Vjetrenjača

Vjetrenjača  se prvenstveno odnosi na mlin koji pretvara energiju vjetra u rotacionu energiju pomoću krila koja se nazivaju jedra. Vjetrenjače su se prvi put pojavile u Perziji u 9. vijeku nove ere.Glick, Thomas F., Steven Livesey, and Faith Wallis. Medieval science, technology, and medicine: an encyclopedia. Routledge, 2014, 519Geography, Landscape and Mills – Pennsylavania State University Vjetrenjače se, pored vodenica koje koriste hidroenergiju, do pronalaska motora, smatraju za prve ili rane motore predindustrijskog doba.  Najviše su korištene kao mlin za mljevenje žitarica, pumpa za vodu ili pumpna stanica, potom za obradu  - pilana i mlin za ulje.

Historija
mini|lijevo|180px|Šematski rekonstruisan prikaz Heronovih orgulja koje pokreće kolo na vjetar - vjetrenjača.

Porijeklo i nastanak vjetrenjače nije potpuno utvrđeno zbog nedostatka pouzdanih izvora. Tačna saznanja o starosti vjetrenjača, kao i o njihovom porijeklu nisu dostupna. Pisani izvori iz Antičkog doba kao što je Hamurabijev zakon ukazuje da su prve vjetrenjače sagrađene prije više od 4.000 godina. Međutim, ne postoji kvalitetan materijalni dokaz da su Antički narodi kao što su Egipćani, Feničani, Grci i Rimljani znali za vjetrenjače. Takođe, postoji pisani izvor koji navodi da je Heron iz Aleksandrije izumio kolo na vjetar u 1. vijeku nove ere. Antički narodi su svakako bili svjesni potencijalne snage vjetra koristeći uspješno jedra na svojim lađama, te da je moguće da su razvili neku ranu primitivnu formu vjetrenjače koja nije imala korisnu i masovnu primenu. Osim toga, treba imati u vidu da su antičke države bile robovlasnička društva, koja su za težak fizički rad više koristila ljudsku i životinjske snagu. Utemeljenje Islama i Hrišćanstva uticalo je na nastanak feudalizma tokom čijeg perioda dolazi do omasovljenja vodenica i vetrenjača. 
mini|lijevo|180px|Perzijske vjetrenjače u Nasthifanu, današnji Iran blizu granice sa Afganistanom. Smatra se da su stare 1000 godina.
mini|desno|180px|Maketa perzijske vjetrenjače u njemačkom muzeju u Münchenu.
Perzijske vjetrenjače koje su konstruisane sa vertikalnom osom rotacije i vertikalnim krilima, lopatama ili jedrima prema izveštajima islamskih geografa nalaze se u upotrebi u istočnoj Perziji u 9. vijeku nove ere, a da se njihov razvoj može pratiti od 5. vijeka. Perzijske vjetrenjače su imale vertikalnu osovinu i 6-12 jedara pokrivenih trskom ili platnom, a korištene su za mljevenje žitarica i pumpanje vode. Uz pisane i materijalne dokaze danas je šire prihvaćeno da su vjetrenjače našle prvu korisnu primjenu u Perziji. Značajno je napomenuti da je persijska vjetrenjača sa vertikalnom osovinom analogična sa vodenicom sa vertikalnom osovinom koju pokreće horizontalni vodenički točak (kolo) a za koju se smatra da je nastala daleko ranije na Bliskom istoku u Helenističko doba.
mini|lijevo|180px|Kineska vjetrenjača.
Drugi tip vjetrenjače sa vertikalnom osom rotacije ali sa sklopivim krilima je poznat kao kineska vjetrenjača. Krila ili jedra mogu se lako montirati na način da se automatski prilagođavaju smjeru vjetra te se zbog toga mogu duže koristiti. Nejasno je da li su starije perzijske ili kineske vjetrenjače. Jedna grupa historičara smatra da je tehnološki kulturni uticaj išao pravcem od Perzije, preko Srednje Azije i Afganistana do Kine, dok druga grupa smatra da je kulturni uticaj išao obrnutim pravcem. Treća grupa historičara smatra da perzijske i kineske vjetrenjače nastale nezavisno jedna od druge. Tehnologija kineske verzije razlikuje se od perzijske jer koristi samopodešavajuća krila bez zidane konstrukcije. Perzijske vjetrenjače smještene su u poluotvorenu zidanu konstrukciju. Dodatno zbunjuje vrijeme nastanka kineske vjetrenjače. Šire je prihvaćeno da su kineske vjetrenjače nastale oko 1000. godine nove ere. Pretpostavlja se da je njihov razvoj započeo od 5. vijeka nove ere. Od dinastije Ming (1386–1644), Kinezi su koristili vjetrenjače za pumpanje vode u polja i u solanama za proizvodnju soli, kao i za dobijanje poljoporivrednih nusproizvoda. Prvo spominjanje vjetrenjače u kineskim izvorima je iz 1219. godine, a riječ je o putopisu iz Turkmenistana. Međutim, ovo bi mogao više biti opis perzijske vjetrenjače na koju je naišao kineski putopisac. Zanimljivo da je u provinciji Jiangsu zabilježno da je 1959. godine radilo više od 200.000 vjetrenjača.mini|lijevo|180px|Engleski prikaz vjetrenjače, oko 1340. godine.
180px|mini|desno|Vjetrenjače u Zapadnom Sibiru 1912. Izvorni evopski tip vjetrenjačd ipak je opstao do početka 20.  vijeka. Fotografija Sergeja Prokudina-Gorskog.

