Windmühle
Windmühlen sind Bauwerke, die durch die Windenergie angetrieben wird. Zur Umsetzung der Energie werden Flügel genutzt, die sich um
eine Achse drehen, wenn der Wind auf diese trifft. Heute werden Windturbinen benutzt. Dabei wird die kinetische Energie des Windes in mechanische Energie umgewandelt. Auch so
wurde viel Muskelarbeit gespart und der Wind sinnvoll genutzt.
Genau wie die Wassermühle, ist die Verwendung der Windmühle vielfältig. Sie diente zum Beispiel als Mahl-, Öl-, Säge-, Pump- und Schöpfmühle.
Geschichte
Einige Jahrhunderte später entstanden auch die ersten Windmühlen, das in schriftlichen Hinterlassungen belegt wurde. Meist wird das Grenzgebiet zwischen Persien und Afghanistan als Herkunftsort angegeben. Noch heute sind Horizontalwindmühlen in Afghanistan anzutreffen (Modell: s. Bild). Die meisten sind jedoch verfallen. In Deutschland tauchten sie im 11. Jahrhundert auf. Die bekannteste und älteste ist die "Bockwindmühle" (oder auch "Deutsche Mühle"). Wenig später entstanden die ersten "Holländerwindmühlen". Diese sind leistungsfähiger und schlussfolgernd effizienter als ihre Vorfahren.
Wie die Wassermühlen, wurden die Windmühlen in der Zeit der Industrialisierung durch Dampfmaschinen, Verbrennungs- und Elektromotoren und automatisierte Großmühlen verdrängt.
Durch das "Mühlensterben" im Jahr 1785 gibt es in Bayern, Baden-Württemberg, Rheinland-Pfalz und Saarland keine Windmühlen mehr. Nur in Hessen findet man zwei, davon eine als Freilichtmuseum dient.
Durch das Mühlenstilllegungsgesetz kam es in den 50er Jahren zum "zweiten Mühlensterben".
Doch ihre Technik wurde nicht vergessen, denn die Windmühlen waren die Vorreiter der heutigen Windkraftanlagen, somit wurden in den 80er Jahren
viele Mühlen restauriert.
Zusammengefasst gibt es in Deutschland um die 1400 Wind- und Wassermühlen.
Windmühlentypen
In dieser Zeit haben sich viele verschiedene Typen entwickelt. Sie wurden immer weiter verbessert, um die maximale Leistung herauszuholen.
Bockwindmühlen
Erste Beweise für diesen ältesten Windmühlentyp stammen aus der Normandie im 12. Jahrhundert.
Aufbau:
Das Gebäude sitzt drehbar auf dem sogenannten Bock. Dieser stützt den senkrecht stehenden Mühlbaum, auf dessen Ende ein drehbar gelagerter Hammer
liegt. Darauf wird der Mühlenkasten aufgehängt.
Für eine Unterstützung der Drehbewegung wird ein Hebel unter der Rückseite des Gebäudes installiert, der auch "Sterz" oder Steuerbalken genannt wird.
Bekannt sind diese Mühlen durch ihren meist quadratischen Grundriss. Das Dach war meist ein Satteldach.
Zur Unterstützung der Drehung wird ein Flaschenzug zwischen dem Steert und Pflöcken, die um die Mühle in den Boden gesetzt wurden, eingespannt.
Vorteile:
- schneller Ortswechsel durch Bau aus Holz
- einfache Arbeitsweise
Nachteile:
- Lage nur außerhalb des Ortes, da Windentnahme durch Bebauung und Bevölkerungszuwachs
- Drehung des gesamten Mühlenhaus'
Holländerwindmühlen
Diese Windmühlen wurden Ende 1600 gebaut und muss nur noch an der Kappe gedreht werden, das einen großen Vorteil gegenüber den Vorgänger erbrachte. Gebaut werden sie auf einem soliden Fundament, auf dem das Mühlhaus steht.
