No title

Vážení zákazníci, dovolujeme si Vás upozornit, že na tuto ukázku knihy se vztahují autorská práva, tzv. copyright. To znamená, že ukázka má sloužit výhradnì pro osobní potøebu potenciálního kupujícího (aby ètenáø vidìl, jakým zpùsobem je titul zpracován a mohl se také podle tohoto, jako jednoho z parametrù, rozhodnout, zda titul koupí èi ne). Z toho vyplývá, že není dovoleno tuto ukázku jakýmkoliv zpùsobem dále šíøit, veøejnì èi neveøejnì napø. umisováním na datová média, na jiné internetové stránky (ani prostøednictvím odkazù) apod. redakce nakladatelství BEN – technická literatura

[email protected]

4

JAKÝ TYP VÌTRNÉHO KOLA?

U malých vìtrných zaøízení není výroba elektrického proudu vždy v popøedí zájmu. Vrcholem všeho je pro mnohé kutily vìtrný mlýn ve starém historickém provedení, urèený pro zahradu pøed domem (obr. 4.1). Jiní si hledají nový objekt pro svou èinnost ve volném èase a stavìjí vìtrná zaøízení na èerpání vody pro vlastní zahradní rybníèek; výroba elektrického proudu pøedstavuje pak u takového projektu více èi ménì vítaný vedlejší efekt. Jiná skupina stavitelù se zamìøuje pøedevším na využívání elektrického proudu, který koupené nebo svépomocnì postavené vìtrné zaøízení vyprodukuje. Stavitelùm historických mlýnských modelù a vodních èerpadel nemohu sdìlit mnoho užiteèného. Odkazuji je na pøíslušné èasopisy pro svépomocné stavitele a domácí kutily. V odkazech na literaturu je rovnìž nìkolik titulù na téma svépomocná stavba vìtrných èerpadel. Rùzná bezpeènostní upozornìní pro zacházení s vìtrnými zaøízeními, a už sebemenšími, se samozøejmì týkají všech svépomocných stavitelù a také vìtrných mlýnù, postavených podle historických vzorù. Ten, kdo se chce zabývat spíše výrobou elektrického proudu, mìl by zavèas – nebo ještì lépe ze všeho nejdøíve – pøemýšlet o tom, jak tohoto ekologicky vyrobeného proudu využije. Vìtšina malých vìtrných zaøízení

musí být napojena na baterie nebo elektrické spotøebièe, aby vùbec správnì fungovala. Bez pøipojeného spotøebièe by se vìtrné kolo mohlo pøi chodu naprázdno extrémnì zrychlit a pøitom se samo znièit.

Nabíjeèky akumulátorù Vìtšina malých svépomocnì postavených vìtrných zaøízení a malých vìtrných kol z obchodní sítì s jmenovitým výkonem asi do 500 W je oznaèována také jako bateriové nebo akumulátorové nabíjeèe. To znamená, že je generátor dimenzován na jmenovité napìtí 12 nebo 24 V, a proto se hodí k nabíjení ba-

Obr. 4.1 Holandský vìtrný mlýn

19

terií (akumulátorù). Hranice 500 W tu ovšem neznamená, že se nemohou stavìt také podstatnì vìtší zaøízení, stavba se pak ale komplikuje i prodražuje. Malá zaøízení na vìtrnou energii mají smysl všude tam, kde ve velké vzdálenosti od veøejné sítì potøebujeme elektrický proud, kde je pøipojení na sí pøíliš vzdáleno, pøíliš nákladné a drahé. Možnosti použití jsou témìø neomezené, od napájení malých pøístrojù pro oplocení pastvin, pøes meteorologické stanice, až po nemocnice v rozvojových zemích. Také horské chaty, rekreaèní chalupy a jachty jsou ke svícení a napájení radiopøijímaèe mnohdy odkázány na proud z vìtrné nebo sluneèní energie. Èasto se tu setkáváme s pojmem nezávislé zaøízení, což znamená, že zaøízení na výrobu elektrického proudu nemá žádné spojení s veøejnou zásobovací sítí. Pøitom je zde možná kombinace s jinými zdroji, napø. solárními moduly nebo i s nouzovým proudovým agregátem. Malé vìtrné zaøízení by v podstatì mohlo pohánìt rùzné spotøebièe také pøímo, bez baterií. Takovými pøíklady jsou vodní èerpadla, osvìtlení, ale také podpora vytápìní (o vytápìní více v dalším textu). U pøímého provozu (tzn. bez vyrovnávacího nabíjení akumulátoru) je však ten problém, že døíve než se dosáhne optimálního toèivého momentu pro pohon urèitého spotøebièe, musí vìtrné zaøízení docílit urèitého poètu otáèek. To vyžaduje velmi pøesné sladìní výkonu vìtrného zaøízení, pøíkonu spotøebièe

20

a regulace. Pokud není regulace pøesná, pak spotøebiè buï zatíží vìtrné zaøízení tak, že se vùbec nerozbìhne, nebo od nìho nebude odebírat dost velký výkon, a vìtrné kolo pak pobìží pøíliš rychle.

