Poul la Cour

Poul la Cour (13 april 1846 – 24 april 1908) var en dansk vetenskapsman, uppfinnare och pedagog. Idag är la Cour särskilt känd för sitt tidiga arbete med vindkraft , både experimentellt arbete med aerodynamik och praktiskt genomförande av vindkraftverk. Han arbetade större delen av sitt liv på Askov folkhögskola där han utvecklade den historiska genetiska metoden att undervisa i naturvetenskaperna. Tidigt i sitt liv var han en telegrafisk uppfinnare som arbetade med multiplextelegrafi.

Biografi

Poul la Cour föddes den 13 april 1846 på en gård nära Ebeltoft i Danmark . Hans far var en modern bonde som introducerade ny teknik på sin gård som den första bland grannar. Men la Cour hade sina gåvor i matematik från sin mor. På latinskolan i Randers presterade han mycket dåligt i språk och fick tidigt ge upp en önskan om att bli präst. Hans bror Jørgen la Cour (1838–98), som kände till möjliga studieriktningar i Köpenhamn, styrde snart sin bror in i det nya meteorologiska området .

Telegrafisk uppfinnare

Efter att ha avslutat sina studier i fysik och meteorologi i Köpenhamn 1869 reste Poul la Cour i Europa för att studera praktisk meteorologi. Han fick sin viktigaste inspiration från den holländska meteorologen de Buijs Ballot, som han tillbringade en månad med. Han blev övertygad om att Danmark borde inrätta ett planerat meteorologiskt institut enligt de Buijs Ballots principer. Under de följande fem åren var hans liv nära sammanvävt med danska meteorologiska institutets tidiga historia, som grundades 1872 med honom som biträdande direktör.

Telegrafi , den viktigaste tekniska förutsättningen för modern meteorologi, blev snart hans huvudintresse. I juni 1874, året då Edison uppfann sin quadruplex-telegrafi, uppfann la Cour en telegrafisk enhet baserad på stämgafflar. Tanken var att tillåta ett antal telegrafister att skicka meddelanden på en enda tråd, var och en med sin egen frekvens. Genom att använda resonansfenomenet stämgafflar var det möjligt att dela upp meddelandena i den mottagande änden av tråden. Han patenterade sin uppfinning i London den 2 september 1874, men i USA Alexander Graham Bell , Elisha Gray och andra arbetat på liknande sätt, vilket resulterade i protester mot hans amerikanska patentansökningar. Eftersom han hade för lite pengar för att betala advokater, gav han upp sitt krav i Amerika, och denna uppfinning krediterades Elisha Gray. La Cour hävdade dock att Gray hade arbetat på uppfinningen av telefonen, och endast hade ändrat sin uppfinning i det ögonblick la Cours amerikanska ansökan publicerades. La Cour skrev senare i en självbiografisk artikel att han kände något illvilligt nöje när Graham Bell tilldelades telefonpatentet genom att ansöka bara några timmar före Gray.

1876 ​​kunde la Cour demonstrera 12-faldig telegrafi med sitt system, och Stora Nordiska Telegrafkompaniet var under en tid intresserad av det. Det är dock endast det danska jernvägsbolaget som verkar ha använt hans uppfinning i Danmark. Efter besvikelsen på den amerikanska marknaden producerade han en ny uppfinning, det foniska hjulet - en synkronmotor som drivs av en stämgaffel, som använde en elektromagnet för att rotera motorns kugghjul med en tand för varje vibration. Med två synkrona foniska hjul på avstånd var en mängd telegrafiska enheter möjliga. Den här gången var det inga problem med patentet. Uppfinningen producerades i augusti 1875, patenterades 1877, och detaljerna publicerades i boken The Phonic Wheel 1878 i en dansk och en fransk upplaga. Vid den tiden antogs uppfinningen av det amerikanska företaget The Delany Synchronous multiple Telegraph, och en ny prioriterad kamp uppstod. 1886 Franklin Institute la Cour John Scott Legacy Medal för ljudhjulet och gav samtidigt Delany Elliott Cresson-medaljen för synkronismen, ett beslut som la Cour protesterade mot.

Det foniska hjulet användes (i form av Delanys multiplextelegrafi) på några telegraflinjer på USA:s östkust och i London Post Office. Den användes som en kronometer , som var exakt till 0,00004 sekunder i korttidsmätningar. Den mest moderna tillämpningen var i den mekaniska "tv" av Paul Gottlieb Nipkow (1884).

