Woda

Woda, to najważniejszy, otoczony kultem żywioł, podstawa egzystencji, eliksir wszelkich mocy i nieśmiertelności. Przez swą uniwersalność dotyka niemalże każdej dziedziny życia. O tym, jak niezbędnym elementem istnienia jest woda, świadczą już wierzenia pierwotnych kultur, czego przykładem są mity kosmogoniczne, w których żywioł ten pojawia się niemalże na pierwszym miejscu w opisie struktury i porządku świata.

 

W sumeryjskim poemacie Enuma elisz, opowieści o Gilgameszu, egipskich Księgach umarłych, homeryckich epopejach czy w Księdze Rodzaju już na początku zanurzamy się w wodach pierwotnych jako źródle życia, przyczynie bytu, pramaterii. Wspomniane powyżej dzieła literackie ukazują nam świat, który wedle dawnych wierzeń, wyłonił się z odmiennej rzeczywistości, z pierwotnego morza-oceanu, ze stanu spoczynku, stagnacji, zastania. Jak mawiał filozof joński, Tales z Miletu – woda jest materią pierwotną, początkiem przyrody, dlatego, że wszystko, co żywe, żyje wilgocią, a martwe wysycha, że zarodki wszystkiego są mokre, a pokarm soczysty.

 

Wiele archaicznych wyobrażeń wskazuje, że ten życiodajny żywioł istnieje in illo tempore, od początku. Odnoszące się do wody, symboliczne rysunki i zapisy w postaci meandrów, motywów poziomej linii falistej bądź zygzakowatej, czasem przypominające węża, można znaleźć już na ścianach jaskiń Altamiry czy Lascaux. Malowidła naskalne, datowane na ok. 33-32 tys. lat temu, choć apogeum przypada na okres kultury magdaleńskiej (18 -12 tys. lat temu), są nie tylko odzwierciedleniem istniejącego wówczas świata, ale i dowodem, że już człowiek pierwotny odczuwał potrzebę tworzenia elementów sacrum wokół siebie. Woda okazała się zatem nie tylko napojem dla spragnionych czy oczyszczeniem dla ciała, ale nade wszystko symbolem najważniejszego z żywiołów.

 

 

Na początku była woda

 

Woda jest podstawowym i niezbędnym elementem rozwoju pierwszych cywilizacji, wpływającym na kształtowanie się skupisk ludzkich. Pierwotne społeczeństwa wybierały miejsca swych osad w pobliżu akwenów, które były pewnego rodzaju drogowskazem oraz szlakiem, ułatwiającym orientację i komunikację oraz eksploatację najbliższych terenów. Z czasem cieki wodne zaczęto wykorzystywać gospodarczo – w rzemiośle, a następnie w przemyśle. Za sprawą wody można było spławić drewno, łowić ryby, uprać odzież, zażyć kąpieli czy po prostu ugasić pragnienie. Słowianie nazywali wodę – „najstarszą caryczką”, „siostrą Boga” czy „mateczką-wodą” i dostrzegali w niej pierwiastek żeński. Według ludowych podań był to pierwszy żywioł, który poprzedził powstanie świata. Co ciekawe, koncepcja ta pokrywa się z wyobrażeniami innych kultur, w tym również z biblijnym obrazem stworzenia świata, gdzie woda pojawia się jako jeden z pierwszych żywiołów i z boskiego nakazu, z niej narodziły się istoty żywe. Przekazy ludowe określały ją też jako siłę dobroczynną, niezbędną do wegetacji i obfitości.

