27.6.2016 - V ostatnom článku som avizoval informácie o problémoch a chybách, ktoré by mohli poslúžiť budúcim konštruktérom, aj zhodnotenie výnosov malej veternej turbíny vzhľadom k jej možnostiam a očakávaniam. Skôr než sa k tomu dostanem, ešte stručne niekoľko informácií z práce turbíny za posledné obdobie. Žiadne tajnosti, je tu predsa verejný prístup k dátam turbíny, všetko je kedykoľvek overiteľné. Aj tam je vidieť, že kilowatthodiny pribúdali pomalšie, keďže bolo pomerne málo vetra: Dokonca ani extrémne horúčavy nepriniesli u nás žiadne búrky s obvykým zintenzívnením prúdenia vzduchu. Práve kvôli týmto horším veterným podmienkam mi nemohlo uniknúť, že turbína sa roztáča lepšie ako to bolo po jej znovuspustení po rekonštrukcii stožiara. Na roztočenie stačí vietor 2,5 m/s, ktorý ak príliš nekolíše k nižším hodnotám, dokáže turbínu dostať do prevádzkových otáčok. Pri 3 m/s, je to sj so zárukou. Toto je úplne postačujúce, pretože skoršie roztáčanie naozaj ani nie je potrebné. Rýchlosť vetra 3 m/s je oná pomyselná hranica, kedy už vietor nesie energiu, ktorú je turbína schopná pri odpočítaní strát zo všetkých podieľajúcich sa účinností premeniť na skromný užitočný výkon. Pri tomto vetre sa čistý elektrický výkon v prípade mojej turbíny pohybuje od 5 do 20 W. Či to je málo alebo nie, porozmýšľame v druhej časti článku. 

     Toto zlepšenie roztáčania a štartu turbíny nemohlo byť spôsobené ničím iným, len úspešným "zábehom" nových ložísk. Paradoxne práve ich sa týka aj prvá z chýb, na ktoré by som chcel upozorniť. Chyby, resp. konštrukčné nedostatky je väčšinou možné odstrániť, ale oveľa lepšie je sa im vyhnúť. Nechcem sa teraz vyhovárať, ale sám samozrejme neviem všetko a časový stres spôsobil, že potom ako som sa rozhodol pri rekonštrukcii stožiara presunúť vrtuľu na samostatne uchytenú os (nie priamo na teleso generátora), nedal som si odobriť skúseným strojárom výber spodného ložiska. Keďže má niesť celú váhu osi a vrtule, musí byť jednoznačne odolné na tlak zhora. Najlepšie asi axiálne. Pravdou je, že to nestačí. Mal som použiť buď axiálno-radiálne ložisko, napr. z radu kuželíkových, alebo použité axiálne ložisko kombinovať v spoločnom domčeku s radiálnym. Samotné axiálne ložisko totiž nedrží dobre vychýlenia do strán, čo sa stáva pri prudkých náporoch vetra. Výsledkom je potom občasné klepanie ložiska v určitých situáciách. Čo by až tak vadiť nemuselo, ale dá sa s istotou povedať, že časom sa to zhorší. Úloha č. 1 - doplniť spodné ložisko o radiálne. 

     Úloha č. 2 - ak už sa rozhodnete pre nezávislé uchytenie osi, je bezpodmienečne nutné, aby bola dokonale kompaktná. Ak už musí byť spájaná z viacerých častí, musí to byť urobené dôkladne, bez voľných spojov. Inak okrem toho, že vytvoríte priestor pre možné vibrácie za prevádzky, je viac-menej isté, že časom v niektorom takomto voľnom spoji dôjde k únavovému lomu materiálu. Moja os sa skladala z piatich samostatných dielov (obr. vľavo). Ideme zhora dole (resp. na obrázku z prava doľava): (1) disk - unášač vrtule, (2) sústružená guľatina pre prechod horným radiálnym ložiskom, (3) na ňu nasunutá oceľová rúra spojená dvomi krížnymi skrutkami, (4) tak isto s rúrou v spodnej časti spojený sústružený diel s usadením hornej časti axiálneho ložiska a nakoniec (5) disk s pružnými spojkami pre pripojenie ku generátoru. Oba disky boli pôvodne nasunuté na guľatinu a zaistené nastavovacími skrutkami (červíkmi). Dá sa to aj takto, ale... spoje musia byť tak dokonale tesné, že by sa skôr mali nalisovať ako jednoducho nasúvať. Možnosť ľahkého nasunutia znamená štrbinu. Akákoľvek je malá, os už nie je kompaktná. Nepatrný výkyv v malej štrbine sa na celej dĺžke prejaví v milimetroch až centimetroch. Spevnenie osi som nakoniec riešil radikálne. Vytiahol som na stožiar zváračku a ako prvé som zvaril obe spojenia rúry. Po tomto úkone sa už samotnej osi nedalo nič vytýkať. Len červíky na unášači vrtule sa neustále povoľovali. Červíky na spodnom disku, kde nasleduje pružné spojenie s generátorom boli v poriadku. Tak som si cvičenie so zváračkou zopakoval a privaril k hornej guľatine aj unášač vrtule (obr. vpravo). Moje zváračské schopnosti boli vyšpičkované do maxima! Snaha bola robiť to opatrne, aby teplom nedošlo k deformácii materiálu. Mohla by sa narušiť zvislosť osi v tom najkritickejšom mieste - v mieste spojenia s vrtuľou.