Försökskvarnen i Askov 1891

Under 1880-talet hade det framförts en del kritik mot det grundtvigianska historiska synsättet i folkhögskolorna. Särskilt användandet av nordiska myter och realism fick en starkare ställning i Askov Højskole. La Cours historiska synsätt kritiserades inte särskilt mycket, men han läste också om sin Grundtvig och hävdade att "i själva verket är det en indikation på historiens kraft att jag skapar liv (nu)". På 1890-talet blev la Cour och Askovs folkhögskola mer sysselsatta med den materiella verkligheten, i undervisningen såväl som i handlingen. La Cour blev återigen en uppfinnare och experimentell fysiker, som arbetade till förmån för landsbygden, form dit de flesta av eleverna kom. Danmark är välsignat med mycket vind och vid en tidpunkt då elektricitet var på väg att införas i Danmark ansåg la Cour att vinden borde bidra till elektrifieringen av landet. I Nederländerna hade idén om elektrifiering med hjälp av väderkvarnar undersökts med negativa slutsatser, på grund av deras låga effektivitet och problemen med att lagra energi. Men dessa problem hade tilltalat uppfinnaren och fysikern la Cour. 1891 fick han idén att lagra vind som väte (och syre) energi genom att föra elektriciteten genom vatten och använda elektrolys . Han beviljades ekonomiskt stöd av den danska regeringen, och den första experimentkvarnen i Askov uppfördes sommaren 1891. La Cours första uppgift var dock att "tämja" vindkraften, för att få bruket att producera konstant kraft i för att driva en generator. Detta löstes av den så kallade Kratostaten, en differentialregulator, som senare förenklades ("vippeforlaget") och användes i stor utsträckning i elproducerande väderkvarnar i Norden och Tyskland .

Elektrokemiska experiment

Med hjälp av professor Pompeo Garuti från Italien kunde han utveckla vätgaslagringssystemet på några år. På grund av hans personliga bidrag till denna teknologi fick han monopol på att använda Garutis patent i Danmark. Från 1895 till 1902 var Askovs folkhögskola upplyst av en blandning av väte och syre , och även om energin härrörde från vinden tycks det inte ha varit en enda dag utan ljus, tack vare den 12 kubikmeter stora vätgastanken. Anledningen till att la Cour övergav detta system 1902 var att han misslyckades med att utveckla en gasmotor baserad på väte som bränsle, även om åratal ägnades åt experiment. Med en sådan motor kunde elektricitet reproduceras och la Cour insåg snart att elektricitet var framtidens energimedium. Han försökte sedan andra former av elektrokemisk energilagring, tanken var att utveckla prototyper av småhusindustri: från kalksten och kol producerade han kalciumkarbid enligt Thomas L Willsons process och från salt producerade han sodalut, natriumhydroxid . Detta förvandlades inte till småhusindustrier utan gav upphov till några små danska företag "Dansk Acetylen gasværk" och "Dansk elektrolytisk Alkalindustri". Hans sista elektrokemiska idé var småskalig produktion av konstgödsel med den process som just uppfanns av norrmännen Kristian Birkeland och Sam Eyde .

Poul la Cour-museet i byggnaderna i Askov där Poul la Cour genomförde många av sina experiment

Experiment i aerodynamik 1896–1900

De klassiska väderkvarnarna borde kunna rotera i en mild bris, men den traditionella mjölnaren kunde inte utnyttja den enorma mängden energi i en storm. För la Cour var väderkvarnen ett kraftverk som borde producera maximalt med energi. Därför måste den traditionella väderkvarnen ändras, och det var bakgrunden till hans experiment i aerodynamik som startade 1896.

Traditionell visdom betraktade vindens verkan på vingarna som en impuls av partiklar, vilket gjorde Newtonska beräkningar möjliga. Även om Daniel Bernoulli och Leonhard Euler hade lagt grunden till modern vätskedynamik hundra år tidigare hade detta inte haft någon konsekvens för så komplicerade praktiska problem som vindens verkan på vingar; och i de fall där en beräkning var möjlig stämde inte teorin med erfarenheten (Paradox of d'Alembert). Föreningen av teori och experiment kom främst genom noggranna vindtunnelexperiment . Den danska traditionen på detta område startades av HC Vogt och Johan Irminger i början av 1890-talet. La Cour fortsatte 1896 när han började testa små modeller av väderkvarnar i en vindtunnel, förmodligen de första sådana experimenten i världen med fokus på väderkvarnar.