 

W kosmogonii Bliskiego Wschodu – przedstawionej w jednym z pierwszych zachowanych tekstów pisanych jakim jest Enuma elisz – akt stworzenia świata rozpoczyna chaos. Ten najstarszy mit z obszarów starożytnej Mezopotamii za fundament uniwersum uznawał bezład pierwotnego oceanu. Jego uosobieniem stała się bogini Nammu, posiadająca wszelkie cechy, które obecnie przypisujemy wodzie: płodność, wszelkie moce twórcze, samowystarczalność i zdolność kreacji. To ona, według podań, wydała na świat Niebo (An) i Ziemię (Ki) – przyszłych rodziców Powietrza (Enlila). Inna wersja podaje, że z bezwładu wód pierwotnych wyodrębnili się, praojciec Apsu i pramatka Tiamat, którzy zapoczątkowali tworzenie świata. Co ciekawe, w kolejnych podaniach tego babilońskiego mitu dostrzec możemy dwubiegunowość natury wody, która jest zarówno elementem życiodajnym, oczyszczającym, jak i groźną, niszczycielską siłą.

 

 

W mitologii indoeuropejskiej woda – naturalny symbol życia, zdrowia i nieśmiertelności – była ściśle powiązana z boginiami, a następnie z bóstwem patronującym płodności. Woda jako źródło życia była identyfikowana z ziemią, stanowiła centralną część kosmosu. Jej bezkres uchodził za siedzibę potworów i demonów – hydr, rusałek czy wodnika. Woda była niezbędnym elementem we wszelkich magicznych rytuałach, jak chociażby przy składaniu ofiar wotywnych czy pochówku.

 

W przypadku wierzeń starożytnego Egiptu (znanych ze szczątkowo, zachowanych papirusów) świat wyłonił się z chaosu, praoceanu. Warto jednak podkreślić, że mimo różnych wariantów mitu o stworzeniu świata w delcie Nilu, elementem wiodącym zawsze była woda. Świadczą o tym, pieśni sławiące rzekę, w których to nazywana jest panem wód, który przynosi zieleń.

 

W kulturze greckiej i micie homeryckim również natchniemy się na opasujący świat Okeanos, symbolizujący cały bezmiar pierwotnych wód i początek wszechrzeczy. To właśnie ze związku tej pradawnej rzeki-oceanu i Tetydy, występującej tu jako uosobienie sił płodności i twórczej mocy wody pojawia się początek życia. 

Z czasem przekazy mitologiczne zaczęły podawać, że Matka Ziemia (Gaja) wyłoniła się z wód pierwotnych, by urodzić Uranosa, który wszelkie ziemskie szczeliny napełnił wodą, dając tym samym początek wszelkim oceanom, morzom, rzekom i jeziorom. Wraz z rozwojem myśli Grecy zaczęli postrzegać wodę jako arche natury, obok ognia, powietrza i ziemi. To ona, według wierzeń, odpowiedzialna była za życie i śmierć, sytość i dostatek plonów bądź głód.

 

Wspomniana już wcześniej tradycja judaistyczna swoją koncepcję powstania świata również rozpoczyna od chaosu. Z odmętów pierwotnych wód wyłania się Duch Boży i w przeciągu siedmiu dni tworzy poszczególne elementy uniwersum. W świecie arabskim woda także należy do symboli szczególnych, związanych przede wszystkim z oczyszczeniem z grzechu codzienności (dlatego też każdy wierny przed rozpoczęciem modlitwy powinien obmywać swoje ciało, by w ten sposób podkreślić czystość, a tym samym gotowość do rozmowy z Bogiem). W Koranie można odnaleźć wyraźne wskazanie, że żywioł ten uznany został za dar Boga i jednocześnie źródło życia.

 

Znaczenie wody w poszczególnych przekazach religijnych ujęte zostało dwojako. Z jednej strony jest to element niezbędny do życia, symbolizujący urodzaj czy obfitość w bogactwo (bursztyn, ryby), z drugiej to również, żywioł który niesie śmierć, topi, zalewa, niszczy. W tych kilku przytoczonych kosmogoniach widać jak istotnym dla ludzkości żywiołem jest woda, która jako byt współuczestniczy w dziele tworzenia i jest podstawą wszechrzeczy. Doskonałym obrazem tej idei jest chociażby jeden z wariantów mitu, w którym rzeka-ocean unosi dysk Ziemi (grecki Okeanos).

 

W szeroko pojętej kulturze, woda – przez swój dualizm – postrzegana była jako życiodajna moc, nieokiełznana siła twórcza, istota natury, co przekładało się na wszelkie zabiegi magiczne, np. związane z płodnością czy dobrobytem. W świadomości ludowej (choć nie tylko) woda wraz ze swoimi odniesieniami stała się symbolem kobiety. Dlatego bezdzietne pary często modliły się do rzek o potomstwo, inni z kolei czerpali z nich wodę o świcie, by upiec weselne pieczywo i tym samym zapewnić sobie obfitość wszelkich łask i darów. W hierarchii Słowian ten życiodajny żywioł uznawany był za najważniejszy. Stanowił również granicę między światami – tym doczesnym, i tym nieznanym, będącym krainą przodków. Według dawnych podań dusza ludzka w drodze do krainy umarłych musiała przejść przez rzekę zapomnienia, by wyzbyć się poprzedniego życia. Dlatego w chwili śmierci czy też pochówku rodzina zmarłego przerzucała przez rzekę kładki dla odchodzącej duszy.

 

W przypadku plemion germańskich, praktykowane było wrzucanie ciał zmarłych do wód bagiennych. Jeszcze niedawno w Portugalii wzdłuż wybrzeża Walii i w okolicach Bretanii, istniało przekonanie, że ludzie przychodzą na świat podczas przypływu, a umierają wraz z odpływem. Powstanie tego przesądu przypisuje się Arystotelesowi, który twierdził że wszelka istota żyjąca może umrzeć tylko podczas odpływu.

 

 

Woda kołem się toczy

 

Wykorzystanie potencjału energii wodnej stało się kamieniem milowym w rozwoju cywilizacji, a przyczyniło się do tego koło wodne, które okazało się przełomowym wynalazkiem. Mechanizm koła wodnego, transportującego wodę między różnymi poziomami gruntu, umożliwiał nawadnianie obszarów pustynnych. Okolice niegdyś niezamieszkane stawały się obszarami zasiedlanymi, na których możliwa była uprawa roślin. Z czasem wytworzoną energią zaczęto napędzać także urządzenia w tartakach czy kuźniach. Przed okresem rewolucji przemysłowej i zastosowaniem maszyn parowych to właśnie prosta konstrukcja koła wodnego pozwalała na wytworzenie energii czystej i ekologicznej, stabilnej, którą poprzez spiętrzanie wody można było magazynować.

 

Koła wodne były powszechnie stosowane już w starożytności, o czym świadczą odkrycia archeologiczne dokonane w Egipcie, Azji Mniejszej czy na terenie północnej Syrii. Co ciekawe, wynalazek ten pojawił się w wielu kręgach kulturowych, pod różną postacią, niemalże równolegle. Jak podają badacze, pierwsze koła wodne napędzane były siłą zewnętrzną, a zatem ręcznie bądź z wykorzystaniem kieratu zaprzęgniętego w ludzi lub w zwierzęta. Najwcześniejszą wzmiankę o tym urządzeniu można znaleźć już w paragrafach kodeksu starożytnego Babilonu, w których to czytamy, że wszelkie kradzieże kół wodnych używanych do nawadniania pól będą surowo karane. Dopiero Grecy około III wieku p.n.e. zaczęli wykorzystywać koło wodne (tzw. norię) zgodnie ze swą nazwą. Siłą napędzającą stał się zatem prąd wody. Od tego momentu możemy powiedzieć, że mamy do czynienia z prymitywną formą turbiny wodnej.

 

Pierwsze, drewniane konstrukcje były dość proste o poziomej osi i pionowej płaszczyźnie obrotu. Używano ich głównie do nawodniania pól bądź osuszania kopalń. Łopatki, za pośrednictwem których nurt wody wprawiał koło w ruch, były jednocześnie czerpakami. Unosiły wodę na wyższy poziom i wylewały ją do drewnianego koryta, a następnie do kanałów nawadniających. Zasada działania była zatem niezwykle prosta – obracające się koło, przekształcało energię wody w energię mechaniczną. Można zatem stwierdzić, że z tego okresu pochodzą pierwsze, prymitywne silniki wodne.

 

Znane są ponadto traktaty o hydraulice Filona z Bizancjum – Mechanike syntaksis (około III wiek p.n.e.), które opisywały bardziej złożone konstrukcje kół wodnych, napędzających przeróżne zabawki. Podobno Pliniusz miał w swoim ogrodzie organy hydrauliczne. Pisma Filona zawierają szczegółową instrukcję działania dwóch typów kół: podsiębiernego i nasiębiernego. Ze względu na swoją pierwotną budowę – pionową oś i poziomą płaszczyznę obrotu, cały obrót przekładał się bezpośrednio na obrót kamieni młyńskich.

 

 

Rozwój myśli inżynierskiej spowodował zastosowanie z czasem nowego rodzaju przekładni przyspieszającej obroty żaren. System ten opisywał chociażby grecki podróżnik Strabon w I wieku p.n.e., a nieco później rzymski inżynier Witruwiusz. Warto odnotować, że młyny przedstawione przez Witruwiusza w De Architectura nie różniły się pod względem parametrów technicznych od tych, mieszczących się przy średniowiecznych klasztorach. Rzymski architekt w swoim dziesięciotomowym dziele zaprezentował drewniane koła z zamocowanymi na obwodzie metalowymi wiadrami lub drewnianymi rynnami, po których spływała woda. Drewniana zębatka umieszczana na końcu poziomej osi koła zaczepiała o koło trybowe osi pionowej, natomiast na górnym końcu osi, osadzony został kamień młyński, przymocowany metalowymi klamrami.

 

Urządzenia tego typu pojawiły się w Grecji, a następnie w Rzymie na przełomie 120-65 roku p.n.e., natomiast do Europy Północnej trafiły prawdopodobnie ze Wschodu, by w średniowieczu objąć całą Europę. O skali rozpowszechniania się wynalazku mogą świadczyć chociażby liczby – we Francji na początku XII wieku pracowało około 20 tys. młynów wodnych, pod koniec XIII wieku liczba ta została podwojona, zaś w XV stuleciu odnotowano aż 70 tys. takich instalacji.

 

Jak podają zapisy historyczne, pierwsze udostępnione wszystkim mieszkańcom młyny zbożowe powstały

w Rzymie około 398 roku, zaś samo koło wodne z biegiem czasu zaczęto stosować jako napęd do innych narzędzi.

 

Od ziarenka do bochenka

 

Pojawienie się koła wodnego stało się przełomem, bowiem zastąpiło ono prymitywne żarna czy stępy poruszane siłą ludzkich mięśni. Początkowo młyny wodne – ze względu na duże koszty budowy i drogą eksploatację – wznoszono przy klasztorach, a w szeregach mnichów byli pierwsi konstruktorzy kół wodnych. To właśnie „inżynierom w habitach” Europa zawdzięcza wykorzystywanie na większą skalę siły spadku wody do napędu urządzeń w młynie.

 

 

Pierwsze młyny lokowano na obszarach górzystych, niewymagających specjalnych konstrukcji, gdyż wykorzystywano naturalne spadki wynikające z ukształtowania terenu. Chcąc zapewnić ciągłą pracę, należało w pierwszej kolejności uzyskać odpowiednią prędkość przepływów wody. Niezbędna zatem była budowa instalacji hydrotechnicznych w postaci jazów czy zapór piętrzących. Trzeba było także odpowiednio przystosować koryto cieku, wzmocnić jego brzegi, zbudować groble oraz wykopać kanały doprowadzające wodę do koła wodnego. Długość kanałów osiągała niejednokrotnie kilkaset metrów, czasem nawet kilometrów. Ostatni odcinek woda pokonywała w specjalnym drewnianym korycie, które doprowadzało ją do koła, a następnie ciek wracał kolejnym kanałem do rzeki czy innego zbiornika wodnego. Tak obracająca się konstrukcja inżynierska – dzięki systemowi przekładni, pasów i kół – dostarczała energię całej gamie maszyn.

 

Woda, napędzająca młyny musiała mieć znaczny przepływ, choć okazało się, że obiekty te wcale nie wymagały ich stosowania nad brzegiem rzeki. Zdarzały się konstrukcje, które stawiano pomiędzy dwiema tratwami zakotwiczonymi na rzekach spławnych, zwanymi bździelami czy pływakami. Ich położenie można było regulować za pomocą lin nawijanych na brzegu. Istniały również młyny „na wagach”, czyli stałe budowle umiejscowione na wbitych w dno rzeki palach połączonych z brzegiem drewnianym pomostem. Były to zazwyczaj konstrukcje drewniane, choć zdarzały się również obiekty z podmurówką. Natomiast młyny leżące w obrębie gospodarstwa klasztornego, posiadające nawet kilka kół wodnych, wykonywano z cegły. Istniała wówczas zasada, że jeden mechanizm napędowy – koło wodne, porusza jednym mechanizmem roboczym, czyli kamieniem młyńskim, stępą, czy innym urządzeniem. Jak podają źródła historyczne, we Francji w IV wieku istniał zespół młynów wyposażonych w 16 kół wodnych.

 

Główny budulec kół wodnych stanowiło drewno dębowe. Konstrukcje te mierzyły przeciętnie od 50 do 100 cm, zaś ich średnica dochodziła nawet do trzech m. W średniowieczu wykorzystywano w młynach, aż cztery rodzaje kół: poziome (tzw. młyn nordycki), podsiębierne (łopatkowe, walne), śródsiębierne i nasiębierne (korytkowe, korzeczne). Wybór typu koła zawsze zależał od warunków lokalizacyjnych danego młyna i rodzaju cieku wodnego. Do najprostszych konstrukcji należało koło poziome, które nie wymagało przekładni, ponieważ połączone było z kamieniem młyńskim za pomocą sztywnej belki. Jak sama nazwa wskazuje, koło montowano poziomo, a strumień wody uderzał w łopatki i napędzał całe urządzenie.

 

Na obszarach o niewielkim nachyleniu stosowano koła podsiębierne, zwane również walnymi, które nie wymagały większych prac inżynierskich. Obiekty tego typu były największe i osiągały średnicę trzech metrów. Wykorzystywały głównie energię kinetyczną wody przez montaż koła nad korytem rzeki. Nurt przepływającego cieku uderzał w łopatki zamocowane na obwodzie konstrukcji koła od spodu, wprawiając je w ruch obrotowy w kierunku przeciwnym do płynącej wody. Prędkość obrotu, a zatem i wydajność, w dużej mierze zależały od siły nurtu i poziomu rzeki. Wystarczyły wahania stanu wód bądź naturalny zator spowodowany np. gałęziami, by koło zostało zablokowane. Starano się zatem regulować bieg rzek – w najbliższych okolicach młyna pogłębiano koryto, umacniano brzegi, przesuwano główny nurt bądź tworzono tzw. młynówki, czyli sztuczne odnogi rzek, w których starano się utrzymywać stały poziom przepływu wody. Mimo licznych udoskonaleń wprowadzanych w XIX wieku, których celem było podniesienie wydajności tego modelu młyna, nie udało się uzyskać wysokiej efektywności zainstalowanych urządzeń.

