Dlho očakávaná kompletácia turbíny mala podľa plánu prebehnúť počas ďalšej dovolenky. Turbína Darrieus s tromi zvislými krídlami bola od minulého novembra pripravená. Počas pauzy som premyslel niekoľko nutných úprav, ale aj tak sa všetko zdalo jednoduché, až tak, že nebude o týždeň, maximálne dva, čo robiť. Opak bol nakoniec pravdou. A to som ešte upustil od stavby stožiara, ktorý bol pre ňu pripravený. Nakoniec som sa rozhodol pre oveľa drastickejšie skúšky turbíny, v podstatne ťažších, horských podmienkach. Ak prežije bez ujmy tam, doma sa jej naozaj nič nemôže stať.
Na začiatok som si sám skomplikoval situáciu tým, že som zo zvedavosti turbínu vyložil na pokusný stožiarik, overiť si, či je naozaj príliš široká pre naše veterné podmienky. Jej priemer 140 cm nedáva nádej na vysoké otáčky pri prevládajúcich rýchlostiach vetra. Bol som totiž rozhodnutý priemer turbíny zmenšiť na 100 cm, ale predtým som ešte chcel vidieť ako to naozaj bude fungovať v silnejšom vetre v pôvodnom stave. Výsledok si môžete pozrieť vo Videách 2. Aj keď bolo jej umiestnenie veľmi nízko nad zemou, kde rýchlosť vetra nedosahovala tú, ktorou vyšší vietor kmásal okolité stromy, aj tak bolo jasné, že v tejto konštelácii to bude silný lenivec, čo môjmu alternátoru až tak nevyhovuje. Na začiatku spomínaná komplikácia bola spôsobená dažďom, ktorý koncom mája takmer neustával. Turbína bola otočená opačne a spodné časti krídel neboli natoľko zabezpečené proti vode. Tak sa stalo, že sa voda dostala aj do priestorov dutín AL profilu v jednom krídle. Pre vyvažovanie, ktoré ma ešte len čakalo, to bola absolútne neprípustná situácia. Dosť som sa natrápil, kým sa podarilo všetku vodu dostať von.
Takže nasledovalo skracovanie ramien krídel, úpravy ich kotvenia, epoxidová vrstva proti vode tam kde to bolo potrebné, brúsenie a záverečná povrchová úprava, ktorou bolo nastriekanie farbou. Výsledný priemer turbíny 100 cm sa mal prejaviť zvýšenými otáčkami. Bohužiaľ som sa doma nedočkal vhodného vetra. Na videu vo Videá 2 síce vyzerá vietor búrlivo, ale fúka z nesprávneho smeru a turbína je skoro v dokonalom závetrí. Ku skutočnej skúške dôjde až na kopci...
Pred presťahovaním zostávalo ešte pripraviť alternátor. Rotorové disky boli od novembra hotové, stator bol použitý z druhého alternátora, pretože sa parametrami akurát hodil (a navíjanie cievok je strašne otravná robota.. :-) ). Ďalej stačilo k ložiskám osi turbíny privariť uholníky pre upevnenie statora, ponastavovať, povrchovo upraviť a mohlo sa skúšať.
Prevoz bol veľkou udalosťou, Slavo, u ktorého mala nájsť turbína svoj prechodný domov prišiel pre ňu dodávkou. Nechceli sme ju rozoberať a takto to bolo oveľa pohodlnejšie. Na miesto sa nám podarilo doraziť až v piatok neskoro večer, čo bolo v pohode, lebo dva víkendové dni by na všetko mali postačovať.
Sobota bola v znamení zloženia obrovskej antény pre rádioamatérske pásmo 7 MHz zo stožiara, aby sa urobilo miesto turbíne. Anténa je umiestená na pojazdnom vozíčku, čo mimoriadne uľahčí inštaláciu turbíny, ktorú takto nebude potrebné robiť vo výške, ale takmer na zemi. U kotveného 25 metrového stožiara je spúšťanie takej veľkej antény (nosné rahno má 11 m!) aj tak náročná procedúra, pretože počas neho treba postupne odopínať kotvy z oceľových lán, a modliť sa, aby z ničoho nič neprišiel silný vietor.
