όλων των χωρών της γης ψάχνουν για πηγές ενέργειας ως εναλλακτικές λύσεις στα καύσιμα όπως πετρέλαιο, ο άνθρακας κ.λ.π. ή στην ατομική ενέργεια, οι άνθρωποι έχουν στραφεί προς τη δημιουργία αιολικών πάρκων με τη χρήση των ανεμογεννητριών για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Η ενίσχυση της ενεργειακής ανεξαρτησίας και της ασφάλειας κάτι ιδιαίτερα σημαντικό για τη χώρα μας και την Ευρώπη γενικότερα. Ο άνεμος είναι μια ανεξάντλητη πηγή ενέργειας, η οποία μάλιστα παρέχεται δωρεάν. Η Αιολική ενέργεια είναι μια ενεργειακή επιλογή τεχνολογικά ώριμη, οικονομικά ανταγωνιστική και φιλική προς το περιβάλλον. Προστατεύει τη Γη, καθώς ο ηλεκτρισμός που παράγεται από τον άνεμο αντικαθιστά τον ηλεκτρισμό που παράγεται από τους συμβατικούς σταθμούς οι οποίοι ρυπαίνουν την ατμόσφαιρα με αέρια του θερμοκηπίου. Δεν επιβαρύνει το τοπικό περιβάλλον με επικίνδυνους αέριους ρύπους, μονοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του θείου, καρκινογόνα μικροσωματίδια κ.α., όπως γίνεται με τους συμβατικούς σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Ένα Αιολικό Πάρκο με εγκατεστημένη συνολική ισχύ 35 ΜW αναμένεται να υποκαταστήσει 19.000 τόνους πετρελαίου ετησίως, ενώ η αποφυγή αερίων ρύπων λόγω της λειτουργίας του έργου εκτιμάται ετησίως σε 68.154 τόνους διοξειδίου του άνθρακα. ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Ο θόρυβος που παράγεται από την περιστροφή των πτερυγίων. Η υποβάθμισης της αισθητικής του τοπίου. Η επίδραση στις γεωργικές και κτηνοτροφικές δραστηριότητες. Οι επιπτώσεις στον πληθυσμό των πουλιών, κυρίως των μεταναστευτικών. -33-
-34-
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΥΛΙΚΩΝ ΚΑΙ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ Μακετόχαρτο Άμμος Θάμνοι Κοπίδι Ξύλινη ρόδα με υποδοχές για τα καδρονάκια Καδρονάκια Ταπετσαρία για τοίχο δολομίτη Ατλακόλ Σχοινί βαμβακερό Ύφασμα Ψαλίδι Χαρτόνι Πιστόλι σιλικόνη Πηλός αέρος Σακιά από σιτάρι Πλαστικό ζωάκι ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Α/Α ΕΙΔΟΣ ΤΙΜΗ 1 Μακετόχαρτο 4,00 2 Άμμος 1,96 3 Θάμνοι 2,82 4 Κοπίδι 0,60 5 Ξύλινη ρόδα με υποδοχές 2,34 6 Καδρονάκια 0,85 7 Ταπετσαρία για τοίχο δολομίτη 2,00 8 Ατλακόλ 0,90 9 Σχοινί βαμβακερό 0,00 10 Ύφασμα 0,00 11 Ψαλίδι 0,70 12 Χαρτόνι 0,30 13 Πιστόλι σιλικόνης 0,00 14 Πηλός αέρος 1,90 15 Σακιά από σιτάρι 0,00 16 Πλαστικό ζωάκι 0,00 ΣΥΝΟΛΟ 18,37-35-
-36-
http://www.tallos.gr/library.asp?id=5 http://costisnet.weebly.com/ http://el.wikipedia.org/wiki/ http://www.scribd.com http://www.architecturalfiles.com http://www.google.com (εικόνες) -37-
ΙΣΟΓΕΙΟ ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΥ