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 redakce@ben.cz

2.3 Výroba elektrického proudu Pøi relativnì malé velikosti Savoniova rotoru je zajímavá pouze výroba stejnosmìrného proudu pro nabíjení baterií; výroba sí ového støídavého proudu by v tomto výkonovém pásmu byla pøíliš nákladná. U velkých prùtažných rotorù pøipadá spíše v úvahu výroba proudu pro pøípravu teplé vody (viz kap. 3), jak je praktikována na Bachmeierovì statku v Holzenu. Obvyklé pokusy s automobilovým nebo vlakovým dynamem nedopadly pøíznivì. Tyto generátory jsou, jak známo, dimenzovány na vysoké otáèky pøes 1000 ot./min. Pøi pøevodu odpovídající velikosti je sice možné jich vìtrnou turbínou dosáhnout, ale pøi nízkých a støedních rychlostech vìtru pohltí pohon tolik energie, že výroba proudu je možná jen za bouøe. Pøi použití generátoru s cizím buzením (proudem z baterie) se sice podaøí snížit otáèky na 500 až 600 ot./min., ale generátor spotøebuje mnohem více energie, než kolik jí pak vyrobí. Jen za pøedpokladu pøevinutí statoru dynama tenèím a patøiènì delším drátem se podaøí už pøi otáèkách pod 500 ot./min. dosáhnout žádoucího nabíjecího napìtí. Pøitom samozøejmì klesá intenzita proudu a maximální výkon. Návod na pøestavbu dodávala firma Christian Kuhtz, Sternwartenweg 40, 2300 Kiel. Za cenu 70 až 100 DM také pøevíjela zaslané vhodné generátory (alespoò dosud tomu tak bylo!). Hotové automobilové generátory pro 12voltové baterie s maximálním výkonem cca 150 W pøi otáèkách 1200 ot./min., které vyrábìjí proud už pøi otáèkách 450 ot./min., nabízí firma A. Harbarth, Selbstbaubedarf für Windkraftanlagen, Hecheln 32, 7769 Mühlingen. Tato firma dodává také trojfázové generátory èínské výroby (viz dále a obr. 2.15) s buzením permanentním magnetem a mùstkovým usmìròovaèem, které jsou skuteènì levné a mají vynikající vlastnosti; bylo by tedy možné pøestat používat automobilová dynama. Technicky nejjistìjší cesta totiž spoèívá v použití mnohapólového generátoru konstruovaného na nízké otáèky, který je podstatnì vìtší, nákladnìjší a dražší než automobilové dynamo. Generátor tohoto typu vyvinula centrála pro vìtrnou energii (Windkraftzentrale) pro 12voltový stejnosmìrný proud se jmenovitým výkonem 300 W a stál cca 2200 DM. Je vybaven elektronickým pøepínaèem otáèek a regulátorem napìtí a je napojen na baterii. Pohon klínovým øemenem je kvùli nízkým otáèkám a vysokým toèivým momentùm problematický (prokluz). Lepší je èlánkový øetìz (z mopedu nebo jízdního kola). Provoz bez baterie není kvùli cizímu buzení možný. Jak je vidìt z obr. 1.8, zaèíná tento generátor vyrábìt proud už pøi nízkých otáèkách (pøi rychlosti vìtru od 4 m/s). Bohužel je zde jistá nevýhoda: právì u nízkých 26 Savoniùv rotor

Obr. 2.4 Alternátor Westinghouse, který vyrábí støídavý (tøífázový) proud. Vinutí kotvy je buzeno proudem vyrábìným pomocným generátorem buzeným permanentním magnetem vpravo na høídeli. a støedních rychlostí vìtru lze pozorovat, že elektronika stále zapíná a vypíná buzení, což snižuje výkon, a navíc je citlivá na chlad. Kromì toho nelze zaèít vyrábìt proud pøi zcela vybité baterii, což v praxi zpùsobuje problémy. Pro milovníky experimentù hledající cenovì výhodné generátory stejnosmìrného proudu máme ještì tyto pøipomínky: n Z pomalubìžného trojfázového asynchronního motoru s kotvou nakrátko lze postavit samobudicí generátor tak, že se zkratovací tyèe v rotoru nahradí permanentními magnety (viz obr. 2.5 až obr. 2.6). Bližší informace podá: Albin Siegl, Seligerstr. 1, 8832 Weissenburg. Savoniùv rotor 27