Po úspešnom zložení antény som sa venoval posledným úpravám turbíny. Došlo aj na oceľové lanká v jej hornej a spodnej časti, ktoré by ju mali ešte viac spevniť a zodolniť proti očakávaným silným vetrom. Potom nasledovalo vyvažovanie. Turbínu som upevnil do vodorovnej polohy a malinkými supermagnetmi na konce ramien krídel lepil postupne rôzne kovové "závažia", kým turbína konečne nezostala stáť v akejkoľvek nastavenej polohe a prestala sa pretáčať do ťažiska. Na jedno krídlo išlo nakoniec 125 g, na druhé 165 g. Tretie, najťažšie krídlo zostalo bez dodatočnej záťaže. (Skúška vyváženia vo Videá 2.) Keďže nebolo po ruke nič lepšie, namiesto závaží sme odvážili presne rovnakú hmotnosť hrubého medeného drôtu, ktorý bol potom navinutý na konce ramien. Opakovaná skúška vyváženia potvrdila dokonalú zhodu s pôvodnými závažiami. Turbína bola pripravená. Nakoniec sme sa ešte rozhodli upraviť málinko aj alternátor. Medzery medzi magnetmi a statorom boli 1 mm. Stačilo naozaj málo v nastavení statora a došlo ku kontaktu magnetov s ním. Oželiem aj trochu strateného výkonu z dôvodu slabšieho magnetického poľa, a väčšia mäkkosť alternátora sa môže v silnom vetre hodiť. Nebude pri plnom zaťažení klásť vetru až taký veľký mechanický odpor. Alternátor som teda rozobral a medzi spodnú platňu rotora a medzikružie držiace vzájomný dištanc rotorov vložil na skrutky podložky hrúbky 1,6 mm. (Podložky je treba starostlivo vybrať, lebo naozaj nemajú všetky rovnakú hrúbku.) Takto je konečná medzera medzi rotormi a statorom 1,8 mm. To by malo stačiť, aj keby do alternátora narazila opitá vrana, neopatrne si predtým pochutnávajúca na Slavových týždeň opadaných jablkách.
V nedeľu to už išlo rýchlo. Pripevnenie novej rúry s priemerom 7,5 cm na vozíček stožiara, montáž alternátora, prikáblovanie, nasadenie a zaistenie krídel a nakoniec montáž konzoly pre anemometer meteostanice. Taktiež malé opatrenia proti vnikaniu vody do alternátora vo forme disku nad ním a opláštenia plastovým pásom. A môžeme ísť hore. Turbína sa na vozíku nedala otáčať, lebo stožiar bol pri osi bližšie ako je priemer turbíny. Takže na cestu ju bolo treba zaaretovať. Nakoniec aj tak bude treba vyliezť hore... :-) Počas dvíhania bolo treba odpájať vždy len jednu kotvu stožiara a po pár metroch sa dala hneď pripnúť späť. Takže procedúra to nebola až tak nebezpečná ako pri skladaní antény. Vo výsledných 25 metroch je už zo zeme turbína dosť malá, ale úplne sa tam nestráca.
Počas inštalácie turbíny fúkal svieži vetrík. Čo myslíte, čo sa stalo po odaretovaní turbíny? Nastalo bezvetrie, aké Slavo na svojom kopci nezažil už poriadne dlho. Podvečer síce málinko zafúkalo, ale len preto, aby sme sa mohli uistiť, že sa turbína môže otáčať. A to sme si v noci na ňu svietili laserom, aby sme mohli sledovať otáčky aj v tme. Zbytočne... Až v pondelok ráno sa rozfúkalo trošku slušnejšie, ale 5 m/s stačilo tak na 40 otáčok/min, čo v cievkach vyprodukovalo maximálne 6 V. Slavo takmer stratil nádej na vykúrenú izbu, ktorá ho bude čakať v zime po príchode z práce...
