Diesen Monat kam eine Bestellung aus der Präfektur Niigata: ein Atlas und ein Flügelsatz. Jede Bestellung hat eine Adresse, aber diese geht an den Ort, den die Japaner yukiguni nennen, Schneeland — die Küste, an der im Winter sibirische Luft das Japanische Meer überquert, das Meer in sich aufnimmt und es als einen der tiefsten Schneefälle abwirft, die irgendwo fallen, wo Menschen leben. Es ist ein harter Ort für eine Maschine und ein sehr guter Ort für eine Windturbine, und beides ist ein und dieselbe Tatsache.
Woher der Wind kommt.
Niigata liegt nach Nordwesten gewandt, über das Japanische Meer hinweg zum Kontinent. Im Winter schickt die Druckverteilung über Asien kalte, trockene Luft aus Sibirien über dieses Wasser. Das Meer ist wärmer als die Luft, also füllt sich die Luft mit Feuchtigkeit; dann trifft sie auf die Berge, die sich als Rückgrat durch Honshu ziehen, wird nach oben gezwungen und lässt los. Die Niigata-Seite dieser Berge bekommt den Schnee. Die Tokio-Seite, eine kurze Zugfahrt entfernt, bekommt den Sonnenschein.
Dasselbe Muster ist der Grund, warum der Wind hier ein Winterwind ist. Der Nordwestwind kommt von Dezember bis Februar stetig und kräftig vom Meer herein, genau dann, wenn die Tage am kürzesten sind und ein Solarmodul unter einem halben Meter Schnee überhaupt nichts erzeugt. Ein Haus in Niigata, das den Winter über seinen eigenen Strom erzeugen will, braucht etwas, das im Dunkeln und in der Kälte funktioniert. Das ist das ganze Argument dafür, eine Turbine neben die Module zu stellen statt an ihre Stelle.
Was kalte Luft wert ist.
Eine Windturbine erzeugt Strom nicht allein aus der Windgeschwindigkeit. Sie erzeugt ihn aus der Masse der Luft, die durch den Rotor strömt, und kalte Luft ist schwerer. Unsere veröffentlichte Leistungskurve gilt für die Standardluftdichte von 1.225 kg/m³, also Meereshöhe bei 15 °C. Die Küste von Niigata liegt im Januar nahe am Meeresspiegel und nahe am Gefrierpunkt. Bei 0 °C trägt derselbe Wind etwa 5% mehr Masse, als die Kurve annimmt; bei −5 °C etwa 7% mehr. Eine Winterböe, die auf der Kurve bei 12 m/s mit 960 W abzulesen wäre, ist in der Luft von Niigata etwas mehr als 1 kW wert.
Das ist ein kleiner Bonus, und wir nennen ihn lieber genau, als ihn im Weitererzählen wachsen zu lassen. Der größere Punkt ist, dass der Wind überhaupt da ist, in den Monaten, in denen er gebraucht wird, an einer Küste, an der das Meer die Luft in Bewegung hält.
| Windgeschwindigkeit | Veröffentlicht, 15 °C | Derselbe Wind bei 0 °C | Derselbe Wind bei −5 °C |
|---|---|---|---|
| 8 m/s | 290 W | etwa 305 W | etwa 310 W |
| 12 m/s | 960 W | etwa 1,010 W | etwa 1,030 W |
| 15 m/s | 1.85 kW | etwa 1.95 kW | etwa 1.99 kW |
| 18 m/s | 2.15 kW | etwa 2.27 kW | etwa 2.31 kW |
Was Schnee mit einer Maschine macht.
Das Schneeland trägt seinen Namen zu Recht. Orte in den Hügeln von Niigata messen ihren Winterschnee routinemäßig in Metern, nicht in Zentimetern, und die Häuser sind dafür gebaut: steile Dächer, erhöhte Eingänge, beheizte Gehwege in den Ortszentren. Eine Turbine, die dorthin geht, muss ebenfalls dafür gebaut sein.