 

Większych inwestycji i prac inżynieryjnych wymagały koła nasiębierne, czyli korzeczne, ale ich sprawność wynosiła zazwyczaj od 70 do nawet 80%. Wykorzystywały one głównie energię potencjalną, ponieważ poruszały się dzięki spiętrzonej wodzie doprowadzanej do korytek koła od góry, a zatem ruch obrotowy był zgodny z kierunkiem płynącej rzeki. Znaczenie odgrywał tu również oddziałujący prąd strumienia (energia kinetyczna). Dla inżynierów istotne stało się odpowiednie spiętrzenie spadającej wody (równe co najmniej wysokości samego koła), by posiadała ona większą energię. Z tego powodu, podczas budowy młynów nasiębiernych konstruowano szereg urządzeń dodatkowych i wybierano korzystne ukształtowanie terenu. Ciągły dopływ strumienia o określonej prędkości, wymagał stałego poziomu wody w stawie górnym, który był odpowiedzialny za jej spiętrzanie.

 

Rozwiązaniem okazało się zastosowanie tzw. stawidła (jazu zastawkowego). Były to przesuwane w pionowych prowadnicach zastawy na śluzie, które podnoszono bądź opuszczano, używając do tego mechanizmu łańcuchowego lub poruszanej korbą przekładni zębatej. Spiętrzona woda spadała ze stawu górnego drewnianym kanałem roboczym (przypominającym korytko o niewielkim spadku, wsparte na słupach wbitych w podłoże) na koło i po wykonaniu obrotu spływała do zbiornika wodnego umiejscowionego poniżej młyna - tzw. stawu dolnego, gdzie wpływała do rzeki lub stawu hodowlanego.

 

Czwarty typ w postaci koła śródsiębiernego również wykorzystywał zarówno energię potencjalną, jak i kinetyczną, ponieważ woda uderzała w koło w połowie jego średnicy i tym samym zwiększała swą powierzchnię nacisku. Wydajność tych urządzeń była najwyższa i wynosiła 80%, ale stawiały one wysokie wymagania konstrukcyjne. Niezbędne było bowiem odpowiednie spiętrzenie wody, tak by wpadała ona na koło nieco powyżej punktu zamontowania, a zamiast łopat należało zamontować odpowiednie pojemniki na wodę. Konstrukcje te nadawały się do młynów usytuowanych przy strumieniach o stałym przepływie dużej objętości wody, dlatego rozpowszechniały się dopiero w XVIII wieku. Za twórcę tego rodzaju koła wodnego uznaje się angielskiego inżyniera budowlanego i konstruktora maszyn Johna Smeatona, który swym projektem przyczynił się do wynalezienia turbiny wodnej. Młyny i koła wodne, są znakomitymi zabytkami myśli technicznej, które w doskonały sposób przedstawiają rozwój inżynierii, a także ludzką umiejętność wykorzystywania potencjału leżącego w siłach natury. Okazuje się, że te proste urządzenia napędowe – zaczynając od kół wodnych po bardziej skomplikowane koła korytowe – już w czasach średniowiecza osiągały moc około 3KM, a więc taką, jaką ma współczesna kosiarka do trawy. Do XVIII wieku wydajność tych konstrukcji niewiele się zwiększyła, bowiem uzależnione było to od stopnia spiętrzenia wody, a także wielkości samego koła.

 

 