Ďalšie skúšky.
Situácia sa radikálne zmenila keď sa rozfúkalo naozaj. Alarm meteostanice Slava zobudil pri rýchlosti vetra 10 m/s. Kým zistil čo sa deje, fúkalo už len 8 m/s a turbína sa točila takou rýchlosťou, že nebolo vidieť krídla, len priesvitný valec ktorý svojim pohybom vytvárali. Meranie ukazovalo 70 V. Pri nižšej rýchlosti vetra dávala neskôr okolo 50 V, čo je tiež použiteľná hodnota. V skúškach budeme samozrejme pokračovať. Bude namontovaný regulátor s meraním dodaného výkonu, takže prehľad môže byť dokonalý. Doterajšie výsledky napovedajú, že turbína k rozbehu do vysokých otáčok s dokonalým uplatnením vztlaku krídel potrebuje rýchlosť vetra niekde na hranici 8 m/s. Inak povedané, nie je v poriadku autoštart turbíny. V prípade Darriea pomalé otáčky nič neznamenajú, turbína skutočne pracuje až keď sa krídla dostanú do vztlaku a obrátky vyletia hore. Toto sa síce udeje, ale až pri veľkej rýchlosti vetra, pričom pri správnom profile alebo uhle nábehu by k vztlakovým rýchlym otáčkam malo dôjsť podstatne skôr. Uvidíme, čo prinesie laborovanie so zmenami uhlov v ďalšom období.
Zaujímavé bolo pozorovať, ako rozbehnutá turbína drží vztlakové otáčky aj pri neskoršom spomalení vetra. Otáčky síce tiež poklesnú, ale turbína je stále veľmi rýchla (okolo 200 ot./min.). Z toho vyplýva, že hlavným problémom tohto krídlového profilu v kombinácii s použitým uhlom nábehu je len autoštart. Ak k nemu dôjde, potom už všetko funguje ako má. Ale toto "len" je vlastne aj najtvrdším orieškom VAWT.
Treba si uvedomiť, že toto sú prvé testy, ktoré navyše len začínajú. Upraviť priemer turbíny, zmeniť natočenie krídel, alebo vyrobiť iný stator, nie je nijak mimoriadne zložité, treba len chvíľu času aby sa ukázalo, či je to naozaj potrebné a čo z toho by bolo užitočnejšie. Turbína zatiaľ svoj prvý 40 km vietor prežila s ľahkosťou, tak držte palce, nech je to tak aj naďalej.
Fotogaléria k článku.
Ešte jedna maličkosť...
Všetko čo urobíte môže byť použité proti vám! Alebo, každá úprava môže mať aj neočakávané následky. Ja som v snahe chrániť ložiská pred nepriaznivým počasím použil kúsok vhodne upravenej plastovej fľaše. Zdalo sa to ako dobrý nápad. Lenže... pri správnom vetre tento fúka do fľaše a vyludzuje zvuk, prerušovaný pohybujúcimi sa krídlami. Vzhľadom na výšku umiestnenia turbíny to dolu nie je až tak veľmi počuť, ale nedá sa to ani celkom ignorovať. Slavovi to našťastie nevadí a pasúce sa kozy aspoň budú lepšie vedieť, kde majú domov :-).
Dovetok: od používania profilu CK220 som nakoniec upustil. Konštrukcia uchytenia krídel neumožňovala jednoduchým spôsobom meniť uhol nastavenia krídel, čo bolo pre ďalšie testy dosiahnutia autoštartu pri nižších rýchlostiach vetra nevyhnutnosťou. Nová turbína už používa iný profil, ktorý je zdá sa vhodnejší.
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