Eine Windmühle ( auf Englisch Windmills) ist eine Struktur, die Windkraft mithilfe von Flügeln, sogenannten Segeln oder Schaufeln, in Rotationsenergie umwandelt, insbesondere zum Mahlen von Getreide (Getreidemühlen). Der Begriff wird jedoch auch auf Windpumpen, Windturbinen und andere Anwendungen ausgedehnt. Windmühlen wurden im Hochmittelalter und in der frühen Neuzeit eingesetzt; Die horizontale oder Panemone-Windmühle erschien erstmals im 9. Jahrhundert im Großiran, die vertikale Windmühle in Nordwesteuropa im 12. Jahrhundert.

Vorläufer
Eine Rekonstruktion der windgetriebenen Orgelbeschreibung von Heron aus dem 19. Jahrhundert.
Der Held von Alexandria (Heron) im römischen Ägypten des ersten Jahrhunderts beschrieb ein scheinbar windgetriebenes Rad, um eine Maschine anzutreiben. Seine Beschreibung einer windgetriebenen Orgel ist keine praktische Windmühle, sondern entweder ein frühes windgetriebenes Spielzeug oder ein Designkonzept für eine windgetriebene Maschine, die möglicherweise ein Arbeitsgerät war oder nicht, da Unklarheiten bestehen den Text und Probleme mit dem Design. Ein weiteres frühes Beispiel für ein windgetriebenes Rad war das Gebetsrad, von dem angenommen wird, dass es erstmals in Tibet und China verwendet wurde, obwohl Ungewissheit über das Datum seines ersten Auftretens besteht, das entweder um 400, das 7., hätte sein können Jahrhundert oder nach dem 9. Jahrhundert.
Horizontale Windmühlen
Weitere Informationen: Vertikalachsen-Windkraftanlage
Die persische horizontale Windmühle, die erste praktische Windmühle.
Hooper’s Mill, Margate, Kent, eine europäische horizontale Windmühle aus dem 18. Jahrhundert
Die ersten praktischen Windmühlen waren Panemone-Windmühlen mit Segeln, die sich in einer horizontalen Ebene um eine vertikale Achse drehten. Diese Windmühlen bestanden aus sechs bis zwölf Segeln, die mit Schilfmatten oder Stoff bedeckt waren, und wurden zum Mahlen von Getreide oder zum Aufziehen von Wasser verwendet. Diese Windmühlen wurden vom persischen Geographen Estakhri im 9. Jahrhundert als in Khorasan (Ostiran und Westafghanistan) betrieben registriert. Die Echtheit einer früheren Anekdote einer Windmühle mit dem Kalifen Umar aus dem 7. Jahrhundert (634–644) wird in Frage gestellt, da sie erst im 10. Jahrhundert aufgezeichnet wurde. Solche Windmühlen waren im Nahen Osten und in Zentralasien weit verbreitet und verbreiteten sich später von dort aus nach Europa, China und Indien. Bis zum 11. Jahrhundert hatte die Windmühle mit vertikaler Achse Teile Südeuropas erreicht, einschließlich der Iberischen Halbinsel (über Al-Andalus) und der Ägäis (auf dem Balkan). Eine ähnliche Art horizontaler Windmühle mit rechteckigen Blättern, die zur Bewässerung verwendet wird, findet sich auch im China des 13. Jahrhunderts (während der Jurchen Jin-Dynastie im Norden), das 1219 durch die Reisen von Yelü Chucai nach Turkestan eingeführt wurde.
Im 18. und 19. Jahrhundert wurden in Europa in geringer Anzahl vertikalachsige Windmühlen gebaut, beispielsweise Fowler’s Mill in Battersea in London und Hooper’s Mill in Margate in Kent. Diese frühneuzeitlichen Beispiele scheinen nicht direkt von den vertikalachsigen Windmühlen des Mittelalters beeinflusst worden zu sein, sondern unabhängige Erfindungen von Ingenieuren des 18. Jahrhunderts.
Vertikale Windmühlen
Die horizontale oder vertikale Windmühle (aufgrund der Bewegungsebene ihrer Segel so genannt) ist eine Entwicklung des 12. Jahrhunderts, die erstmals in Nordwesteuropa im Dreieck von Nordfrankreich, Ostengland und Flandern eingesetzt wurde. Es ist unklar, ob die vertikale Windmühle durch die Einführung der horizontalen Windmühle in Südeuropa im vorigen Jahrhundert beeinflusst wurde.
