De mens leert de wind te  benutten

DOOR EEN ONTWAAKT!-MEDEWERKER IN SPANJE

WAAR denkt u aan als u de molen op de bladzijde hiernaast ziet? Hij zal sommigen doen denken aan de romanfiguur Don Quichot, een Spaanse edelman die dacht dat molens gevaarlijke reuzen waren. Anderen denken bij de foto misschien eerder aan een gerestaureerde molen die nu een plaatselijke bezienswaardigheid is.

Hoewel er in veel delen van de wereld op het platteland nog steeds heel wat windmolens staan, lijken ze misschien slechts een curieus aandenken aan een vervlogen tijdperk. Maar eeuwenlang waren molens het toppunt van technologie. En onlangs heeft het concept van de molen, na tientallen jaren te zijn verwaarloosd, een opleving meegemaakt die mensen overal ten goede komt. We nodigen u uit iets te lezen over de geschiedenis van de windmolen, die werd aangepast aan de veranderende wind en de veranderende behoeften.

Malen zonder te hoeven zwoegen

Het begon allemaal met de elementaire behoefte aan brood. Om meel te krijgen voor brood gebruikten volken uit de oudheid, zoals de Israëlieten, handmolens om graan te malen (Numeri 11:7, 8). Het was een hele klus om een zware steen die boven op een andere lag met de hand rond te draaien. Op den duur ging men over op zwaardere molenstenen die door een ezel of een ander trekdier werden rondgedraaid (Mattheüs 18:6). Maar zelfs molens die door dieren werden aangedreven, hadden nadelen.

De mens had al geleerd hoe hij de kracht van water kon gebruiken om een waterrad aan te drijven, en de kracht van wind om een zeilboot voort te bewegen. Mogelijk werden rond de zevende eeuw in de dorre steppen van Azië of het Midden-Oosten deze twee concepten met elkaar gecombineerd om met behulp van de wind een maalsteen te laten draaien. De door de wind in beweging gebrachte wieken van deze nieuwe uitvinding lieten een verticale spil draaien die met een molensteen verbonden was. * Dit type elementaire windmolen diende om tarwe of gerst te malen en om grondwater op te pompen. Het is inderdaad zoals het spreekwoord zegt: nood zoekt list!

Een verandering van ontwerp om de wind te vangen

De eerste molens, met hun wieken die om een verticale as wentelden, waren niet erg efficiënt. Maar hier kwam verandering in toen men erachter kwam dat ze meer vermogen konden leveren als de wieken werden bevestigd aan een horizontale as die uit een toren stak. Om onderin de molensteen rond te laten draaien, werd de rotatie van de horizontale as met tandwielen overgebracht op een verticale spil. Door die aanpassing konden windmolens de kracht van de wind beter benutten. Die nieuwe molens hadden voldoende vermogen om zware machines zoals een cirkelvormige zaag aan te drijven.

Maar wat de klus ook was, windmolens hadden een constante toevoer van energie nodig. En wind heeft de hinderlijke gewoonte geregeld van richting te veranderen. Hoe konden de wieken van de windmolen op de wind worden gericht? Eén oplossing die lang geleden werd bedacht, was een ronddraaiende windmolen (vergelijkbaar met de Nederlandse standerdmolen). De molen stond  op een onderstel, waardoor de hele constructie samen met de wieken loodrecht op de wind kon worden gedraaid.

Uiteraard waren zulke draaibare windmolens beperkt qua grootte, en daarom besloten andere molenmakers om de romp vast te maken en er dan een roterende kap op te zetten. Omdat deze windmolens een verticale spil (koningsspil) hebben, die bij sommige uit de kap steekt, kunnen de kap en de wieken op de wind worden gezet, ongeacht de windrichting. Maar hoe kreeg een molenaar een kap compleet met as, wieken en een remsysteem (de vang) in beweging? Kijk nog eens goed naar de foto op bladzijde 23 van een windmolen in Cartagena (Spanje). Daar ziet u een balk die achter de molen uit de kap steekt en tot op de grond reikt. Hoewel hij er misschien uitziet als een steunbalk, doet hij eigenlijk dienst als hefboom. Deze balk kan met mankracht of met gebruik van trekdieren voor- of achterwaarts worden bewogen om de kap zo te draaien dat de wieken van de molen op de wind staan.