     Zvar bol na moje pomery nádherný a bol som s ním mimoriadne spokojný. Aj z toho dôvodu, že som si na túto delikátnu operáciu pôvodne zavolal kamaráta zvárača, ale po príchode mi odmietol vyliezť na stožiar :-). Takže som to nechtiac musel zvládnuť sám.  

     Lenže už po prvom roztočení vrtule niečo nesedelo. A dialo sa to opakovane. Presne pri 103 otáčkach sa vrtuľa mierne rozkmitá. Pri 106 otáčkach kmitanie ustane! Ani len netuším čo sa stalo. Kmitanie na harmonických frekvenciách nie je. To znamená, že pri 206 otáčkach sa žiadne vibrácie nevyskytujú. To isté pri 309 otáčkach. Skúšal som všetko možné aj nemožné, vrátane dovažovania vrtule. 100 krát som vyliezol na stožiar, meral, natáčal na video, pozoroval spomalené zábery... Nič. Nejde o vychýlenie osi a ak, tak také malé, že ho jednoducho nevidím. Inak to nie je nejak extra veľký problém, turbína pri prechode vyššie spomínanými otáčkami mierne rozochveje stožiar. Ako pri zrýchľovaní, tak aj pri spomaľovaní, len s oveľa menšou intenzitou. Ale rozčuľuje ma to, a vôbec sa nehodí, aby to tak zostalo dlhodobo. Aj kotviace laná stožiara majú len jedny nervy a raz môžu prasknúť! :-) A toto spôsobil jeden zvar na osi. Takže úloha č. 2 je: nová os, ktorá aj tak bude musieť byť vymenená kvôli úlohe č. 1. Ale os kompaktná a ak už spájaná, tak oveľa sofistikovanejšie a hlavne presnejšie.

     Úloha č. 3 je vpodstate len kozmetická, ale ako sa to vezme. Ide o oplechovanie - zakrytovanie generátora proti nepriaznivým poveternostným vplyvom. Generátor svojím pôdorysom vyčnieva asi 5-6 cm z trojuholníkového pôdorysu stožiara (obr. vľavo). Pri zakrytovaní som urobil to najjednoduchšie čo sa dalo. Rovnú platňu plechu som k stožiaru priskrutkoval nad a pod generátorom tak, že sa ohýba okolo vyčnievajúceho statora generátora. Bez medzery, je oň priamo opretý. Do výkonu cca 300 W to nevadí. Pri vyšších výkonoch sa už generátor, resp. stator začína prejavovať aj zvukovo miernym bzučaním. To samo o sebe by tiež nemusel byť problém. Ak mu nevyrobíte ozvučnicu z pomerne veľkých napružených plechov! Potom ho už je počuť aj 10 metrov od stožiara :-). To je taká drobnosť, ktorá môže znepríjemniť život konštruktérom s nežičlivými susedmi. Každý má rád iný druh muziky, táto by nemusela vyhovovať. Úloha č. 3, napriek tomu že takých susedov nemám, je prerobiť oplechovanie a urobiť to konečne slušne z plechu s falcami ohýbanými do pravých uhlov na ohýbačke. Aspoň to bude krajšie ako teraz, viď obrázok vpravo.

     Pôvodne som tu chcel spomenúť aj problematiku užitočnosti a výnosov, nákladov a také tie veci okolo toho. Mám aj nejaké nové výsledky a výkonové grafy, lebo konečne aspoň trošku posledné dva dni fúkalo. Ale už teraz je tento článok dlhší, ako trpezlivosť mnohých čitateľov, takže o tom až nabudúce priatelia.