Ten artykuł dotyczy silnika wiatrowego. Zobacz też: miejscowość o tej nazwie.

Wiatrak – budowla drewniana, niekiedy murowana, wyposażona w skrzydła poruszane siłą wiatru i napędzające urządzenia[1]. Jest najstarszym silnikiem wiatrowym – przetwarza energię wiatru na energię kinetyczną w ruchu obrotowym. Jest maszyną przepływową i poprzednikiem turbiny wiatrowej, którą czasami również nazywa się wiatrakiem.

Dawny wiatrak w ruchu
Rysunek przekrojowy i budowa młyna Britzer Mühle w Berlinie
Wiatrak „koźlak” w Pstrążnej
Wiatrak holenderski (Cmentarz Centralny w Szczecinie)
Wiatrak (holender) w Lønstrup
Koźlak w Lednogórze, przy trasie PoznańGniezno
Wiatrak Pitstone uważany za najstarszy na Wyspach Brytyjskich
Mechanizm wewnątrz wiatraka (wiatrak-koźlak, Skansen w Białowieży)
Wiatrak z Zygmuntowa w Muzeum Wsi Lubelskiej w Lublinie
Dwa wiatraki w Muzeum Wsi Opolskiej w Opolu-Bierkowicach

Wiatraki (z pionową osią) wynaleziono w IX wieku we wschodniej Persji, zaś w Europie – wiatraki z osią poziomą – pojawiły się pod koniec XII wieku[2].

Pierwsze wiatraki służyły głównie do mielenia zboża, w pierwszej połowie XIV wieku na terenie obecnej Holandii zaczęto używać wiatraków do napędzania pomp osuszających poldery. W późniejszych latach pojawiły się wiatraki tartaczne, inne mełły i mieszały pigmenty, rozdrabniały skały na kruszywa, plotły sznury konopne, wyciskały olej, mełły tytoń, drewno (na papier), kakao, kawę lub gorczycę (na musztardę).

Typy historyczne wiatraków: koźlak, paltrak, holender.

Historia wiatraków w Polsce[3]Edytuj

Drewniane wiatraki były znane i używane w Polsce przez kilka stuleci. Nie jest pewnym czy wiatraki do Polski przywędrowały ze wschodu czy z zachodu, ale na XV wiecznych rycinach odnajdywanych w Polsce widnieją wiatraki o poziomej osi obrotu, które były charakterystyczne dla techniki zachodniej.

Pierwszy zachowany dokument związany z ekonomicznym wykorzystaniem energi wiatrowej na ziemiach polskich jest datowany na wiek XIII. Dokument ten jest przyznanym pozwoleniem na budowę młyna napędzanego przez wodę albo wiatr dla klasztoru w miejscowości Biały Buk (północno-zachodnia Polska) przez księcia pomorskiego Wiesława z Rugen[4]. Dokument nie może potwierdzać zbudowania wiatraka, ale jest dowodem poziomu posiadanej wiedzy na temat wykorzystywaniu wiatru przy poruszaniu młyńskich żaren. W wieku XIV wiatraki stają się integralna częścią polskiego krajobrazu[5].

Z odnalezionych dokumentów wiadomo, że w 1303 roku młyn wiatrowy był w użyciu w Kobylinie (między Wrocławiem, a Poznaniem). W 1325 roku we Wschowej znajdował się młyn napędzany wiatrem. W 1377 roku udzielono zgody na budowę dwóch młynów wiatrowych niedaleko Chojnic. W 1394 roku uzyskano pozwolenie na budowę młyna wiatrowego w Rusinowie niedaleko Kwidzynia. 1396 roku uzyskano pozwolenie na budowę młyna wiatrowego w Świętej Lipce niedaleko Gdańska[6].

Liczba młynów wiatrowych wzrastała regularnie w następnych stuleciach, choć w zależności od regionu i dostępnych warunków terenowych, liczba ich była nierównomierna. Gdyż przy lepszych warunkach hydrologicznych częściej budowano koła wodne ze względu na ich wyższą sprawność i większą niezawodność.

Największe zainteresowanie wiatrakami pojawiło się w XIX wieku, ze względu na korzystne regulacje administracyjne. Gdzie uwłaszczenie chłopów nastąpiło we wszystkich częściach Polski pod zaborami, mieszkańcy danej wsi nie mieli już obowiązku mielenia zboża w wydzielonym młynie, a rozwój technologiczny sprawił, że wiatraki coraz częściej budowano na własne potrzeby gospodarstwa.