W Polsce młyny pojawiły się w XII wieku w okresie rozkwitu gospodarki czynszowej, a ich schyłek przyszedł wraz z ekspansją XIX-wiecznej myśli technicznej. Według historyków najstarsza wzmianka o młynie wodnym pracującym na ziemiach polskich pochodzi z 1145 roku i dotyczy nadania książęcego dla klasztoru w Trzemesznie, a kolejna dla klasztoru w Lubiążu w 1175 roku. Początkowo właścicielami młynów byli królowie, biskupi czy feudałowie. Konstrukcje wodne stawiane były najczęściej na terenach Pomorza, Wielkopolski, Śląska czy Małopolski, rzadziej na Kujawach i Mazowszu. W tym okresie istniały dwa przywileje, które wyraźnie wskazywały, że decyzja o budowie kolejnego młyna czy rozpoczęciu produkcji zależy od pana feudalnego. Istniał również obowiązek mielenia tylko we wskazanym przez możnowładcę miejscu. Chłopi zatem byli przymuszani do korzystania z usług młyna należącego do właściciela ziem i tym samym zapewniali mu stałe dochody. Wszystkie te obostrzenia spowodowały, że fach ten stał się zawodem tylko dla wybranych, niezwykle cenionym i wręcz niezbędnym na terenach wiejskich. Z czasem młynarze zaczęli tworzyć zamknięty krąg, a rzemiosło stawało się dziedziczne, podobnie jak w przypadku innych profesji. Wśród rzemieślników, którzy trudnili się pracą w młynach, można było wówczas wyróżnić: najemnych, dziedzicznych i tzw. na miarze. Pracownicy najemni podpisywali umowę dzierżawy danego obiektu, a do ich obowiązku należała konserwacja i odpowiednia eksploatacja urządzeń. Dotyczyło to głównie młynów dworskich, z których cały dochód trafiał do rąk właściciela, zaś sam młynarz otrzymywał niewielką opłatę, najczęściej w postaci zboża. W XVII i XVIII wieku najliczniejszą grupę stanowili rzemieślnicy „na miarze”. Za swą pracę otrzymywali zapłatę w postaci zboża lub mąki, których określoną część – np. „trzęciznę” musieli oddać właścicielowi dzierżawy. Najwyżej w owej kaście sytuowali się młynarze dziedziczni, ponieważ uzyskanie prawa własności do młyna uzależnione było od jego wykupu od dotychczasowego właściciela lub nabycia go w postaci kontraktu uprawniającego do budowy młyna na określonej działce. Rzemieślnik posiadający własny młyn mógł zatem sam nim rozporządzać, aczkolwiek każda transakcja musiała zostać zatwierdzona przez pana feudalnego.

 

 

Młynarze byli darzeni ogromnym szacunkiem, choć posądzano ich także o kontakty z nieczystymi siłami, a nawet o posiadanie mocy nadprzyrodzonych. Według ludowych podań w pracach młynarzowi miał pomagać demon wodnik, któremu jeszcze na początku XX wieku składano ofiary z prośbą o deszcz w przypadku suszy bądź zabezpieczenie pobliskich domostw przed powodzią. Wśród społeczności wiejskiej młynarze byli wysoko sytuowani dzięki stabilnej pracy. Na tle chłopów pańszczyźnianych wyróżniali się nie tylko swoim specyficznym strojem, ale i mową oraz umiejętnościami, bowiem łączyli w sobie wiedzę: handlową, księgową, techniczną i rolniczą z praktycznymi zdolnościami: ciesielstwem, bednarstwem, budownictwem czy mechaniką. Można zatem powiedzieć, że byli to ludzie wszechstronnie uzdolnieni i obyci w świecie, choć często oskarżani o nieuczciwość czy skąpstwo.

 

 

Woda  surowiec energetyczny

 

XIX wiek przyniósł wielki rozwój myśli inżynierskiej, związany głównie z postępem techniki, w tym rozpowszechnianiem się silników wodnych. W 1827 roku francuski inżynier Benoît Fourneyron uruchomił pierwszą turbinę reakcyjną, której powstanie zawdzięczamy pracom D. Bernoulliego czy wczesnym  doświadczeniom J. Segmera i Bourdina. Wielu badaczy podkreśla, że duży wpływ na powstanie turbiny, która osiągała wydajność na poziomie 80%, miała podstawowa teoria działania turbiny Eulera z 1754 roku .