Arapske vjetrenjače su dospele na Iberijsko poluostrvo sa širenjem Islama i tamo su poboljšane.
Do 11. vijeka, vjetrenjače sa vertikalnom osovinom dospele su do Južne Evrope, uključujući Iberijsko poluostrvo, preko El-Andaluza i do Bizantije na obalu Egejskog mora, na Balkanu.

Vjetrenjače sa horizontalnom osom rotacije javljaju se u Flandriji, jugoistočnoj Engleskoj i Normandiji tokom razvijenog Srednjeg vijeka. Pojedini historičari smatraju da ovaj tip vjetrenjače nezavisni evropski izum. Danas se među historičarima vodi rasprava da li su perzijske vertikalne vjetrenjače uticale na nastanak evropskih horizantalnih vjetrenjača. Jedan od prvih zapisa o vjetrenjači zabilježen je 1185. godine, u Yhorkshireu, u Engleskoj. Pojedini historičari smatraju da je do inspiracije i razvoja evropskih vjetrenjača došlo u vrijeme Krstaških ratova. Osim specifične horizontalne ose glavna karakteristike je da je mehanizam smješten u zatvorenoj drvenoj kući - mlinu, koja se ručno cijela mogla da okrene kako bi se mogao da uhvati smjer vjetra. Vredi napomenuti da je ova vjetrenjača analogična sa vodenicom sa horizontalnom osovinom koju pokreće vertikalno vodeničko kolo (točak) koje je nastala znatno ranije.
mini|lijevo|180px|Vjetrenjače La Manča, koje su ovjekovečene u romanu Don Kihot. Iz ovog romana proistekla je fraza „borba sa vjetrenjačama".
mini|desno|180px|Vjetrenjača u Nesebaru, Bugarska.

U doba renesanse i reformacije, u Holandiji i Engleskoj, vjetrenjače se stalno unapređuju do 18. vijeka kada počinju da se šire na veći dio Evrope ali i u Novi svijet. U kasnom Srednjem vijeku i na početku renesanse vjetrenjače su inspirisale prve autore crteža letelica ali i kreatore prvih praktičnih letelica - igrački.Helikopter kao igračka (Politka, R.M. 25.02. 2019.) Na tlu Srbije vjetrenjače se prvi put spominju tokom Osmanlijskog carstva, u prvoj polovini 17. vijeka. Na Balkanu tokom osmanlijskog perioda najvjerovatnije je bio zastupljen prvobitan evropski tip vjetrenjače o čemu i danas svjedoče sačuvani primjerci istog tipa vjetrenjača u Grčkoj i Bugarskoj. U Holandiji se razvija vjetrenjača kod koje se samo vrh okreće. Ove vjetrenjače su imale fiksnu drvenu konstrukciju koja je u svom sklopu imala mehanizam za mljevenje i pokretni vrh koji su činili krov, jedra, vratilo i kočnice. Na ovaj način se obrtao samo vrh u pravcu vjetra, a ne cijela građevina kao do tada. Ova tehnologija omogućila je da vjetrenjače postanu veoma velike i da obavljaju više poslova istovrijemeno. Zlatno doba vjetrenjača u Holandiji je 18. vijek kada je u ovoj maloj zemlji ali kolonijalnoj sili zabilježeno čak 10 hiljada vjetrenjača. Koriste se za mljevenje brašna i pumpanje vode, a kasnije i za odvajanje zrnja od stabljike, pilane i druge potrebe.
mini|desno|180px|Vjetrenjača u Sentandreji.
mini|lijevo|180px|Vjetrenjača u Muzeju na otvorenom u Sentandreji, Mađarska.