Jelikož èas a náklady na takovou svépomocnou pøestavbu motoru na generátor je sotva možné spoèítat a také není jisté, jaký bude výsledek, lze její provedení doporuèit jen lidem, kteøí mají dostatek èasu a trpìlivosti a ovšem i jistých odborných znalostí. n Železnièní opravárenské dílny vyøazují nìkdy použitá vlaková dynama staršího typu, z nichž nìkterá jsou vhodná i pro nízké otáèky. Jsou to samobudicí, klasické generátory stejnosmìrného proudu. Vyzkoušen byl Bosch D 25, který pøi otáèkách 1500 ot./min. dává maximální výkon 600 W pøi nabíjecím napìtí 24 V. n Firma Elektro Artmann, 8304 Mallersdorf, Marktstr. 33, vede široký sortiment generátorù rùzných velikostí a provedení ze zvláštních zásob a splní i zvláštní pøání zákazníkù, napøíklad pøevinutí generátorù na nižší otáèky. n Menší chladicí agregáty nákladních automobilù firmy Thermo King jsou pohánìny alternátorem Westinghouse, s nímž autor této knihy nasbíral velmi dobré zkušenosti pøi použití u své vìtrné turbíny (obr. 2.4). Je to generátor tøífázového proudu bez sbìracích kroužkù s buzením malými permanentním magnety, který za normálních podmínek pøi otáèkách 3000 ot./min. vyrábí tøífázový proud s maximálním výkonem 2 kw pøi napìtí 380 V. Na rozdíl od generátorù s kolektorem nebo velkými permanentními magnety nabíhá velmi snadno a již pøi otáèkách 220 ot./min. vyrábí napìtí naprázdno 6 V, pøi otáèkách 300 ot./min. už 12 V a pøi 500 ot./min. pak 24 V. Šesti diodami v mùstkovém zapojení osázenými na desce vymontované z automobilového tøífázového alternátoru je tøífázový proud usmìròován. Tímto generátorem lze odebírat výkon vìtrné turbíny ve velmi širokém rozsahu otáèek, jestliže se nabíjecí baterie rozdìlí do nìkolika blokù, které budou v závislosti na rychlosti vìtru zapojovány pøi nízkém napìtí paralelnì a pøi vysokém napìtí do série. U prodejcù zastupujících firmu Thermo King stál nový generátor cca 1500 DM, použitý cca 500 DM. V rámci diplomové práce J. Noea (viz seznam literatury) byla v ústavu Landtechnik Weihenstephan zøízena zkušebna pro zkoumání generátorù pro malé vìtrné elektrárny s jmenovitým výkonem do 2 kw. Pøitom bylo možno provádìt mìøení napìtí, intenzity proudu a úèinnosti pøi rùzných otáèkách a zatížení. Zde se ukázalo, že svépomocí postavené generátory Albina Siegla zaèínají vyrábìt proud již pøi nízkých otáèkách a vykazují nejlepší úèinnost i v oblasti èásteèného zatížení, nebo není nutný žádný budicí proud (viz obr. 2.5, obr. 2.6 a obr. 2.7). Ovšem napìtí a intenzita proudu jsou na otáèkách pøímo závislé a nelze je regulovat jako u generátorù s cizím buzením. Pøi nabíjení baterií nebo pro ohøev teplé vody odporovými topnými tyèemi to však neznamená žádnou podstatnou nevýhodu. 28 Savoniùv rotor

Obr. 2.5 Kotva generátoru støídavého proudu osazená permanentními magnety, kterou si zhotovil Albin Siegl. Bìžnì prodávané magnety jsou v mírnì spirálovitém uspoøádání nalepeny na hliníkovou trubku a pøebroušeny na soustruhu. Obr. 2.6 Z vyøazeného asynchronního motoru (s rotorem nakrátko) pocházejí kryt a pólové nástavce generátoru, jehož kotva je zobrazena nahoøe. Vinutí bylo provedeno novì. Takový projekt mohou realizovat jen lidé s dostatkem èasu, trpìlivosti a odborných znalostí, nebo pro toto provedení dosud chybìjí jakékoli písemné návody. Savoniùv rotor 29

Fázové napìtí U jako funkce otáèek (parametr: zatížení) Intenzita fázového proudu I jako funkce otáèek (parametr: zatížení) Výkon P jako funkce otáèek (parametr: zatížení) Úèinnost n jako funkce otáèek (parametr: zatížení) 30 Savoniùv rotor Obr. 2.7 Charakteristiky tøífázového generátoru Albina Siegla. Fázové napìtí, intenzita fázového proudu, výkon a úèinnost 8pólového tøífázového generátoru s buzením permanentními magnety pøi rozdílných otáèkách a zatížení (zapojení do trojúhelníka).