Der Atlas ist eine Maschine mit vertikaler Achse. Er muss sich nicht drehen, um sich einem Wind zuzuwenden, der im Sturm einmal um die Kompassrose schwingt, und er hat keine Windfahne, die sich mit Eis beladen könnte. Seine Wicklungen tragen eine Isolierung der Klasse 200 °C (IEC 60317-13 GR 2), eine thermische Reserve, die die Maschine in Niigata nie ausnutzen wird, die aber etwas darüber sagt, wie sie gebaut ist. Der Körper ist aus Aluminium, dem Salz vom Meer oder Schmelzwasser vom Dach gleichgültig sind.
Der ehrliche Vorbehalt ist der Anlauf. Wir geben eine Anlaufgeschwindigkeit von 2 m/s an, und das ist ein Schönwetterwert. Lagerfett wird steifer, wenn es abkühlt, und ein windstiller, frostiger Morgen braucht mehr als 2 m/s, um den Rotor aus dem Stillstand zu lösen. In Niigata spielt das kaum eine Rolle, denn ein windstiller Morgen an dieser Küste im Januar ist die Ausnahme, aber wir sagen es lieber, als dass ein Besitzer es selbst entdeckt.
Der Berg nimmt den Schnee. Das Meer schickt den Wind. Ein Haus dazwischen kann beides nutzen.
Der Flügelsatz entscheidet den Winter.
Ein Atlas wird als Körper und Flügelsatz bestellt, und der Satz ist die Entscheidung, auf die es ankommt. Schwachwindflügel laufen von 2 bis 20 m/s und müssen vor anhaltenden Winden über 20 m/s abgenommen werden. Flügel für mäßigen Wind laufen von 4 bis 25 m/s. Starkwindflügel laufen von 5 bis 35 m/s auf sechs Flügeln mit kleinerer überstrichener Fläche, und das ist der Satz, zu dem die Spitzenleistung von 4.5 kW gehört.
An einer Küste, die im Winter Stürme vom Meer erlebt, fällt die Wahl zwischen den Flügeln, die dem Durchschnitt schmeicheln, und den Flügeln, die den Sturm überstehen. Wir sagen jedem Kunden dasselbe: Wählen Sie den Satz für den schlimmsten Wind, den Ihr Standort erlebt, nicht für den Mittelwert, und lassen Sie die ruhigen Tage für sich selbst sorgen.
Reis, Schnee und eine Palette aus Europa.
Niigata baut mehr Reis an als jede andere Präfektur Japans, und die Terrassen auf dem Foto oben auf dieser Seite sind der Grund, warum das möglich ist: Derselbe Schnee, der im Januar die Dörfer begräbt, schmilzt im April in die Reisfelder. Es ist eine Landschaft, die schon immer von dem gelebt hat, was das Wetter kostenlos liefert. Eine kleine Turbine auf einem Haus dort ist keine Neuheit. Es ist dieselbe Idee, mit Kupfer darin.
Der Atlas und seine Flügel werden jetzt in unserem Werk in Europa verpackt, jeder Karton einzeln beschriftet, und werden auf dem Weg selbst ein gutes Stück Meer überqueren. Wenn sie ankommen, wird der Winterwind schon warten.
Schneeland.
Winterwind.
Atlas, unterwegs.
Die Werte der Leistungskurve, die Anlaufgeschwindigkeit von 2 m/s, die drei Flügelbereiche, die Spitzenleistung des Systems von 4.5 kW, die Drahtklasse 200 °C (IEC 60317-13 GR 2) und die Beschriftung jeder einzelnen Einheit sind unsere eigenen veröffentlichten Produktseiten-Spezifikationen und können dort nachgelesen werden. Die Kaltluftwerte sind das ideale Gasgesetz bei konstantem Druck: Luft bei 0 °C ist etwa 5.5% dichter als bei 15 °C, bei −5 °C etwa 7.5% dichter. Die Beschreibung des Winterklimas, der Schneefälle und des Reisanbaus von Niigata ist allgemeines geografisches Wissen. Die Bestellung wird nur nach Präfektur und Produkt beschrieben; kein Kunde, keine Adresse und keine Installation wird genannt oder gezeigt. Fotos: Reisterrassen von Hoshitoge, Tokamachi, von Fumihiko Ueno via Wikimedia Commons, CC BY 3.0, beschnitten; Küste Sasagawa Nagare, Skihang in Yuzawa und Morgen in Minamiuonuma lizenziert über Adobe Stock; das Atlas-Foto ist unser eigenes.