Poul la Cour - Poul la Cour

Poul la Cour (13 апреля 1846 - 24 апреля 1908) Датский ученый, изобретатель и педагог. Сегодня Ла Кур особенно известен за его ранние работы над ветровая энергия, как экспериментальные работы по аэродинамике, так и практическая реализация ветроэнергетических установок. Большую часть своей жизни он проработал в Народной средней школе Аскова, где разработал исторический генетический метод преподавания наук. В начале своей жизни он был изобретателем-телеграфистом, работающим с мультиплексным телеграфом.

биография

Пол ла Кур родился 13 апреля 1846 года на ферме недалеко от Эбельтофт в Дания. Его отец был современным фермером, который первым среди соседей внедрил новые технологии на своей ферме. Однако ла Кур получил свои математические способности от матери. В латинской школе в Randers он очень плохо знал языки и ему пришлось отказаться от раннего желания стать священником. Его брат Йорген ла Кур (1838–1898), который знал возможные направления обучения в Копенгагене, вскоре направил своего брата в новую область метеорология.

Телеграфный изобретатель

После окончания учебы в области физики и метеорологии в Копенгагене в 1869 году Пол ла Кур отправился в Европу, чтобы изучать практическую метеорологию. Наибольшее вдохновение он получил от голландского метеоролога де Бюйса Балло, с которым он провел месяц. Он был убежден, что Дания должна создать запланированный метеорологический институт в соответствии с принципами де Буйса. В течение следующих пяти лет его жизнь была тесно переплетена с ранней историей Датского метеорологического института, который был основан в 1872 году под его руководством в качестве заместителя директора.

Телеграфия, важнейшая технологическая предпосылка современной метеорологии, вскоре стала его основным интересом. В июне 1874 г. Эдисон изобрел квадруплексный телеграф, Ла Кур изобрел телеграфное устройство на основе камертонов. Идея заключалась в том, чтобы разрешить нескольким телеграфистам отправлять сообщения по одному проводу, каждый на своей частоте. Используя явление резонанса камертонов, можно было разделить сообщения на принимающем конце провода. Он запатентовал свое изобретение в Лондоне 2 сентября 1874 г., но в США. Александр Грэхем Белл, Элиша Грей и другие работали в том же направлении, что привело к протестам против его американских патентных заявок. Имея слишком мало денег, чтобы платить адвокатам, он отказался от претензий в Америке, и это изобретение было приписано Элише Грею. Ла Кур, однако, утверждал, что Грей работал над изобретением телефон и изменил свое изобретение только в момент публикации американской заявки Ла Кура. Позже Ла Кур написал в автобиографической статье, что испытал злобное удовольствие, когда Грэм Белл получил патент на телефон, подав заявку всего за несколько часов до Грея.

В 1876 году Ла Кур смог продемонстрировать с помощью своей системы 12-кратный телеграф, и в течение некоторого времени им интересовалась компания Great Nordic Telegraph. Однако, похоже, только Датская железнодорожная компания использовала его изобретение в Дании. После разочарования на американском рынке он выпустил новое изобретение, звуковое колесо - a. синхронный двигатель управляемый камертон, который использовал электромагнит вращать зубчатое колесо мотора на один зуб за каждую вибрацию. С двумя синхронными звуковыми колесами на расстоянии можно было использовать множество телеграфных устройств. На этот раз проблем с патентом не возникло. Изобретение было выпущено в августе 1875 года, запатентовано в 1877 году, подробности опубликованы в книге. Звуковое колесо в 1878 г. в датском и французском издании. В то время изобретение было принято американской компанией Delany Synchronous multiple Telegraph, и возникла новая борьба за приоритет. В 1886 г. Институт Франклина награжден ла Кур Медаль Наследия Джона Скотта для звукового колеса и в то же время подарил Делани Медаль Эллиота Крессона для синхронизма, решение la Cour опротестовало.

Звуковое колесо использовалось (в форме мультиплексного телеграфирования Делани) на некоторых телеграфных линиях Восточное побережье США и в почтовом отделении Лондона. Он использовался как хронометр с точностью до 0,00004 секунды при кратковременных измерениях. Самое современное применение было в механическом «телевидении» Пол Готтлиб Нипков (1884).

