En beställning kom in från Niigata prefektur den här månaden: en Atlas och ett bladset. Varje beställning har en adress, men den här ska till den plats som japanerna kallar yukiguni, snölandet — kusten där sibirisk luft korsar Japanska havet om vintern, tar upp havet och släpper det som en av de djupaste snömängder som faller någonstans där människor bor. Det är en hård plats för en maskin och en mycket bra plats för ett vindkraftverk, och de två sakerna är samma sak.
Varifrån vinden kommer.
Niigata vetter mot nordväst, över Japanska havet mot fastlandet. Om vintern skickar trycksystemet över Asien kall, torr luft ut från Sibirien och över det vattnet. Havet är varmare än luften, så luften fylls med fukt; sedan möter den bergen som löper längs Honshus ryggrad, tvingas uppåt och släpper taget. Niigatasidan av de bergen får snön. Tokyosidan, en kort tågresa bort, får solskenet.
Samma mönster är skälet till att vinden här är en vintervind. Nordvästvinden kommer in från havet jämnt och hårt från december till februari, precis när dagarna är som kortast och en solpanel under en halvmeter snö inte producerar någonting alls. Ett hus i Niigata som vill göra sin egen el genom vintern behöver något som fungerar i mörkret och i kylan. Det är hela argumentet för att sätta ett vindkraftverk vid sidan av panelerna snarare än i stället för dem.
Vad kall luft är värd.
Ett vindkraftverk gör inte effekt av vindhastigheten ensam. Det gör den av massan luft som passerar genom rotorn, och kall luft är tyngre. Vår publicerade effektkurva anges vid standardluftdensiteten 1.225 kg/m³, vilket är havsnivå vid 15 °C. Niigatas kust i januari ligger nära havsnivån och nära fryspunkten. Vid 0 °C bär samma vind ungefär 5% mer massa än kurvan förutsätter; vid −5 °C ungefär 7% mer. En vinterby som skulle visa 960 W på kurvan vid 12 m/s är värd drygt 1 kW i Niigataluft.
Det är en liten bonus, och vi vill hellre ange den exakt än låta den växa i återberättandet. Den större poängen är att vinden över huvud taget finns där, under de månader då den behövs, på en kust där havet håller luften i rörelse.
| Vindhastighet | Publicerad, 15 °C | Samma vind vid 0 °C | Samma vind vid −5 °C |
|---|---|---|---|
| 8 m/s | 290 W | cirka 305 W | cirka 310 W |
| 12 m/s | 960 W | cirka 1,010 W | cirka 1,030 W |
| 15 m/s | 1.85 kW | cirka 1.95 kW | cirka 1.99 kW |
| 18 m/s | 2.15 kW | cirka 2.27 kW | cirka 2.31 kW |
Vad snö gör med en maskin.
Snölandet gör skäl för sitt namn. Orter i Niigatas kullar mäter rutinmässigt sin vintersnö i meter, inte centimeter, och husen är byggda för det: branta tak, upphöjda entréer, uppvärmda trottoarer i stadskärnorna. Ett vindkraftverk som ska dit måste också vara byggt för det.
Atlas är en maskin med vertikal axel. Den behöver inte vrida sig för att möta en vind som svänger runt hela kompassen i en storm, och den har ingen fena som kan lastas med is. Dess lindningar har isolering av klass 200 °C (IEC 60317-13 GR 2), vilket är en termisk marginal som maskinen aldrig kommer att använda i Niigata men som säger något om hur den är gjord. Kroppen är av aluminium, som inte bryr sig om salt från havet eller smältvatten från taket.
Den ärliga reservationen gäller starten. Vi publicerar en starthastighet på 2 m/s och det är ett vackertvädertal. Lagerfett stelnar när det kyls, och en stilla, frostig morgon kräver mer än 2 m/s för att få rotorn att lossna från stillestånd. I Niigata spelar det knappt någon roll, eftersom en stilla morgon på den kusten i januari är undantaget, men vi säger hellre det själva än låter en ägare upptäcka det.
Berget tar snön. Havet skickar vinden. Ett hus däremellan kan använda båda.
Bladsetet avgör vintern.
En Atlas beställs som en kropp och ett bladset, och setet är det beslut som spelar roll. Blad för svag vind går från 2 till 20 m/s och måste tas av före ihållande vindar över 20 m/s. Blad för måttlig vind går 4 till 25 m/s. Blad för stark vind går 5 till 35 m/s på sex blad med en mindre svept yta, och det är det set som toppeffekten på 4.5 kW hör till.
På en kust som ser vinterstormar från havet står valet mellan de blad som smickrar medelvärdet och de blad som överlever stormen. Vi säger samma sak till varje kund: välj setet för den värsta vind din plats ser, inte medelvinden, och låt de lugna dagarna sköta sig själva.
Ris, snö och en pall från Europa.
Niigata odlar mer ris än någon annan prefektur i Japan, och terrasserna på fotografiet högst upp på den här sidan är skälet till att det går: samma snö som begraver byarna i januari smälter ner i risfälten i april. Det är ett landskap som alltid har drivits av det vädret levererar gratis. Ett litet vindkraftverk på ett hus där är ingen nyhet. Det är samma idé, med koppar i.
Atlas och dess blad packas nu på vår fabrik i Europa, varje kartong märkt individuellt, och kommer att korsa en hel del hav på egen hand på vägen. När de anländer kommer vintervinden redan att vänta.
Snölandet.
Vintervind.
Atlas, på väg.
Effektkurvans siffror, starthastigheten 2 m/s, de tre bladintervallen, systemets toppeffekt på 4.5 kW, trådklassen 200 °C (IEC 60317-13 GR 2) och märkningen per enhet är våra egna publicerade produktsidesspecifikationer och kan läsas där. Kalluftssiffrorna är den ideala gaslagen tillämpad vid konstant tryck: luft vid 0 °C är ungefär 5.5% tätare än vid 15 °C, och vid −5 °C ungefär 7.5% tätare. Beskrivningen av Niigatas vinterklimat, snöfall och risproduktion är allmän geografisk kunskap. Beställningen beskrivs enbart med prefektur och produkt; ingen kund, adress eller installation namnges eller visas. Fotografier: Hoshitoges risterrasser, Tokamachi, av Fumihiko Ueno via Wikimedia Commons, CC BY 3.0, beskuren; Sasagawa Nagare-kusten, Yuzawas skidbacke och Minamiuonumas morgon licensierade via Adobe Stock; fotografiet av Atlas är vårt eget.