 

Przełomem okazało się wynalezienie turbiny o przepływie osiowo-promieniowym przez Jamesa Francisa 

w 1848 roku. W dużej mierze Amerykanin bazował na pomysłach swych poprzedników, ale to właśnie jego projekt osiągał 90% sprawności. W turbinie wodnej z punktu widzenia kinematyki przepływu, odwrócone zostało działanie pompy odśrodkowej. Woda ze zbiornika głównego przepływała przez łopatki kierownicze i uzyskując dość znaczne przyspieszenie, zasilała wirnik roboczy. Po przepłynięciu między łopatkami, woda z dużą prędkością opuszczała wirnik i wpływała do rury ssawnej. Temu działaniu towarzyszyła reakcja hydrodynamiczna, która wprowadzała wirnik w ruch w kierunku przeciwnym do wylotu wody.

 

Krokiem milowym dla energetyki „białego węgla” było wynalezienie kolejnego rodzaju turbiny, tzw. akcyjnej.

W 1840 roku Lester Allen Pelton pracując na „kole natryskowym”, zaproponował rozwiązanie, w którym to łopatki zostały ustawione pod kątem 90° do strumienia wody. W swojej turbinie Amerykanin, dla zwiększenia sprawności, zastosował odpowiednio wyprofilowane łopatki, które swoim kształtem przypominały dwie połączone czarki, na których strumień wody łagodniej zmieniał kierunek.

 

Istotne znaczenie na obecny kształt hydroenergetyki miał również fakt opracowania w 1921 roku nowego typu turbiny tzw. śmigłowej. Austriacki inżynier opracował początkowo wirnik śmigłowy, następnie wirnik z łopatami o regulowanym kącie ustawienia, gdzie łopatki swym kształtem przypominały śruby okrętowe. Pomysł ten pozwalał w czasie pracy zmieniać kąt nachylenia łopat, co w efekcie pozwalało regulować moc i zwiększać sprawność silnika. Na rozwój turbin wodnych, bezsprzecznie wpływ miało sprężenie ich z generatorami prądu, co następnie pozwoliło przesyłać energię elektryczną na znaczne odległości. Pierwszą tego rodzaju elektrownią, która poskromiła wodę, utworzono na rzece Fox w Appleton w Stanach Zjednoczonych w 1882 roku. Inwestycja pozwalała zaspokoić potrzeby energetyczne fabryce papieru. Warto napomknąć, że tę pierwszą elektrownię wodną otworzono dwa lata po spektakularnej prezentacji Thomasa Edisona, na której to po raz pierwszy zademonstrowano szerokiej publiczność wytwarzanie światła elektrycznego. Popularność elektrowni wodnych rosła z roku na rok, by w 1886 roku na terenie Stanów Zjednoczonych i Kanady zarejestrować 45 obiektów. Już trzy lata później, tylko na obszarze USA funkcjonowało około 200 elektrowni.

 

Na ziemiach polskich pierwszą wodną elektrownię utworzono w 1896 roku w Soszczycach na rzece Słupi, a wyposażono ją w turbinę Francisa o mocy 250kW. Przed II wojną światową, w 1923 roku, na Pomorzu w Gródku uruchomiono największą hydroelektrownię w Polsce, która wówczas osiągała moc 4 MW i zasilała energią elektryczną Gdynię. W latach trzydziestych utworzono jeszcze kilka większych elektrowni, w tym na Dunajcu, Sole i Sanie. Po ustaniu wojennej zawieruchy, w wyniku zmian terytorialnych Polska zyskała kilkanaście elektrowni, w tym między innymi w Pilchowicach i Dychowie. Najwięcej inwestycji poczyniono w latach 60. ubiegłego wieku, kiedy uruchomiono kilka dużych elektrowni: Koronowo, Dębe, Tresna, Żydowo, 

Solina-Myczkowice, Żydowo i Elektrownię Wodną we Włocławku.

 

Do największych inwestycji w „biały węgiel” w minionych latach należy zaliczyć elektrownie: Żarnowciec, Niedzica czy Porąbka-Żar.

 

Wersja do druku Wersja do druku | Mapa witryny
© Całość praw autorskich: Filip Wiśniewski