Цього місяця надійшло замовлення з префектури Ніїґата: один Atlas і комплект лопатей. У кожного замовлення є адреса, але це їде туди, що японці називають yukiguni, сніговий край — на узбережжя, де взимку сибірське повітря перетинає Японське море, вбирає в себе море і скидає його у вигляді одних із найглибших снігів, які випадають будь-де, де живуть люди. Це суворе місце для машини і дуже добре місце для вітрової турбіни, і ці два факти — один і той самий факт.
Звідки приходить вітер.
Ніїґата дивиться на північний захід, через Японське море в бік континенту. Взимку баричний режим над Азією жене холодне сухе повітря із Сибіру через ці води. Море тепліше за повітря, тож повітря насичується вологою; потім воно зустрічає гори, що тягнуться хребтом Хонсю, змушене підніматися вгору і віддає свій вантаж. Схили цих гір з боку Ніїґати отримують сніг. Сторона Токіо, за коротку поїздку потягом звідти, отримує сонце.
Той самий механізм пояснює, чому вітер тут — зимовий. Північно-західний вітер дме з моря рівно й сильно з грудня по лютий, саме тоді, коли дні найкоротші, а сонячна панель під півметровим шаром снігу не виробляє нічого. Будинку в Ніїґаті, який хоче виробляти власну електроенергію впродовж зими, потрібне щось, що працює в темряві та в холоді. У цьому й уся суть того, щоб поставити турбіну поруч із панелями, а не замість них.
Чого варте холодне повітря.
Вітрова турбіна виробляє енергію не лише зі швидкості вітру. Вона виробляє її з маси повітря, що проходить через ротор, а холодне повітря важче. Наша опублікована крива потужності наведена для стандартної густини повітря 1.225 kg/m³, тобто на рівні моря за 15 °C. Узбережжя Ніїґати в січні лежить близько до рівня моря і близько до точки замерзання. За 0 °C той самий вітер несе приблизно на 5% більше маси, ніж передбачає крива; за −5 °C — приблизно на 7% більше. Зимовий порив, який за кривою дав би 960 W при 12 m/s, у повітрі Ніїґати вартий трохи більше ніж 1 kW.
Це невеликий бонус, і ми воліємо назвати його точно, ніж дозволити йому рости від переказу до переказу. Головне ж те, що вітер тут узагалі є — у ті місяці, коли він потрібен, на узбережжі, де море не дає повітрю зупинитися.
| Швидкість вітру | Опубліковано, 15 °C | Той самий вітер за 0 °C | Той самий вітер за −5 °C |
|---|---|---|---|
| 8 m/s | 290 W | близько 305 W | близько 310 W |
| 12 m/s | 960 W | близько 1,010 W | близько 1,030 W |
| 15 m/s | 1.85 kW | близько 1.95 kW | близько 1.99 kW |
| 18 m/s | 2.15 kW | близько 2.27 kW | близько 2.31 kW |
Що сніг робить із машиною.
Сніговий край виправдовує свою назву. Містечка на пагорбах Ніїґати зазвичай вимірюють зимовий сніг метрами, а не сантиметрами, і будинки збудовані з розрахунку на це: круті дахи, підняті входи, тротуари з підігрівом у центрах міст. Турбіна, що їде туди, теж має бути збудована з розрахунку на це.
Atlas — машина з вертикальною віссю. Їй не потрібно повертатися назустріч вітру, який під час шторму крутиться по всьому компасу, і в неї немає хвоста, який обростав би льодом. Її обмотки мають ізоляцію класу 200 °C (IEC 60317-13 GR 2) — тепловий запас, яким машина в Ніїґаті ніколи не скористається, але який дещо говорить про те, як вона зроблена. Корпус алюмінієвий, і йому байдуже до солі з моря чи талої води з даху.
Чесне застереження стосується запуску. Ми публікуємо швидкість запуску 2 m/s, і це показник для гарної погоди. Мастило підшипників густішає, коли охолоджується, і тихого морозного ранку, щоб зрушити ротор із місця, потрібно більше ніж 2 m/s. У Ніїґаті це майже не має значення, бо тихий ранок на тому узбережжі в січні — виняток, але ми воліємо сказати про це самі, ніж щоб власник виявив це сам.
Гори забирають сніг. Море посилає вітер. Будинок між ними може використати і те, і те.
Комплект лопатей вирішує зиму.
Atlas замовляють як корпус і комплект лопатей, і саме комплект — те рішення, що має значення. Лопаті для слабкого вітру працюють від 2 до 20 m/s і мають бути зняті до того, як почнуться тривалі вітри понад 20 m/s. Лопаті для помірного вітру працюють від 4 до 25 m/s. Лопаті для сильного вітру працюють від 5 до 35 m/s на шести лопатях із меншою ометаною площею, і саме до цього комплекту належить пік у 4.5 kW.
На узбережжі, де взимку з моря приходять штормові вітри, вибір стоїть між лопатями, що прикрашають середнє значення, і лопатями, що переживуть шторм. Ми кажемо кожному клієнтові одне й те саме: обирайте комплект під найгірший вітер, який бачить ваша ділянка, а не під середній, а тихі дні подбають про себе самі.
Рис, сніг і палета з Європи.
Ніїґата вирощує більше рису, ніж будь-яка інша префектура Японії, і тераси на фотографії вгорі цієї сторінки — причина, чому вона це може: той самий сніг, що в січні засипає села, у квітні тане і стікає на рисові поля. Це ландшафт, який завжди жив із того, що погода дає безкоштовно. Мала турбіна на будинку там — не дивина. Це та сама ідея, тільки з міддю всередині.
Atlas і його лопаті зараз пакують на нашому заводі в Європі, кожну коробку маркують окремо, і дорогою їм самим доведеться перетнути чимало моря. Коли вони прибудуть, зимовий вітер уже чекатиме.
Сніговий край.
Зимовий вітер.
Atlas, уже в дорозі.
Значення кривої потужності, швидкість запуску 2 m/s, три діапазони лопатей, пікова потужність системи 4.5 kW, клас дроту 200 °C (IEC 60317-13 GR 2) і маркування кожної одиниці — це наші власні опубліковані характеристики зі сторінки продукту, і їх можна прочитати там. Значення для холодного повітря — це рівняння стану ідеального газу за сталого тиску: повітря за 0 °C приблизно на 5.5% густіше, ніж за 15 °C, а за −5 °C — приблизно на 7.5% густіше. Опис зимового клімату, снігопадів і виробництва рису в Ніїґаті — загальновідома географічна інформація. Замовлення описане лише за префектурою і продуктом; жоден клієнт, адреса чи об’єкт установлення не названі й не показані. Фотографії: рисові тераси Хосітоґе, Токамачі, автор Fumihiko Ueno через Wikimedia Commons, CC BY 3.0, обрізано; узбережжя Сасаґава-Наґаре, лижний схил Юдзави і ранок у Мінаміуонумі ліцензовано через Adobe Stock; фотографія Atlas — наша власна.