Čidlo na stožáru potřebuje pět voltů. To je ta snadná část. Ta těžká je udržet těch pět voltů rok, uprostřed pole, přes leden, kdy tam nikdo nepojede vyměnit baterii.
Pět voltů, tři cesty.
Téměř každé připojené zařízení — brána, meteorologické čidlo, ovládání vrat, kamera, půdní sonda — napájí svou elektroniku pěti volty. Na svorkách má pět voltů jen zřídka. Přivádí se mu něco vyššího — devět až dvanáct voltů — a napětí si sníží uvnitř. Proto může být tatáž krabice napájena z malé baterie, ze síťového adaptéru nebo z turbíny, aniž by kdy poznala rozdíl.
Tyto tři možnosti si ovšem nejsou rovny. Síť je nejjednodušší, dokud se nenacení výkop. Malá baterie je nejlevnější, dokud se nespočítají cesty tam. Vítr je jediný ze tří, který pracuje dál, když zařízení stojí někde, kam se člověku chodit nechce.
Zátěž je nepatrná. Problémem nikdy nebyly watty — jsou to cesty tam.
Devítivoltová cesta, upřímně.
Devítivoltová baterie je nejrychlejší způsob, jak zařízení rozběhnout. Žádný výkop, žádný adaptér, žádné povolení od nikoho — cvakne se a zařízení žije. Takhle začíná na pracovním stole život téměř každé z těchto instalací a u překvapivě mnoha z nich to tak i zůstane.
Kolik z ní bude, závisí zcela na pracovním cyklu. Jednorázová devítivoltová baterie pojme zhruba pět watthodin. Zařízení, které zůstává vzhůru a odebírá půl wattu, ji vybije asi za deset hodin, což nikomu nepomůže. Zařízení, které se probudí, provede měření, odešle ho a zase usne, má v průměru možná miliwatt — a na téže baterii vydrží měsíce.
Jednorázová baterie je tedy správnou odpovědí pro uvedení do provozu, pro krátké měření, pro čidlo, které prospí většinu vlastního života. Je špatnou odpovědí pro kameru nebo bránu, které nespí nikdy. Přesně to vám nápis na panelu říká: zdířka je určena pro nabíjecí akumulátor, protože ve skutečné instalaci se akumulátor nemá nosit ke stožáru a měnit. Má se udržovat nabitý.
Zbývá ta užitečná část: čím se udržuje nabitý, je samostatné rozhodnutí — a ne konečné. Zařízení může začít na baterii na pracovním stole a skončit na akumulátoru dobíjeném turbínou, aniž by se na samotném zařízení změnila jediná věc.
Rozhoduje lokalita, ne katalogový list.
Podívejte se, kde tyto instalace ve skutečnosti končí. Stožár na konci hospodářské budovy, údolí za ním, stromy ze tří stran. Není to hřeben a nikdy nebude, protože čidlo musí bydlet tam, kde bydlí to, co měří.
O takových lokalitách se říká, že mají málo větru. Většinou nemají. Mají pomalý vítr, a to je jiný problém s jinou odpovědí.
V pomalém vzduchu plocha přebíjí všechno.
Výkon dostupný ve větru roste s třetí mocninou jeho rychlosti a s plochou opsanou rotorem jen úměrně. Pro závětrnou lokalitu to zní jako špatná zpráva a také to tak je — snižte rychlost větru na polovinu a zbude vám osmina výkonu. Zároveň vám to ale přesně říká, za kterou páku smíte zatáhnout.
Rychlost větru v lokalitě změnit nemůžete. Opsanou plochu ano. Zdvojnásobte rotor a opíšete čtyřnásobnou plochu, tedy čtyřnásobný výkon z naprosto téhož vánku. Větší listy navíc dávají vyšší rozběhový moment, takže se rotor rozjede už v lehčím vzduchu, místo aby stál a čekal na poryv, který přijde dvakrát týdně.
Proto je instinkt osadit na málo větrné místo něco malého a nenápadného obvykle obrácený naruby. Malý rotor na větrném hřebeni je v pořádku. Na závětrné lokalitě je to jediné místo, kde se plocha listů navíc vyplácí každý jednotlivý den.
Co bychom ověřili nejdřív.
Začněte denním číslem, ne špičkou. Zařízení odebírající v průměru půl wattu potřebuje asi dvanáct watthodin denně — zanedbatelné množství energie, které i na zcela obyčejné lokalitě pokryje skromný rotor. Akumulátor pak dimenzujte na bezvětrné dny, ne na průměrné, protože je to akumulátor, kdo rozhodne, jestli je zařízení po klidném týdnu stále online — ne turbína.
Potom jde o výšku uchycení, čistý nátok ze strany převládajícího větru a takovou délku kabelu, aby úbytek napětí nezmařil odvedenou práci. Nic z toho není těžké. Jen se o tom musí rozhodnout dřív, než stožár půjde do země, a ne to objevit příští zimu.
Pět voltů u zařízení.
Vítr, akumulátor nebo síť za ním.
Na pomalé lokalitě větší plocha listů — pokaždé.
Fotografie na této stránce je ze skutečné instalace v závětrné vnitrozemské lokalitě. Čísla výše jsou běžný výpočet, který ukazuje, jak se k dimenzování dochází; čísla pro vaši vlastní lokalitu závisejí na vašem větru a vaší zátěži.