Tento měsíc přišla objednávka z prefektury Niigata: jeden Atlas a sada lopatek. Každá objednávka má adresu, ale tato míří na místo, kterému Japonci říkají yukiguni, sněžná země — na pobřeží, kde v zimě sibiřský vzduch přechází Japonské moře, nasává do sebe moře a shazuje je jako jeden z nejhlubších sněhů, jaký padá kdekoli, kde žijí lidé. Je to tvrdé místo pro stroj a velmi dobré místo pro větrnou turbínu, a obě tyto skutečnosti jsou jedna a táž.
Odkud přichází vítr.
Niigata je obrácená na severozápad, přes Japonské moře směrem ke kontinentu. V zimě tlaková situace nad Asií posílá studený, suchý vzduch ze Sibiře přes tuto vodu. Moře je teplejší než vzduch, takže se vzduch nasytí vlhkostí; pak narazí na hory táhnoucí se hřbetem Honšú, je tlačen vzhůru a pouští. Sníh dostává niigatská strana těch hor. Tokijská strana, vzdálená krátkou jízdu vlakem, dostává slunce.
Tentýž vzorec je důvodem, proč je zdejší vítr větrem zimním. Severozápadní vítr přichází od moře vytrvale a silně od prosince do února, přesně tehdy, když jsou dny nejkratší a solární panel pod půl metrem sněhu nevyrábí vůbec nic. Dům v Niigatě, který si chce přes zimu vyrábět vlastní elektřinu, potřebuje něco, co funguje ve tmě a v mrazu. To je celý argument pro to, postavit turbínu vedle panelů, a ne místo nich.
Jakou hodnotu má studený vzduch.
Větrná turbína nevyrábí energii jen z rychlosti větru. Vyrábí ji z hmotnosti vzduchu, který prochází rotorem, a studený vzduch je těžší. Naše publikovaná výkonová křivka je uváděna při standardní hustotě vzduchu 1.225 kg/m³, což odpovídá hladině moře při 15 °C. Pobřeží Niigaty v lednu leží blízko hladiny moře a blízko bodu mrazu. Při 0 °C nese tentýž vítr asi o 5% více hmoty, než křivka předpokládá; při −5 °C asi o 7% více. Zimní poryv, který by na křivce při 12 m/s ukázal 960 W, má v niigatském vzduchu hodnotu něco přes 1 kW.
Je to malý bonus a raději jej uvedeme přesně, než abychom jej nechali růst s každým převyprávěním. Podstatnější je, že vítr tu vůbec je, v měsících, kdy je potřeba, na pobřeží, kde moře udržuje vzduch v pohybu.
| Rychlost větru | Publikováno, 15 °C | Tentýž vítr při 0 °C | Tentýž vítr při −5 °C |
|---|---|---|---|
| 8 m/s | 290 W | asi 305 W | asi 310 W |
| 12 m/s | 960 W | asi 1,010 W | asi 1,030 W |
| 15 m/s | 1.85 kW | asi 1.95 kW | asi 1.99 kW |
| 18 m/s | 2.15 kW | asi 2.27 kW | asi 2.31 kW |
Co sníh dělá se strojem.
Sněžná země si své jméno zaslouží. Města v niigatských kopcích běžně měří svůj zimní sníh v metrech, ne v centimetrech, a domy jsou na to stavěné: strmé střechy, vyvýšené vchody, vyhřívané chodníky v centrech měst. Turbína, která tam míří, na to musí být stavěná také.
Atlas je stroj s vertikální osou. Nemusí se otáčet čelem k větru, který se za bouře točí po celém kompasu, a nemá žádnou ocasní plochu, na kterou by se nabaloval led. Jeho vinutí má izolaci třídy 200 °C (IEC 60317-13 GR 2), což je tepelná rezerva, kterou stroj v Niigatě nikdy nevyužije, ale která něco vypovídá o tom, jak je vyroben. Tělo je z hliníku, kterému je jedno, zda jde o sůl z moře, nebo o vodu z tajícího sněhu ze střechy.
Poctivá výhrada se týká rozběhu. Uvádíme rozběhovou rychlost 2 m/s a je to číslo pro pěkné počasí. Mazivo v ložiscích při ochlazení tuhne a klidné mrazivé ráno potřebuje víc než 2 m/s, aby se rotor odtrhl z klidu. V Niigatě na tom sotva záleží, protože klidné ráno je na tom pobřeží v lednu výjimkou, ale raději to řekneme sami, než aby to majitel objevil.
Hora si bere sníh. Moře posílá vítr. Dům mezi nimi může využít obojí.
O zimě rozhoduje sada lopatek.
Atlas se objednává jako tělo a sada lopatek, a právě sada je rozhodnutím, na kterém záleží. Lopatky pro slabý vítr pracují od 2 do 20 m/s a musí být sundány před trvalým větrem nad 20 m/s. Lopatky pro mírný vítr pracují od 4 do 25 m/s. Lopatky pro silný vítr pracují od 5 do 35 m/s na šesti lopatkách s menší opsanou plochou, a to je sada, ke které patří špičkový výkon 4.5 kW.
Na pobřeží, kde v zimě od moře přicházejí vichřice, je volba mezi lopatkami, které lichotí průměru, a lopatkami, které přežijí bouři. Každému zákazníkovi říkáme totéž: vyberte sadu podle nejhoršího větru, jaký vaše lokalita zažívá, ne podle průměru, a klidné dny se o sebe postarají samy.
Rýže, sníh a paleta z Evropy.
Niigata pěstuje více rýže než kterákoli jiná prefektura v Japonsku a terasy na fotografii v záhlaví této stránky jsou důvodem, proč může: tentýž sníh, který v lednu pohřbívá vesnice, v dubnu odtává do rýžových polí. Je to krajina, která vždy fungovala na tom, co počasí dodá zdarma. Malá turbína na tamějším domě není novinka. Je to stejná myšlenka, jen s mědí uvnitř.
Atlas a jeho lopatky se právě balí v naší továrně v Evropě, každý karton je označen zvlášť, a cestou překonají i pořádný kus vlastního moře. Až dorazí, zimní vítr už bude čekat.
Sněžná země.
Zimní vítr.
Atlas, na cestě.
Údaje výkonové křivky, rozběhová rychlost 2 m/s, tři rozsahy lopatek, špičkový výkon systému 4.5 kW, třída drátu 200 °C (IEC 60317-13 GR 2) a označování jednotlivých kusů jsou naše vlastní publikované specifikace z produktové stránky a lze si je tam přečíst. Údaje o studeném vzduchu vycházejí ze stavové rovnice ideálního plynu při konstantním tlaku: vzduch při 0 °C je asi o 5.5% hustší než při 15 °C a při −5 °C asi o 7.5% hustší. Popis zimního klimatu, sněhových srážek a produkce rýže v Niigatě je obecná zeměpisná znalost. Objednávka je popsána pouze prefekturou a produktem; žádný zákazník, adresa ani instalace nejsou jmenovány ani zobrazeny. Fotografie: rýžové terasy Hoshitoge, Tokamachi, autor Fumihiko Ueno via Wikimedia Commons, CC BY 3.0, oříznuto; pobřeží Sasagawa Nagare, lyžařský svah v Yuzawě a ráno v Minamiuonumě licencovány přes Adobe Stock; fotografie Atlasu je naše vlastní.