Pøímé napájení vodního èerpadla

regulátor

èerpadlo

Obr. 4.2 Vìtrné zaøízení bez akumulátoru pro pøímý pohon vodního èerpadla jakožto spotøebièe

Provoz nezávislé sítì s baterií

regulátor

spotøebièe

Obr. 4.3 Vìtrné zaøízení pro napájení nezávislé sítì s regulátorem, baterií a spotøebièi

V pøípadì pøetìžování nemá z vìtru užitek nikdo, pouze se opotøebovávají všechny stavební díly. V pøípadì pøíliš nízkého zatížení, a to se mùže stát tehdy, když vypadne pojistka nebo prostì pøestane fungovat spotøebiè, vzniká zvýšené nebezpeèí tím, že vìtrné zaøízení bìží naprázdno. Odstøedivé síly mohou pak zaøízení tìžce poškodit a znièit. O rizicích a nebezpeèích více v jedné z dalších kapitol. Pravdìpodobnì nejèastìjší variantou je akumulace v bateriích. Elektrická energie se v nich pøechodnì ukládá, aby byla k dispozici i v bezvìtrných obdobích. Regulátor nabíjení se stará o to, aby baterie nebyly pøebíjeny, ale ani nedobíjeny. V nejlepším pøípadì je regulátor nabíjení seøízen tak, že vìtrné kolo ještì navíc chrání pøed obávaným chodem naprázdno a brzdí ho èi zcela zastavuje pøi plných bateriích. V obchodech s potøebami pro kempink a obytné pøívìsy jsou k dostání rùzné pøístroje na 12 V, pøíp. 24 V stejnosmìrného napìtí, od jednoduchých osvìtlovacích tìles až po mikrovlnné trouby, zkrátka témìø vše, naè si vzpomenete. Poøízení takových pøístrojù na napájení 12/24 V není ovšem vždy právì levné: mnohé pøístroje se v normální domácnosti sice již vyskytují, nicménì pouze na normální zásuvku s 230 V støídavého napìtí. Aby se tyto pøístroje pøesto daly provozovat, musíme mít støídaè, který nízké stejnosmìrné napìtí z baterií transformuje

na 230 V støídavého napìtí. Je pøirozené, že rovnìž mezi støídaèi existují znaèné rozdíly v kvalitì, pøièemž se ne každý pøístroj hodí pro všechna použití stejnì dobøe. Støídaè však v zásadì vytváøí dodateèné pohodlí a dokonce umožòuje dále používat standardní zásuvky se tøemi kontakty.

..nebo pøece jen napájení sítì? Mnozí z tìch, kteøí si malé vìtrné zaøízení zakoupili nebo si je svépomocnì postavili, bydlí v domech se zahradou a jsou normálnì pøipojeni k veøejnému síovému rozvodu elektrického proudu. V tom pøípadì je na místì otázka, není-li úèelnìjší dodávat proud pøímo do stávající elektrické sítì, nežli ho akumulovat v bateriích – v neposlední øadì proto, že baterie jsou drahé, a jak pøi jejich výrobì, tak pøi jejich likvidaNapájení sítì

veøejná sí

elektromìr síový støídaè

spotøebiè

Obr. 4.4 Vìtrné zaøízení se støídaèem pro dodávku do veøejné napájecí sítì

21

ci pøedstavují znaènou zátìž pro životní prostøedí. Výhoda napájení ze sítì je zcela zjevná: místo baterií a regulátoru nabíjení se poøídí pøístroj na pøipojení do sítì, a proud se rozptýlí ve vlastní domovní elektrické síti. Princip je opravdu velice prostý: jakmile vìtrné kolo vyprodukuje dostateèné množství proudu, pøemìní pøístroj pro pøipojení do sítì energii tak, aby napájela domovní sí. Na spotøebièích v domácnosti se nemusí nic mìnit a provozovatel zaøízení si nanejvýš všimne toho, že úèet za elektrický proud, vystavený rozvodným podnikem, bude v pøíštím roce nižší. Pøíklad 1: vìtrné zaøízení vyrobí v domácnosti spotøebujete elektromìr namìøí jen

Pøíklad 2:

vìtrné zaøízení vyrobí v domácnosti spotøebujete elektromìr namìøí

Pøíklad 3:

vìtrné zaøízení vyrobí v domácnosti spotøebujete elektromìr namìøí (bìží pozpátku)

500 W 1000 W 500 W

500 W 500 W 0W 1000 W 500 W

Zaøízení na podporu vytápìní Nechtìl bych tu zatajit ani tøetí variantu. Existuje malý poèet výrobcù, kteøí nabízejí také malá vìtrná zaøízení na podporu vytápìní. V podstatì je tato forma využití podobnì pohodlná jako napájení sítì, jenže ještì o nìco levnìjší. Místo drahého pøístroje k pøipoPøímé napájení teplá voda/topení

–500 W

V Nìmecku existuje zákon, který umožòuje prodej nadbyteèného proudu dodavateli elektrické energie; ten vámi dodaný proud musí odebrat a zaplatit. Myšlenka dodávek do rozvodné sítì pøirozenì existovala již dlouho pøed tímto zákonem, mnoho malých vìtrných zaøízení dodávalo pomocí více èi ménì dobrých pøístrojù elektrický proud do veøejné sítì. Ve vìtši-

22

nì pøípadù však byla dodávka do sítì pravdìpodobnì ilegální, a elektromìr se pak pøi pøebytku (pøíklad 3) prostì toèil nazpátek. A je však napájení sítì jakkoliv komfortní a pohodlné, jednu nevýhodu má: dojde-li k výpadku proudu ve veøejné síti – což se jistì stává málokdy – není malé vìtrné kolo ani za vìtrného poèasí k nièemu. Pøístroj pro pøipojení do sítì vìtrné zaøízení pøi výpadku proudu z bezpeènostních dùvodù ihned vypíná a odpojuje od sítì, aby se zamezilo možnému nebezpeèí, spojenému s jejími opravami.

bojler na teplou vodu

regulátor

Obr. 4.5 Tady se proud vyrobený vìtrným zaøízením používá jako podpora vytápìní