Efter bara några veckors experiment kom la Cour till de allmänna slutsatserna som fortfarande är accepterade: för att producera maximalt med energi med en given vingarea bör antalet vingar vara litet, deras avfasning liten och rotationshastigheten snabb. Några år senare presenterade han sina resultat för en publik av ingenjörer: när han arbetade med en vinge av standardstorlek fann han att under optimala förhållanden skulle 8 vingar absorbera 28 % av den totala energin som passerade svepområdet, och 16 vingar bara något bättre (29 % ), och även 4 vingar var ganska bra (21%). I en beräkning baserad på partikeluppfattningen om vind fann han att de fyra vingarna kunde absorbera 144% av energin som träffade dem, vilket naturligtvis är omöjligt. Han drog slutsatsen att i allmänhet verkade alla tidigare teorier och formler om vingar vara felaktiga; och i den mån de var riktiga, gav ingen information av någon praktisk betydelse för kvarnaren.

En närmare granskning av kvaliteten på la Cours vindtunnel visar att vindhastigheten varierar med en faktor 2 från mittlinjen till kanten, vilket ger en viss inexakthet i hans resultat. Han var förmodligen medveten om denna defekt, för under hela 1899 var han mycket noggrann i försöksupplägget. Han arbetade nu med små vingsektioner, platta och böjda plåtar, mitt i vindtunneln, och mätte både storlek och riktning på den resulterande kraften, och upptäckte därigenom fördelarna med böjda profiler. Hans böjda vinge skulle kunna producera en faktor 3 bättre än den platta vingen om det inte fanns för mycket luftmotstånd att ta hänsyn till.

Baserat på dessa experiment föreslog han en idealisk kvarn med fyra gånger effekten (per vingarea) av genomsnittet av fem befintliga kvarnar som han hade mätt. När han faktiskt 1899 byggde en ny kvarn i Askov var det bara dubbelt så effektivt, på grund av en 7% motståndsyta. 1929, bara tjugo år efter la Cours död, byggdes en ny Askov kvarn direkt enligt la Cours "ideal" och denna gång fick man faktorn 4. Som jämförelse är väderkvarnar idag cirka 3 gånger så effektiva som 1929 års kvarn. Onödigt att säga att det finns vissa antaganden och problem med alla dessa jämförelser, men de indikerar att ett viktigt steg framåt togs av la Cour.

Populär teknisk upplysning

Det faktum att la Cours idealkvarn liknade den traditionella holländska väderkvarnen resulterade i viss kritik av hans arbete, och statligt stöd minskade 1902. Men vid den tiden hade det mesta av experimentarbetet avslutats och publicerats, och han övervägde bara att dessa experiment ett medel för hans mål som var utvecklingen av landsbygden i Danmark. Så hände det att väderkvarnen i Askov 1902 blev en prototyp av elkraftverk som betjänade byn Askov fram till 1958 med batterier för energilagring och en bensinmotor för reservkraft.

Samtidigt började la Cour sprida idén om vindkraft. Om människor i en stad eller en by planerade ett kraftverk blev la Cour ofta inbjuden för att förklara fördelarna med denna nya energikälla. Han skrev till och med en saga, " Trollen ", om energi för barn, och det rådde ingen tvekan om att elektriciteten var hjälten i den sagan.

Det viktigaste sättet att sprida vindkraft var det danska vindkraftssamfundet (DVES) som initierades av la Cour 1903. Under de kommande fem åren planerade konsultingenjören för DVES hundra små elkraftverk, varav en tredjedel var baserade på vindkraft.

Lika viktig för landsbygdens el var utbildningen av lantelektriker. DVES instruerade ett 20-tal elektriker per år i Askov. De lärde sig teori under tre månader med underhåll och utveckling av vindkraftverket i Askov som en parallell praktisk erfarenhet. De avslutade med ett projekt att bygga ett litet kraftverk någonstans i Danmark. Detta var en kort utbildningsperiod jämfört med stadselektrikerns 4 år, men en undersökning av deras senare karriärer visar att de flesta av dem fick jobb som landsbygdselektriker – många som chefer för små kraftverk.

Slutligen publicerade DVES en tidskrift om vindkraft varannan månad med la Cour som författare till de flesta artiklarna. Jämför man denna totala verksamhet med det faktiska antalet små elkraftverk på landsbygden som byggdes i Danmark i början av seklet en [ vem ? ] måste dra slutsatsen att DVES var en av de viktigaste faktorerna i den unika decentraliserade elektrifieringen i Danmark.