Опытная мельница в Аскове 1891 г.

В течение 1880-х годов исторический подход Грундтвигана подвергался некоторой критике в Народных средних школах. В частности, использование скандинавских мифов и реализма стало более популярным у Аскова Хойсколе. Исторический подход Ла Кура не подвергался особой критике, но он также перечитывал свой Grundtvig и утверждал, что «на самом деле это показатель силы истории, которую я творит жизнь (сейчас) ». В 1890-х годах Ла Кур и Асковская народная гимназия стал больше интересоваться материальной реальностью, как в обучении, так и в действии. Ла Кур снова стал изобретателем и физиком-экспериментатором, работая на благо сельских районов, откуда приезжало большинство студентов. Дания богата ветрами, и в то время, когда в Дании собирались ввести электричество, Ла Кур считал, что ветер должен способствовать электрификации страны. в Нидерланды, идея электрификации с помощью ветряных мельниц была исследована с отрицательными выводами из-за их низкой эффективности и проблем с хранением энергии. Но эти проблемы привлекли внимание изобретателя и физика Ла Кур. В 1891 году ему пришла в голову идея хранить ветер в виде энергии водорода (и кислорода), пропуская электричество через воду и используя электролиз Датское правительство предоставило ему финансовую поддержку, и первая экспериментальная мельница в Аскове была построена летом 1891 года. Первой задачей Ла Кур, однако, было «приручить» энергию ветра, чтобы заставить мельницу производить постоянную мощность. чтобы управлять генератором. Это было решено с помощью так называемого Kratostate, дифференциального регулятора, который позже был упрощен («vippeforlaget») и широко использовался в ветряных мельницах, производящих электричество в Скандинавские страны и Германия.

Электрохимические эксперименты

При содействии профессора Помпео Гарути из Италии он смог разработать систему хранения водорода за несколько лет. Благодаря его личному вкладу в эту технологию ему была предоставлена монополия на использование патентов Garutis в Дании. С 1895 по 1902 год Асковская народная гимназия освещалась смесью водород и кислород, и хотя энергия исходила от ветра, кажется, что не было ни одного дня без света, благодаря резервуару с водородом объемом 12 кубометров. Причина, по которой Ла Кур отказался от этой системы в 1902 году, заключалась в том, что ему не удалось разработать газ двигатель основан на водороде в качестве топлива, хотя на эксперименты ушли годы. С помощью такого двигателя можно было воспроизводить электричество, и вскоре Ла Кур понял, что электричество - это энергетическая среда будущего. Затем он попробовал другие формы электрохимического хранения энергии, идея заключалась в разработке прототипов небольших надомных предприятий: из известняка и угля, которые он производил. Карбид кальция по способу Томаса Л. Уилсона и из соли он произвел содовый щелок, едкий натр. Это не превратилось в кустарную промышленность, но привело к появлению нескольких небольших датских компаний "Dansk Acetylen gasværk" и "Dansk elektrolytisk Alkalindustri". Его последней электрохимической идеей было мелкомасштабное производство искусственных удобрений с использованием процесса, только что изобретенного норвежцами. Кристиан Биркеланд и Сэм Эйд.

В Музей Пуль-ла-Кур в зданиях в Аскове, где Пол ла Кур проводил многие свои эксперименты

Эксперименты по аэродинамике 1896–1900 гг.

Классические ветряные мельницы должны быть способны вращаться на легком ветру, но традиционный мельник не мог использовать огромное количество энергии во время шторма. Для Ла Кур мельница был электростанция, который должен производить максимум энергии. Следовательно, традиционную ветряную мельницу пришлось изменить, и это стало предпосылкой для его экспериментов по аэродинамике, начатых в 1896 году.

