Szélerő hasznosítás kezdetei

A szél erejét ősidők óta tapasztalhatjuk. Fákat csavar ki tövestül, erdőket tarol le, homokhegyeket hord el, a vizeken hatalmas hullámokat kelt. A szél energiáját a legrégibb időkben csak a hajók hajtására használták fel, vitorlába fogva. Amikor kialakult a szélmalom gondolata a vitorlás hajóról vették a mintát. Vitorlákat feszítettek ki a szélkerék küllőire. Szélmalmok romjait a kutatók az Irán-Afgán közelében fedeztek fel egy expedíció során. A felfedezés helyén uralkodó szélviszonyok ideális körülményeket teremtettek a szélenergia hasznosításnak. Az állandó irányú szél lehetővé tette, hogy a több sorban elhelyezett szélkerekek egymás zavarása nélkül dolgozhassanak. Ezek a szélkerekek függőleges tengelyűek voltak, vitorlákkal ellátott küllőkkel. A szélkereket egyik irányból árnyékolták, így tudott forogni és erőt kifejteni.

Hasonló megoldásokról szóló leírások és vonalas vázlat származnak egy ókori arab tudós, Diszmasghi (i.e. 1271)  -tól.

Mindezekből arra is következtethetünk, hogy a szélerőgépek legősibb típusai függőleges tengelyűek voltak. A függőleges tengelyű elrendezés további oka az egyszerűbb szerkezetű megvalósítási módja is lehetett. A középkorban használt szélkerekek vitorláit csak a felső szegélyük mentén erősítették a lapátokra, ami által a szél a vitorlákat csak az egyik oldalon feszítette a tartórácsra és az alsó részen lebeghetett. Ebben az esetben elhagyható volt az árnyékoló fal. Bármely irányú szél esetén működőképes volt, szabadon forgott a házak tetejére elhelyezve.

A szélkerék továbbfejlesztett termékére Kisázsiában és a görög szigeteken találhatunk, még ma is működő példákat.

Ezek már vízszintes tengelyű szárnylapátos megoldások voltak. A kör alakú malmokon a háromszög alakú vitorlák küllőkre voltak erősítve. A szélirányba állítást a felépítményen áthelyezhető tengely áthelyezésével változtatták. A hosszú ideig egy irányból fújó szél esetén volt alkalmas a működtetésre.

A Németalföldön fejlődött ki egy típus, amelynek kúp alakú teteje a szélkerékkel együtt volt elforgatható. Ez a típus „hollandi” néven vált ismertté. Németországban egy másik hasonló megoldás terjedt el az un. Bock-malom, amelynek az egész torony alakú teste szélkerékkel együtt volt forgatható.

A fennmaradt és még ma is üzemelő berendezések szerkezeti megoldásai azt sugallják, hogy a vízszintes tengelyű megoldás jobban bevált.

Ennek egyértelmű oka ott keresendő, hogy a vízszintes tengelyű szélkerék tízszer nagyobb teljesítmény leadására képes, mint a lapátméretben vele megegyező függőleges tengelyű változat.