Jedna od prvih vjetrenjača u Austrijskom Carstvu sagrađena je 1768. godine od strane stolara u Bratislavi. U vrijeme Austrijskog Carstva u današnjoj Vojvodini, u Srbiji, prvu vjetrenjaču je sagradio Agošton Kiš 1794. godine na svom posjedu i selu Elemir nakon povratka iz Holandije. Zlatno doba vjetrenjača u Vojvodini je 19. vijek kada ih je najviše izgrađeno, a zasnovane na holandskom tipu predstavljale su prava remek-djela svog doba. Najviše ih je bilo 282, pojedine su bile u funkciji i do 70-tih godina 20. vijeka. U to doba, nakon više vijekova evolucije i razvoja vjetrenjače su dostigle svoj tehnološki vrhunac. Primjera radi, samo u selu Melenci je tada zabilježeno čak 8 vjetrenjača, a u Čurugu 7. Krajem 19. vijeka njihov broj postepeno se smanjivao zbog konkurencije parnih mlinova, ali čak i na prijelazu u 20. vijek izgrađene su nove vjetrenjače. Na početku 21. vijeka ostalo je samo 11, a nijedna nije u funkciji.
mini|lijevo|180px|Bošnjakova vjetrenjača (bez mehanizma) iz 1899. godine u selu Melenci, Srednji Banat. Iako postoji plan za restauraciju i rekonstrukciju ove vjetrenjače od strane zavoda za zaštitu kulturnih spomenika u Zrenjaninu do obnove nije došlo zbog nedostatka finansijskih sredstava.
mini|desno|180px|Vjetrenjača (bez mehanizma) u Čurugu. Nekad se brašno iz čuruških vjetrenjača moglo naći Novom Sadu.
mini|desno|200px|Maketa vjetrenjače u Etnografskom muzeju u Beogradu.
Mlinar koji je radio u vjetrenjači zvao se vjetrenjar ili vjetrenjičar. Iako su nastale po uzoru na holandske, uglavnom drvene, panonsko-vojvođanske vjetrenjače sa dvoje vrata i sa po dva ili tri prozora razlikuju se po tome što su zidane građevine. Vjetrenjače su zidane u obliku zaobljene kupe, nekoliko mjeseci, obično jedno ljeto, u čemu je pomagalo cjelo selo. Tom prilikom bi se ugradile pečene opeke i nepečeni čerpići. Kompletan mehanizam vjetrenjače izuzev kamena, bio je izgrađen od drveta. Krila su izgrađena od čamovine u obliku širih merdevina, sva četiri krila učvršćena su na bagremovom krstaku i to se sve okreće na debeloj osovini - vretenu. Unutar same vjetrenjače, uz pomoć drvenih zupčanika, obrtanje se prenosi na vertikalnu osovinu ili popu. Pri dnu vjetrenjače, gdje se nalazi glavni mehanizam za mljevenje, postavljen je na „popi" veliki zupčanik, brzo kolo, i nešto više manji zupčanik - sporo kolo. U vjetrenjači postoje tri kamena. Ako je slab vjetar radio je samo jedan kamen, pri jačem vjetru uključio bi se i drugi kamen, a pri snažnom vjetru radilo bi sva tri kamena. Kamen je uvjek morao biti obrađen. Njegova masa je iznosila 1.300 kg. Gornji dio vjetrenjače sa krovom bio je pokretan, i sa strane je imao dva dugačka drveta tzv. kurjake, uz pomoć kojih su vjetrenjičari krila usmjeravali tačno prema vjetru, a pravac vjetra su pored ostalih načina tačno određivali i pomoću vjetrokaza „petla" postavljenog na vrhu vjetrenjače.
mini|lijevo|150px|Vjetrenjača za pumpanje vode iz 1900. godine u selu Šušara, Deliblatska pješčara, Južni Banat. Projektantski biro Gustave Eiffel. Restaurirana 2011/12. godine. Ovakve vjetrenjače su bile najmasovnije na stočarskim farmama u suhim predjelima Južne i Sjeverne Amerike, kao i u Australiji.
mini|desno|180px|Vjetrenjača u Šušari.