Традиционная мудрость считала действие ветра на крылья импульсом частиц, которые производят Ньютоновский Возможны расчеты. Несмотря на то что Даниэль Бернулли и Леонард Эйлер заложил фундамент современного динамика жидкостей сто лет назад это не имело последствий для таких сложных практических проблем, как действие ветра на крылья; а в тех случаях, когда вычисления были возможны, теория не соответствовала опыту (Парадокс Даламбера). Союз теории и эксперимента произошел в основном благодаря тщательной аэродинамическая труба эксперименты. Датские традиции в этой области были заложены Х. К. Фогтом и Йоханом Ирмингером в начале 1890-х годов. Ла Кур продолжил свою работу в 1896 году, когда он начал испытывать небольшие модели ветряных мельниц в аэродинамической трубе, вероятно, это были первые подобные эксперименты в мире, посвященные ветряным мельницам.

После всего лишь нескольких недель экспериментов Ла Кур пришел к общим выводам, которые все еще принимаются: для получения максимальной энергии с заданной площадью крыла количество крыльев должно быть небольшим, их скос - небольшим, а скорость вращения - высокой. Несколько лет спустя он представил свои результаты аудитории инженеров: работая с крылом стандартного размера, он обнаружил, что в оптимальных условиях 8 крыльев поглощают 28% общей энергии, проходящей через площадь стреловидности, а 16 крыльев лишь немного лучше (29%). ), и даже 4 крыла были неплохими (21%). При расчете, основанном на представлении о ветре, он обнаружил, что четыре крыла могут поглощать 144% энергии, падающей на них, что, конечно, невозможно. Он пришел к выводу, что в целом все прежние теории и формулы относительно крыльев кажутся неверными; и в той мере, в какой они были правильными, не давали никакой информации, имеющей практическое значение для монтажника.

Более тщательное изучение качества аэродинамической трубы Ла Кура показывает, что скорость ветра изменяется с коэффициентом 2 от центральной линии до края, что вносит некоторую неточность в его результаты. Он, вероятно, знал об этом недостатке, поскольку на протяжении 1899 года он очень осторожно подходил к экспериментальной установке. Теперь он работал с небольшими секциями крыла, плоскими и изогнутыми пластинами в середине аэродинамической трубы и измерял как размер, так и направление результирующей силы, тем самым обнаруживая преимущества изогнутых профилей. Его изогнутое крыло могло производить в 3 раза больше, чем плоское крыло, если бы не было слишком большого сопротивления воздуха, чтобы его учитывать.

Основываясь на этих экспериментах, он предложил идеальную мельницу с четырехкратным эффектом (на площадь крыла) среднего значения пяти существующих мельниц, которые он измерил. Когда он в 1899 году построил новую мельницу в Аскове, она была только вдвое эффективнее из-за 7% площади сопротивления. В 1929 году, всего через двадцать лет после смерти Ла Кура, новая мельница Аскова была построена в соответствии с «идеалом» Ла Кура, и на этот раз был получен коэффициент 4. Для сравнения: ветряные мельницы сегодня примерно в 3 раза эффективнее мельницы 1929 года. Излишне говорить, что у всех этих сравнений есть некоторые предположения и проблемы, но они указывают на то, что Ла Кур сделал важный шаг вперед.

Народное техническое просвещение

Тот факт, что идеальная мельница Ла Кура была очень похожа на традиционную голландскую ветряную мельницу, вызвала некоторую критику его работы, и в 1902 году государственная поддержка была сокращена. Но к тому времени большая часть экспериментальной работы была завершена и опубликована, и он только подумал Эти эксперименты были средством достижения его цели - развития сельских районов Дании. Так получилось, что в 1902 году ветряная мельница в Аскове стала прототипом электростанции, обслуживающей деревню Асков до 1958 года, с батареями для хранения энергии и бензиновым двигателем для резервного питания.

В то же время Ла Кур начал пропагандировать идею ветряного электричества. Если жители города или деревни планировали построить электростанцию, Ла Кур часто приглашали объяснить преимущества этого нового источника энергии. Он даже сказку написал "Тролден«(тролль), об энергии для детей, и не было сомнений, что электричество было главным героем этой сказки.

Наиболее важным средством распространения ветровой электроэнергии было Датское общество ветроэнергетики (DVES), инициированное Ла Куром в 1903 году. В течение следующих пяти лет инженер-консультант DVES спроектировал сотню небольших электростанций, треть из которых базировалась. по ветроэнергетике.