Poul la Cour-priset

År 1992, som ett erkännande av Poul la Cours banbrytande arbete inom vindenergiteknik, instiftade European Wind Energy Association, nu känd som Wind Europe, Poul la Cour-priset för enastående bidrag till vindenergiindustrin.

Vinnare

  • 1993 Erik Grove Nielsen - Aerostar för banbrytande bladdesign
  • 1995 Aloys Wobben - Enercon för den växellösa ENERCON-turbinen
  • 1999 Søren Krohn - Danish Wind Industry Association - för www.windpower.org
  • 2001 Ecotecnica för deras kooperativa organisationsstruktur
  • 2003 Wolfgang Palz - EC för hans arbete vid Europeiska kommissionen
  • 2004 Esteban Morras - EHN för att etablera EHN som en av de ledande utvecklarna av förnybar energi i världen
  • 2006 Andrew Garrad - Garrad Hassan för enastående personlig prestation inom vindenergi
  • 2007 Erik Lundtang Petersen - Risø för att hedra enastående prestationer inom vindenergi och för hans vetenskapliga integritet
  • 2008 Jos Beurskens - Nederländernas energiforskningscenter (ECN) för hans enastående prestationer och många års service inom vindenergiområdet
  • 2009 Mechtild Rothe - MEP för hennes engagemang för att främja förnybar energi i Europa
  • 2010 Ian Mays RES - VD och grundare av en av de främsta bidragsgivarna till utvecklingen av vindenergi på den internationella scenen
  • 2011 Heinrik Stiesdal - Siemens Chief Technology Officer på Siemens Wind Power.
  • 2012 Christian Nath Germanischer Lloyd (GL).Tyskt klassificeringssällskap
  • 2013 Professor Arthouros Zervos - EWEA President (2001 - 2013)
  • 2014 Eddie O'Connor - Mainstream Renewable Powers grundare och VD
  • 2019 John T Olesen - GE Renewables, för enastående bidrag till vindenergiteknik
  • 2021 Anne Velenturf - University of Leeds, för hennes bidrag till cirkulär ekonomi för hållbar utveckling av vindindustrin

Patent

  • Elektriska Telegrafapparater. Danskt patent nr. 41, 1875
  • Erhålla synkrona rörelser. Engelskt patent nr. 4779, 1882.
  • Fremgangsmåde til Spektrotelegrafi, samt dertilhørende Apparater. Danskt patent nr. 193, 1890.
  • Apparat til att bringa en motor til automatisk att följa en av samma uafhængig rörlighet Mekanisme. Danskt patent nr. 1068, 1892
  • Fremgangsmåde og Anordning til Formering og Udvaskning af Kviksølvkatoder under ensartede Betingelser. Danskt patent nr. 5048, 1902.
  • Automatisk Reguleringsmetode för en elektrisk ström från en Ligestrømsdynamo til et Akkumulatorbatteri med dertil hörande Ledningsnet. Danskt patent nr. 6138, 1903. Engelskt patent nr. 131, 1904.
  • Arnfred, J. Th. (1968): Poul la Cour som opfinder. Årbog för Danmarks Tekniske Museum.
  • Dresing, PC (1887): Uppfinningen av synkrona rotationer med hjälp av Poul la Cours ljudhjul som används inom telegrafi. Elektrisk granskning 14 januari 1887, s. 31f.
  • Hansen, Hans Christian (1985): Poul la Cour, grundtvigianer, opfinder och folkeoplyser. Doktorsavhandling på danska med engelsk sammanfattning. Extrahera
  • Hansen, Hans Christian (1981): Forsøgsmøllen i Askov.
  • van Heurn, J. (1894): Electrische Beweegkracht tillgänglig genom Windmolens. Amsterdam.
  • la Cour, LF (1917): Slægten la Cour.
  • la Cour, Poul (1887): Klanghjulet. I elrecension 25 november 1887.
  • la Cour, Poul( 1900): Forsøgsmøllen i Askov I-II,
  • Nissen, Povl-Otto (2003): Poul la Cour og vindmøllerne.
  • Rapport från den specialkommitté som utsetts för att undersöka protesten från Poul la Cour... Journal of the Franklin Institute, augusti 1887.


externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Poul_la_Cour&oldid=1123639871 "