Những chiếc cối xay gió cổ đại ở thị trấn của Iran

Ngay từ thời cổ đại, con người đã biết sử dụng năng lượng gió. Những cánh buồm ngược gió được con người dựng lên đã vượt qua muôn trùng đại dương để khám phá những vùng đất xa lạ. 

Vào đến đất liền, gió làm những chiếc máy xay hạt nằm giữa những tảng đá hoạt động xay giã, nghiền bột và bơm nước từ các con sông và giếng lên để phục vụ sinh hoạt.

Những chiếc cối xay gió đầu tiên được dựng lên ở Ba Tư, vào thế kỉ thứ 5 sau công nguyên được xem là lâu đời nhất. Đây là những cối xay gió có trục thẳng đứng được làm từ 6 đến 12 cánh quạt hình chữ nhật, được phủ thảm dệt bằng sậy hay vải và chúng đã được sử dụng tại nhà cũng như trong các ngành công nghiệp xay xát, mía và lúa mạch.

Việc sử dụng cối xay gió đã trở nên phổ biến khắp Trung Đông, Trung Á và sau đó lan sang Trung Quốc, Ấn Độ và kéo đến cả châu Âu. Một trong số những chiếc cối xay gió có trục thẳng đứng ra đời sớm nhất mà hiện nay vẫn còn sử dụng có thể được nhìn thấy tại thị trấn Nashtifan thuộc tỉnh Khorasan Razavi của Iran.

Thị trấn Nashtifan cách thị trấn Khaf khoảng 20 km và cách biên giới Afghanistan khoảng 30 km. Đặc điểm chính của khu vực này là luôn đón nhận những cơn gió mạnh thổi qua, chính vì mang một trong những yếu tố độc đáo của tự nhiên mà thị trấn ban đầu được gọi với tên là “NishToofan” hay "tâm bão". Vì kết quả của các yếu tố tự nhiên xuất hiện trong khu vực, nên người ta sáng tạo ra cối xay gió cho công nghiệp và đã được sử dụng trong suốt nhiều thế kỷ qua. Hiện có khoảng 30 chiếc cối xay gió nằm rải rác trong khu vực và trong số đó có chiều cao từ 15 đến 20 m. Những chiếc cối xay gió được dựng lên trong thị trấn được cho là có từ triều đại Safavid mà nguyên liệu chính để làm nên nó là đất sét, rơm và gỗ.

Kết cấu cối xay gió này gồm những phần quan trọng như đường hầm (nơi hạt ngũ cốc đi xuống cối giã), thùng chứa (nơi để lưu trữ ngũ cốc) và cánh quạt (tác dụng làm cánh buồm quay để giã ngũ cốc). Phần bên trong của cối xay gió gồm hai tầng, người ta phải vác những bao ngũ cốc lên tầng trên cùng và đỗ vào nơi đi xuống cối giã và cho quay cánh quạt. Như thế ngũ cốc được tách bóc, sàn lọc xuống bồn chứa thông qua đường hầm. Kết quả cuối cùng là ngũ cốc được nghiền thành bột.

Cối xay gió ở thị trấn Nashtifan được thiết kế theo chiều ngang, tức trục thẳng đứng và tấm chắn gió xoay theo chiều ngang. Đây là tài liệu thiết kế được biết đến đầu tiên và không hiệu quả so với cối xay gió thẳng đứng cải tiến ngày nay, tức những cánh gió xoay theo chiều dọc. Nhược điểm cối xay gió ngang là các tấm chắn gió xoay theo chiều ngang, chỉ có một bên hấp thụ năng lượng gió trong khi nửa còn lại của thiết bị về cơ bản đi ngược gió gây lãng phí năng lượng và kết quả là cánh không bao giờ có thể di chuyển nhanh hơn hay thậm chí là đua bằng tốc độ của gió. Nhưng bù lại cho hạn chế của thiết kế này là khu vực thị trấn Nashtifan có năng lượng gió rất lớn, tốc độ gió thường đạt tới 120 km/giờ. Đây cũng là lí do mà những chiếc cối xay gió cổ đại này vẫn còn sử dụng cho tới ngày nay.