Не менее важным для электроснабжения сельских районов была подготовка сельских электриков. Ежегодно в г. Асков ДВЭС обучал около 20 электриков. Они изучали теорию в течение трех месяцев с обслуживанием и развитием Асковской ветряной электростанции в качестве параллельного практического опыта. Они завершили проект строительства небольшой электростанции где-то в Дании. Это был короткий период обучения по сравнению с 4 годами жизни в городе. электрик, но расследование их более поздней карьеры показывает, что большинство из них нашло работу сельскими электриками - многие из них - менеджерами небольших электростанций.

Наконец, DVES опубликовал двухмесячный журнал по ветроэнергетике, в котором Ла Кур был автором большинства статей. Сравнивая этот общий объем деятельности с фактическим количеством небольших сельских электростанций, построенных в Дании в начале века, один^{[ВОЗ? ]} должен сделать вывод, что DVES был одним из наиболее важных факторов уникальной децентрализованной электрификации в Дании.

Приз Poul la Cour

В 1992 году в знак признания новаторской работы Пол ла Кур в области ветроэнергетики Европейская ассоциация ветроэнергетики, ныне известная как Wind Europe, учредила премию Poul la Cour Prize. ^[1] за выдающийся вклад в ветроэнергетику.

Победители

1993 Эрик Гроув Нильсен - Aerostar за новаторский дизайн лезвий
1995 Алоис Воббен - Enercon для безредукторной турбины ENERCON
1999 Сорен Крон - Датская ассоциация ветроэнергетики - для www.windpower.org
2001 Ecotecnica за их кооперативную организационную структуру
2003 Вольфганг Палц - ЕС за его работу в Европейской комиссии
2004 Эстебан Моррас - EHN за создание EHN как одного из ведущих мировых разработчиков возобновляемых источников энергии.
2006 Эндрю Гаррад - Гарраду Хассану за выдающиеся личные достижения в области ветроэнергетики
2007 Эрик Лундтанг Петерсен - Рисё в честь выдающихся достижений в области ветроэнергетики и его научной добросовестности
2008 Йос Бёрскенс - Центр энергетических исследований Нидерландов (ECN) за выдающиеся достижения и многолетний опыт работы в области ветроэнергетики.
2009 Мехтильд Роте - депутат Европарламента за ее приверженность продвижению возобновляемых источников энергии в Европе
2010 Ян Мэйс RES - генеральный директор и основатель одного из крупнейших участников развития ветроэнергетики на международной арене.
2011 Хайнрик Стиесдал - технический директор Siemens в Siemens Wind Power.
2012 Christian Nath Germanischer Lloyd (GL), Немецкое классификационное общество
2013 Профессор Артурос Зервос - президент EWEA (2001 - 2013)
2014 Эдди О'Коннор - Основатель и генеральный директор Mainstream Renewable Power
2019 Джон Т. Олесен - GE Renewables, за выдающийся вклад в технологии ветроэнергетики

Патенты

Elektriske Telegrafapparater. Патент Дании № 41, 1875 г.
Получение синхронных Движений. Английский патент № 4779, 1882 г.
Fremgangsmåde til Spektrotelegrafi, samt dertilhørende Apparater. Патент Дании № 193, 1890 г.
Аппарат и двигатель, чтобы автоматизировать его, и вы сможете найти его в Mekanisme. Патент Дании № 1068, 1892
Fremgangsmåde и Anordning til Formering и Udvaskning af Kviksølvkatoder под энсартедом Бетингельзером. Патент Дании № 5048, 1902.
Метод автоматического регулирования для управления электрическими рисками в Ligestrømsdynamo и Akkumulatorbatteri med dertil hørende Ledningsnet. Датский патент № 6138, 1903. Английский патент № 131, 1904 г.

внешняя ссылка

Веб-сайт музея Poul la Cour в Аскове, Дания
Более поздняя история ветроэнергетики в Дании
Люнгсё-Петерсен, Эрик. "Poul la Cour og hans tid " Ingeniøren, 6 сентября 1985 г.

[1] ttps://www.ewea.org/sustainability/poul-la-cour-prize/

[1]