Andere windmolens hebben iets wat eruitziet als een kleine propeller of windvaan die zich achter de wieken bevindt. Deze windroos is ontworpen om de wieken automatisch in de juiste richting te bewegen. Hoe werkt dat? Stel u voor dat de wieken van de molen op de wind zijn gezet en op volle snelheid ronddraaien. Plotseling verandert de wind van richting en gaan de wieken langzamer. De windroos, die loodrecht op de wieken staat, vangt nu de wind en begint te draaien. Die beweging wordt overgebracht op een aantal raderen die telkens als de wind van richting verandert, het dak en de wieken automatisch terugzetten op de wind.

Van wieken met zeilen naar jaloeziewieken

Nog een factor die het moeilijk maakt om de wind te benutten, is dat hij voortdurend in kracht varieert. De vroege windmolens waarvan de wieken veel weg hadden van de zeilen van een zeilboot, konden zich niet makkelijk aan wisselende windsnelheden aanpassen. Als er remmen werden gebruikt, kon er door de wrijvingswarmte brand ontstaan. En door sterke windvlagen konden wieken tegen elkaar of tegen de molen knallen, wat onnoemelijke schade veroorzaakte. Ook gebeurde het weleens dat een molenaar die op een wiek stond om de zeilen op te vouwen, door het weigeren van de remmen werd ’gelanceerd’!

In 1772 werd dit probleem opgelost toen een Schotse molenmaker de zeilen verving door jaloeziewieken (of windschermen) die zich automatisch openden en sloten, ongeveer zoals bij jaloezieën. Het boek Windmills legt uit: „Bij een hevige windvlaag is de druk op de jaloeziewieken groter dan de spanning van de veer en gaan de jaloezieschotjes open, waardoor ze wind doorlaten en de wieken langzamer gaan draaien. Als de wind afneemt, is de spanning van de veer groter dan de druk van de wind en gaan de schotjes dicht, waardoor er een groter oppervlak is dat wind vangt en de wieken op snelheid blijven.”

De windmolen, met zijn roterende kap en zelfregulerende wieken, beleefde zijn hoogtijdagen tegen het eind van de negentiende eeuw, toen door Europese molens naar schatting zo’n 1500 megawatt * aan vermogen werd geleverd. Maar daarna schakelde de industrie over op elektriciteit, stoomturbines  en verbrandingsmotoren als energiebronnen. Windmolens konden niet concurreren met de efficiency en mobiliteit van de nieuwe machines en het leek erop dat de molenwieken voorgoed tot stilstand waren gekomen. Tot er een onverwachte behoefte ontstond.

De moderne opvolgers van de oude molens

De brandstofcrisis in de jaren zeventig leidde ertoe dat men onderzoek ging doen naar alternatieve energie, die niet afhankelijk was van fossiele brandstoffen. Rond dezelfde tijd groeide de bezorgdheid over de uitstoot van zulke brandstoffen, die de atmosfeer vervuilt. Men ging op zoek naar ’schone’ energie. Plotseling werd het windmolenconcept een aantrekkelijke optie en begon men aan de ontwikkeling van windturbines.

Moderne windmolens zijn veel slanker dan hun voorgangers. Dat komt doordat binnen in de moderne windturbines, in tegenstelling tot de traditionele windmolens, normaalgesproken geen machine wordt aangedreven. Elke turbine zet windkracht om in elektrische energie, die dikwijls aan het plaatselijke elektriciteitsnet wordt afgestaan. In 1988 produceerden die nieuwe windmolens in Europa 1500 megawatt aan vermogen, net zoals hun voorgangers dat een eeuw eerder hadden gedaan.

Moderne windparken, die wel iets weg hebben van een rij kolossale, berijpte bomen op de toppen van grote heuvels, hebben het platteland langzamerhand een ander aanzien gegeven. Hoewel deze windturbines misschien geen schoonheidsprijs verdienen, is de horizonvervuiling volgens de meeste mensen een geringe prijs voor de tienduizenden megawatt aan schone energie die wereldwijd door de windturbines worden geproduceerd. Die moderne windmolens leveren een aanzienlijke bijdrage aan wat er over de hele wereld wordt gedaan om broeikasgassen terug te dringen, en daar heeft iedereen baat bij.

Maar noch de traditionele windmolen noch de moderne windturbine zou kunnen functioneren zonder de eindeloze voorraad van ’schone’ energie die wordt geleverd door de wind. Wat kunnen we de „Schepper van de wind” dankbaar zijn! — Amos 4:13.

[Voetnoten]

[Illustratie op blz. 23]

El Molino Zabala, een Spaanse windmolen met acht wieken

[Illustratie op blz. 24, 25]

Moderne windturbines, Cádiz (Spanje)

[Illustraties op blz. 25]

1. Consuegra (Spanje)

2. Mallorca (Spanje)

3. Aruba

[Verantwoording]

Godo-Foto

Godo-Foto