Der früheste sichere Hinweis auf eine Windmühle in Nordeuropa (vermutlich vertikal) stammt aus dem Jahr 1185 in dem ehemaligen Dorf Weedley in Yorkshire, das sich an der Südspitze des Wold mit Blick auf die Humber-Mündung befand. Es wurde auch eine Reihe früherer, aber weniger sicher datierter europäischer Quellen aus dem 12. Jahrhundert gefunden, die sich auf Windmühlen beziehen. Diese frühesten Mühlen wurden zum Mahlen von Getreide verwendet.
Post Mill
Derzeit gibt es Beweise dafür, dass der früheste Typ einer europäischen Windmühle die Postmühle war, die aufgrund des großen aufrechten Pfostens, auf dem die Hauptstruktur der Mühle (der “Körper” oder “Bock”) ausgeglichen ist, so genannt wurde. Durch die Montage des Körpers auf diese Weise kann sich die Mühle in Windrichtung drehen. Eine wesentliche Voraussetzung für den wirtschaftlichen Betrieb von Windmühlen in Nordwesteuropa, wo die Windrichtungen variabel sind. Der Körper enthält alle Fräsmaschinen. Die ersten Pfostenmühlen waren vom versunkenen Typ, wo der Pfosten in einem Erdhügel begraben wurde, um ihn zu stützen. Später wurde eine Holzstütze namens Bock entwickelt. Dies wurde oft überdacht oder von einem Rundhaus umgeben, um den Bock vor dem Wetter zu schützen und Stauraum bereitzustellen. Diese Art von Windmühle war die häufigste in Europa bis zum 19. Jahrhundert, als leistungsstärkere Turm- und Kittelmühlen sie ersetzten.
Hohlpfostenmühle
In einer Hohlpfostenmühle wird der Pfosten, auf dem der Körper montiert ist, ausgehöhlt, um die Antriebswelle aufzunehmen. Dies ermöglicht es, Maschinen unter oder außerhalb des Körpers zu fahren, während der Körper dennoch in den Wind gedreht werden kann. In den Niederlanden wurden ab dem 14. Jahrhundert Hohlpfostenmühlen mit Schaufelrädern zur Entwässerung von Feuchtgebieten eingesetzt.
Turmmühle
Bis zum Ende des 13. Jahrhunderts wurde die Mauerwerksturmmühle eingeführt, bei der nur die Kappe und nicht der gesamte Mühlenkörper gedreht wird. Die Ausbreitung der Turmmühlen ging mit einer wachsenden Wirtschaft einher, die größere und stabilere Energiequellen erforderte, deren Bau jedoch teurer war. Im Gegensatz zur Postmühle muss nur die Kappe der Turmmühle in den Wind gedreht werden, damit die Hauptstruktur viel höher gemacht werden kann, so dass die Segel länger gemacht werden können, was es ihnen ermöglicht, auch bei niedrigen Temperaturen nützliche Arbeit zu leisten Winde. Die Kappe kann entweder durch Winden oder Getriebe innerhalb der Kappe oder von einer Winde an der Heckstange außerhalb der Mühle in den Wind gedreht werden. Eine Methode, um die Kappe und die Segel automatisch im Wind zu halten, ist die Verwendung eines Fantails, einer kleinen Windmühle, die rechtwinklig zu den Segeln hinten an der Windmühle montiert ist. Diese sind auch an Endstangen von Postmühlen angebracht und in Großbritannien und den englischsprachigen Ländern des ehemaligen britischen Empire, Dänemark und Deutschland üblich, an anderen Orten jedoch selten. Um einige Teile des Mittelmeers wurden Turmmühlen mit festen Kappen gebaut, da die Windrichtung die meiste Zeit kaum variierte.
Kittelmühle
Die Kittelmühle ist eine spätere Entwicklung der Turmmühle, bei der der Mauerwerksturm durch ein Holzgerüst ersetzt wird, das als “Kittel” bezeichnet wird und mit Stroh gedeckt, mit Brettern versehen oder mit anderen Materialien wie Schiefer, Blech oder Teerpapier bedeckt ist . Der Kittel ist gewöhnlich achteckig, obwohl es Beispiele mit unterschiedlicher Anzahl von Seiten gibt. Das geringere Gewicht als Turmmühlen macht Kittelmühlen als Entwässerungsmühlen praktisch, die häufig in Gebieten mit instabilem Untergrund gebaut werden mussten. Kittelmühlen entstanden ursprünglich zur Entwässerung, werden aber auch für andere Zwecke verwendet. Wenn es in einem bebauten Gebiet verwendet wird, wird es häufig auf einem Mauerwerksockel platziert, um es über die umgebenden Gebäude zu heben.