Poznáte zariadenia, ktoré využívajú vibrácie? Určite, ale ja myslím skôr príklepovú vŕtačku, pneumatické kladivo, alebo zhutňovacie stroje. To čo myslíte, pracuje presne tak ako nechceme aby pracovala VAWT. Keď sa roztočí excentrický zotrvačník trepe sa ako šialený. Ak je uchytený dostatočne pevne, trepe sa celé zariadenie.
Ak bude naša turbína excentrickým zotrvačníkom, s nerovnomerne rozloženou hmotnosťou, bude po nadobudnutí určitých otáčok (čím horšie vyváženie, tým skôr) vibrovať tiež. A s ňou aj celý stožiar, prípadne celý krov strechy domu na ktorom bude upevnená. A bude to počuť! Hlavná výhoda VAWT - nehlučnosť - bude preč.
Druhým faktorom je nepriaznivé pôsobenie vibrácií na materiál turbíny (1). Ten je pri rozkmitaní namáhaný podstatne viac, čo má napriaznivý vplyv na únavové procesy v materiáli a na výrazné skrátenie jeho životnosti. Najhoršie je, že nie je problém zariadenie rozkmitať tak, aby sa frekvencia kmitania priblížila rezonančnej frekvencii. Vtedy môže nastať okamžitá deštrukcia. Ako hovorí múdra fyzika: "Aj pôsobením malej sily môže dôjsť k takým veľkým amplitúdam kmitov, že sa poruší pevnosť materiálov a dôjde k ich deštrukcii". Inak povedané: ak by ste na zlomenie nejakého materiálu za normálnych podmienok potrebovali veľkú silu, tak pri jeho vhodnom rozkmitaní ho zlomí sila oveľa menšia.
Tak sa zdá, že jediná možnosť ako predísť katastrofe, je nedopustiť, aby naše zariadenie vibrovalo. Východiskom je vyváženie.
V prípade točivých strojov, akým naša turbína je, prichádza do úvahy statické a dynamické vyváženie. Na dynamické vyvažovanie (príkladom je vyvažovanie kolies automobilov), asi nebudeme dostatočne technicky vybavení. Keďže si budeme musieť vystačiť len so statickým vyvážením, musíme si na ňom dať naozaj záležať.
Ak hovoríme o vyvažovaní Darrieusovej turbíny s niekoľkými zvislými krídlami, ako ju popisujem v čl. Ostré krídla, vyvážiť musíme každé krídlo osobitne a potom aj celú zloženú sústavu (2).
Krídlo, ktorého hlavným predpokladom správnej funkčnosti je rovnaký profil na celej jeho dĺžke (inak sa bude snažiť ešte aj nakláňať z vertikálneho smeru), musí pri zavesení za stred zostať vo vodorovnej rovine. Na to je dobré myslieť už pri laminovaní krídla a snažiť sa epoxid nanášať čo najrovnomernejšie, pretože aj ten niečo váži. Vyvažovať môžeme obrúsením nadbytočného materiálu (ak je kde), alebo pridávaním závaží. Závažia zároveň nesmú ovplyvňovať aerodynamiku krídla, zvlášť nie len na niektorej strane.
Ak sú krídla v poriadku, po zložení sústavy turbíny ju sklopíme do vodorovnej polohy osi. Vyváženie celej turbíny spočíva v tom, aby zostala stáť v každej polohe, do ktorej ju natočíme (len prosím nie preto, že máme hrdzavé ložisko v ktorom sa turbína aj tak točí ťažko!). Inak povedané, v žiadnej polohe nesmie nastať situácia, aby sa turbína snažila pretočiť ťažiskom pod rovinu osi, pretože ťažisko musí byť presne v strede osi. Ak máme samotné krídla vyvážené správne, pri vyvážení sústavy bude stačiť umiestňovanie závaží na konce ramien jednotlivých krídel (čo najbližšie k bodu spojenia ramena s krídlom). Ak mali krídla rovnakú hmotnosť a pri montáži sme nerobili žiadne vylomeniny (3), nemuselo by to byť zasa až také náročné.
Vyváženie turbíny naozaj netreba brať na ľahkú váhu. Vibrácie a rezonancia sa nemusia prejaviť pri nízkych otáčkach. Tak isto sa nemusia prejaviť vady v rovnomernom rozložení hmotnosti jednotlivých krídel, alebo rovnomernosti tvaru profilu po celej dĺžke krídel. Tie sa môžu prejaviť až dynamicky, v silnom vetre pri vysokých otáčkach. Keď k tomu nakoniec predsa len dôjde, môže už byť príliš neskoro (4).
Pamätajte na to, že vietor je príliš silný a nevyspytateľný živel, aby sme ho mohli podceňovať. Najmä ak si už dovolíme postaviť mu niečo do cesty.
(1) Týka sa to nielen krídel, ich ramien, spojovacieho materiálu atď, ale aj ložísk, hriadeľov, stožiarov...
(2) Správne vyváženie sa týka každého typu turbín, vrátane najjednoduchšej Savoniovej.
(3) Používajte rovnaký materiál na všetky krídla. Rovnaké skrutky, rovnaký počet podložiek. Všade dodržiavajte rovnaké vzdialenosti. Krídla musia byť identické.
(4) Pre mimoriadne prípady je vhodné mať možnosť zabrzdenia turbíny. Či už mechanickou brzdou, alebo elektricky - prepnutím alternátora do skratu alebo takmer do skratu na nízkoodporovú výkonnú záťaž. Ak nebudete pri tom, máte smolu. Takže vyvažujte!!!
Všetky texty na tejto stránke s výnimkou komentárov užívateľov a označených citátov sú vlastnými textami autora stránky. Ich ďalšie použitie, ako aj použitie obrázkov a fotografií je podmienené súhlasom autora alebo uvedením zdroja. Autor stránky nenesie žiadnu zodpovednosť za činy a rozhodnutia ktoré urobíte na základe informácií získaných z týchto stránok. Taktiež nenesie žiadnu zodpovednosť za škody, ktoré vám pri tom môžu vzniknúť.
VAWT.sk © 2017 OM2CM