Durch die höhere Lage der Holländerwindmühlen, musste ein umlaufender Balkon gebaut werden, um die Flügel, den Sterz und die Breme
bedinene zu können. Diese werden "Galerieholländer" genannt. Andere Bedienungsarten sind die Erd- und Wallholländer.
Vorteile:
- bessere Leistungsfähigkeit
- höherer und stabilerer Bau möglich
- bessere Aerodynamik
- Bau größerer Mühlenflügel
Nachteile:
- hohe Investitionskosten
Paltrockwindmühlen
Häufig wurde die Bockwindmühle in eine Paltrockwindmühle umgebaut, indem man den Bock entfernt und das Gebäude auf einen Rollenkranz gestellt hatte. So konnte das gesamte Mühlengebäude gedreht werden. Diese Konstruktion war durch ihren geringen Preis beliebter als die Holländermühlen.
Vorteile:
- Erhöhte Stabilität
- Kostengünstiger als Holländerwindmühlen
flügelarten
Man kann zwischen zwei Arten unterscheiden. Es gibt Windmühlen mit einem senkrechten oder horizontalen Flügelwerk. Und natürlich können sie auch drehbar sein.
Generell besteht ein Flügel aus einer Rute aus Holz oder Metall, die das Flügelblatt in zwei Hälften aufteilt.
Segelgatterflügel
Der Flügel besteht aus einem Gitterkreuz, das mit einem Segeltuch bespannt wird.
Nachteile:
- einzelne Bespannung jedes Flügels
- tägliche Änderung der Segelfläche
- hohe Brandgefahr durch Überdrehung
Jalousieklappenflügel
Diese Art von Flügel verbreitete sich im mitteldeutschen Raum, in den Niederlanden blieben die Segelgatterflügel erhalten.
In der Regel bestanden die Flügel aus Jalousieketten, sodass der Wind sich in den schräggestellten Jalousien bzw. Windbrettern fangen konnte.
Zur Beendigung werden diese waagerecht gestellt, damit der Wind ohne Hindernisse durchwehen kann. Diese kann durch einen Mechanismus im Inneren der Mühle verstellt werden.
Vorteile:
- bessere Reaktion auf verschiedene Windstärken
- Windbretter einzeln abnehmbar
Bilausche Ventikanten
Die Flügel, benannt nach dem Erfinder Kurt Bilau, die den Flugzeugtragflächen ähneln, bestehen aus Leichtmetall. Diese sind V-förmig zueinander angeordnet, in dessen Mitte ein Spalt ist, den man nach Windstärke vergrößern bzw. verkleinern kann. Dadurch wurde erreicht, dass der Wind durch geringerem Energieverlust besser ausgenutzt werden konnte.
Dieser Flügel ist nach wissenschaftlichen Methoden unter Zuhilfenahme aerodynamischer Optimierung konstruiert und hat das Ziel, die Windausbeute durch Verringerung der strömungsbedingten Energieverluste zu steigern und damit die wirtschaftliche Nutzung der Windmühle zu erhöhen.
Von dieser Art existieren nur noch 10 von über 140 damals gebauten Mühlen.
Vorteile:
- Nutzung auch bei schwachem Wind
Nachteile:
- großes Flügelgewicht
- hohe Baukosten
flügelsprache
Durch eine Stellung der Flügel konnte eine Nachricht über den Mühlenzustand übermittelt werden, die in bestimmten Fällen den Weg zur Mühle spart. Auch heute wird diese genutzt. Nur ist sie von Region zu Region verschieden, sodass es keine einheitliche Flügelsprache gibt.
Allgemeine Vor- und nachteile
Vorteile
- kostenlose und unbegrenzte Nutzung (außer bei Stürmen und Windstille)
Nachteile
- ungeeignet für Räume mit hoher Bevölkerungsdichte
- nur in flachen Regionen ohne dichte Bebauung
- keine Leistung bei Windstille
- Zerstörung der Flügel durch Unwetter