Od početka industrijskog doba do danas upotreba mehaničkih vjetrenjača u svijetu je skoro potpuno prestala zbog širenja parne mašine i kasnije, električnih motora i motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. Krila ili jedra su u prošlosti bili prekriveni platnom, trskom ili drvenim pločicama, a u novije vrijeme se uglavnom koristi elisa (propeler) od metala ili plastične mase, koja ima bolju efikasnost. U Holandiji i danas postoji značajan broj tradicionalnih vjetrenjača, a građani im pružaju podršku tako što kupuju njihovo brašno. Male vjetrenjače jednostavne konstrukcije sa više lopatica za pumpanje vode masovno su se koristile širom SAD od 1870. do 1970. godine. Procjenjuje se da je u tom periodu instalirano oko šest miliona vjetrenjača. Jedan takav tip vjetrenjače nalazi se u selu Šušara u Deliblatskoj pješčari, a potiče sa početka 20. vijeka.
mini|desno|180px|Prvi automatski operativni vjetrogenerator, izgrađen u Klivlendu 1887. od strane Charles Brusha. Visok , mase 4 tone, pokreće 12 kW generator.
Preostale vjetrenjače, vodenice, suvače i đermi u Vojvodini predstavljaju veliku kulturnu zaostavštinu predindustrijskog doba
mini|lijevo|150px|12 m Vjetrenjača sa rotirajućim jedrima pokraj Osijeka, Hrvatska
Prvi vjetrogenerator sa vertikalnom osom koja je proizvodila električnu energiju projektovao je škotski profesor James Blyth u Glazgovu 1887. godine. Prvi vjetrogenerator sa horizontalnom osom napravio je Charles F. Brush 1888. godine u Clevelandu, i uz pomoć nje je snabdijevao svoju kuću električnom energijom. Od kraja 19. vijeka počinje upotreba vjetrenjača i za proizvodnju električne energije (vjetrogenerator), ali tek u zadnje vrijeme u većim količinama. Proizvodnja električne energije iz vjetroelektrana je porasla 5 puta od 2000. do 2007. godine.

Nova vrsta vjetrenjače je Vjetrenjača sa rotirajućim jedrima Vjetrenjača sa rotirajućim jedrima koja ima 3 jedra Primjer vjetrenjače sa 3 jedra   promjenjive površine. Kad je vjetar slab jedra se šire, a kad jača jedra se skupljaju. Ova vjetrenjača vjetrenjača   počinje raditi kod vjetra od 2 m/s, a normalno radi i kad najjačih vjetrova tako što se površina jedara smanje za 95%. Na taj način može ostvariti višestruko veći broj radnih sati u usporedbi sa klasičnim vjetrenjačama s tri kraka. Zbog toga je ekonomična i na lokacijama gdje se druge vjetrenjače ne isplati graditi.

Također pogledajte
 Vodenica

 Reference 

Vanjski linkovi
 Ručno mlevenje brašna sa dva kamena - žrvanj na YouTubeu
 Vjetrenjače stare 1.000 godina još uvek rade (B92, 1. 10. 2017.)
 Nashtifan Windmills - Atlas Obscura
 Mlevenje brašna u gradskoj vjetrenjači u Holandiji na YouTubeu
 Podsecanje kamena na YouTube
 Vjetrenjače u Vojvodini na YouTubeu
 Vjetrenjača strugara u Holandiji na YouTubeu
 Proizvodnja vjetrenjača (aeromotora) za pumpanje vode na YouTubeu
 Kako spasiti vjetrenjaču staru od vijeka (RTS, 2.11.2017.)
 Princip rada vjetrenjače za pumpanje vode na YouTubeu
 Vojvođanske vjetrenjače nekad i sad (RTV - Zvanični kanal) 
 Zašto nestaju vojvođanske vjetrenjače? (RTS - Zvanični kanal)

Kategorija:Pogoni
Kategorija:Održive tehnologije