Podczas II Wojny Światowej na terenie Polski zostało zniszczonych ok. 60% wiatraków, których w 1939 roku było ponad 7000. Pozostała część popadła w ruinę przez brak konserwacji po wojnie, postępującej elektryfikacji i braku zainteresowania nimi władz komunistycznych. W 1954 istniało 3280 wiatraków z czego tylko 63 uznano za zdolne do pracy [7]. Z tych powodów wielowiekowa tradycja młynów wiatrowych w Polsce dobiegła końca.

Dobrze zachowane wiatraki znajdują się obecnie w wielu skansenach i muzeach etnograficznych na terenie całej Polski.

Historia wiatraków w EuropieEdytuj

Wiatraki w Europie zdobyły popularność w XIV wieku. Szacuje się, że w szczycie około 1850 roku ich liczba wyniosła około 200 000, co jest wartością niewielką w porównaniu z około 500 000 kół wodnych. Chociaż wiatraki były budowane w dużej liczbie aż do końca XIX wieku, wraz z nadejściem rewolucji przemysłowej, znaczenie wiatru i wody jako pierwotnych przemysłowych źródeł energii spadło i ostatecznie zostały one zastąpione parą (w młynach parowych ) i silnikami ze spalaniem wewnętrznym i silnikami elektrycznymi[8].

Według spisów przeprowadzonych przez rząd pruski w 1895 r. na terenie Cesarstwa Niemieckiego nadal działało 18 362 wiatraków i 54 529 młynów wodnych, z czego 97% pierwszych i prawie 60% drugich stanowiły młyny zbożowe[9]. W 1750 roku w Holandii było od 6 do 8 tysięcy wiatraków, w 1850 roku ich liczba wzrosła do 9-10 tysięcy. W Wielkiej Brytanii w 1820 r. było od 5 do 10 000 tyś. wiatraków. We Francji do 1847 roku zostało zbudowanych 8700 wiatraków i 37 tyś. młynów wodnych. W 1900 roku na terenie Finlandii znajdowało się ok. 20 tyś. wiatraków[8].

CiekawostkiEdytuj

Urządzeniami opartymi na tej samej zasadzie działania, ale o zdecydowanie mniejszych wymiarach, są wiatraczki wykorzystywane jako zabawki bądź jako elementy innych urządzeń (służące np. do sygnalizacji, pomiarów itd.).

Na tej samej zasadzie mogą pracować inne maszyny przepływowe np. turbiny parowe, turbiny gazowe. W wiatrakach przy stosunkowo niewielkiej prędkości czynnika i ciśnieniu wykorzystuje się długie łopaty, w turbinach natomiast łopatki są mniejsze i gęściej osadzone, ale prędkość czynnika i ciśnienia są znacznie większe.

Błędnie wiatrakami nazywane są też rozmaitego rodzaju wentylatory, które są jednak maszynami o odwrotnej zasadzie działania.

W 2017 roku holenderskie rzemiosło młynarzy wiatraków i młynów wodnych zostało wpisane na listę niematerialnego dziedzictwa UNESCO[10].

PrzypisyEdytuj

  1. Witold Szolginia: Architektura. Warszawa: Sigma NOT, 1992, s. 170. ISBN 83-85001-89-1.
  2. Bolesław Orłowski: Groźba i nadzieja. Sensacje z dziejów techniki. Warszawa: Młodzieżowa Agencja Wydawnicza, 1987, s. 37-40. ISBN 83-203-0224-2.
  3. Bartłomiej Igliński, Wind energy in Poland - History, current state, surveys, Renewable Energy Sources Act, SWOT analysis, Anna Iglińska i inni, „Renewable and Sustainable Energy Reviews”, 64, 2016, DOI10.1016/j.rser.2016.05.081, [1] (ang.).???
  4. M. Dembińska, Przetwórstwo zbożowe w Polsce Średniowiecznej (X-XIV wiek), Wrocław: Zakład Narodowy im. Ossolińskich, 1973.
  5. J. Święch, Wiatraki: Młynarstwo wietrzne na Kujawach, Włocławek: Oficyna Wydawnicza Włocławskiego Towarzystwa Naukowego, 2001.
  6. F. Klonowski, Z historii inwentaryzacji wiatraków na Warmii, Mazurach i Powiślu, Rocz Olszt, 1958.
  7. M. Pawlik, Wiatraki północno-wschodniej Polski., Białystok: Wydawnictwo Filii Uniwersytetu Warszawskiego, 1984.
  8. a b Wind powered factories: history (and future) of industrial windmills, LOW-TECH MAGAZINE [dostęp 2020-09-27] (ang.).
  9. Windmühlen im Kreis Lüben, www.lueben-damals.de [dostęp 2020-09-27] (niem.).
  10. UNESCO ICH: Craft of the miller operating windmills and watermills (ang.). [dostęp 2017-12-09].