Første Nordiske Elektroteknikermøde i København 1920

78 — högre vridningsmoment än det vid gynnsammaste hastig- het erhållna. Skulle man sålunda försöka driva en sådan motor med konstant varvantal genom att bromsa den med ett mott vindmotorns effekt svarande kraftpar, så är uppenbart, att vindmotorn ögonblickligen skulle stanna, så snart vindstyrkan avtar. Påtagligen biir forhållandet precis detsamma, om man vill hålla varvtalet konstant genom att vrida vingarna automatiskt. Vindmotorn kom- mer då alltid att sakta av, så snart vindstyrkan sjunker. Helt annorlunda forhåller sig saken, om motorn ar- betar på en trefasgenerator, infasad på ett stort lednings- nät. Där kommer vridningsmomentet alltid att automa- tiskt anpassa sig efter vindmotorns effekt och hastigheten hålles ju konstant från trefasnätet, så att något avstan- nande kan aldrig bli tal om. Vingställningen borde även i ett dylikt fall regleras, men endast för att öka energiut- bytet. Den måste i så fall regleras efter vindhastigheten. Man bleve då nödsakad att ombesörja vingarnas vrid- ning med ett sårskilt vinghjul eller vingpar i vindmotorns centrum, där ju under alla forhållanden en outnyttjad vindyta måste finnas. Denna undersökning av vindmotorns vridningsmo- ment ger utan vidare forklaringen på det forhållande, som kan iakttagas på vindmotorer, använda för pumpning, att deras hastighet varierar stärkt. När vindmotorn arbetar på en pump, är vridningsmomentet någorlunda konstant. För varje gång vindstyrkan avtar under den gräns, vid vilken sagda vridiiingsmoment uppnås, stannar vindmo- torn tydligen helt och hållet. Ekonomisk vingdiameter. Vindmotorns totala årliga energiproduktion är propor- tionel! mot den av vingarna bestrukna arean, alltså mot vingdiameterns kvadrat eller, vilket för mycket stora en- heter biir praktiskt taget detsamma, mot tornhöjdens kva- drat. Kostnaden för vindmotorn är sammansatt av kost- naderna för fundamentet, den uppbäranda jernkonstruk- tionen (tornet), vingarna, transmissionsorganen från vin- garna till den maskin, som transformerer energien — det må nu vara en pump eller en elektrisk maskin — samt kostnaderna för denna sistnämnda. I det förutnämnda arbetet, som undertecknad jämte ingeniör Ernst M. Ågren utfört år 1916, hava vi funnit, att totalkostnaden per kilo- watt effekt faller med växande storlek på vindmotorn in- fill c:a 50 meters vingdiameter för att därefter bliva täm- ligen konstant. Kostnaden för anläggningen växcr sål- lunda för maskiner med mer än 50 meters diameter unge- fär i proportion till kvadraten på vingdiametern, åtmin- stone upp till en storlek motsvarande ungefår 125 meters vingdiameter, och till så stora maskiner torde man knap- past kunna gå. Ekonomisk begränsning av effekten. Återgå vi till fig 2, se vi, hur vindens effekt stiger vid hög vindstyrka. Vid den i Sverige högsta förekommande vindstyrkan 37 sekundmeter skulle vindeffekten bliva c:a 3 150 kilowatt per 1002 yta. Det är klart, att det icke lönar sig att sätta in så stort maskineri. Ju större ma- skineri, man väljer, dess större biir kostnaden och dess större tomgångsforlusten. Man ökar alltså med maskin- storleken den del av vindenergidiagrammet nedtill, som måste offras såsom ständig förlust. Ju mindre man väl- jer maskineriet, dess lägre maximivind kan man füllt ut- nyttja, dess större toppyta av diagrammet måste man skära bort genom regiering av vingställning eller med »stormluckor« el. dyl. Man måste alltså utreda till vilken gräns, man med största ekonomiska fördel bör utnyttja vinden, vilket ju med tillhjälp av vindeffektens varaktig- hctsdiagram lätt kan ske, och därefter bestämma maskin- storlek och som förut nämnts omloppshastighet, om man vill gå med konstant varvtal. Transmissionsorganen. Jag har i det foregående omnämnt, att den gynnsam- maste periferihastigheten är proportionel! mot vindhastig- heten. En följd härav är, att man antingen får avstå från att vid alla vindstyrkor arbeta med den gynnsam- maste vinghastigheten eller också avstå från ett bestämt varvantal per minut hos vindmotorn. Kan man icke ordna så, att den av vindmotorn drivna maskinen (t. ex. en pump eller elektrisk generator) auto- matiskt ökar sin belastning proportionellt mot varvtalets tredje potens, kan man icke med bästa möjliga energi- utbyte använda sig enbart av vanliga kuggväxlar och axlar för energiens overforing från vinghjulet till den drivna ma- skinen. Idealet vore et mellanled, som tilläte vindmotorn att löpa med mot vindstyrkan proportionel! hastighet, och som överförde hela effekten till en trefasgenerator med kon- stant varvtal. En sådan losning kan åstadkommas med användande av likström som mellanled, men torde bliva dyrbar och medföra avsevärda energiförluster. Säker- ligen är ett sådant system dock värt en ekonomisk jäm- förelse med en vindmotor med konstant varvtal, och skulle tekniskt funktionera bättre. Även andra sätt kunna tän- kas, såsom hastighetsändring stegvis med kuggväxlar å la automobil eller möjligen ett hydrauliskt mellanled be- stående av centrifugalpump och turbin med av vindmo- torns varvtal beroende variabelt tryck och vattenmängder. En sådan anordning utförd i stil med en s.k. Föttinger- transformator, bestående av ett centrifugalpumphjul med variabel hastighet och ett turbinhjul med konstant hastig- het inom samma hölje skulle utan varierat pådrag och kanske utan all regiering arbetande på ett trefasnät kunnn taga ut en effekt proportionel! mot varvtalets tredje potens och sålunda alltid hålla vindmotorn i gynnsammaste ha- stighet. Förlusterna och kostnaden dock liksom för elek- trisk omformning betydande. Största svårigheten torde ligga i att bygga turbinhjulet med god verkningsgrad för varierande tryck. Ytterligare en anordning bör i detta sammanhang nämnas, nämligen Janson’s vindelektricitets- verk vid Hammarby utanför Stockholm. Anläggningen finns beskriven i Teknisk Tidskrift för november 1919, iill vilken jag hänvisar. Jag vill blott nämna, att det hela går ut på att medelst en väldig betongvikt, hängande i en ändlös kedja giva den elektriska generatorn en konstant belastning vid konstant hastighet oberoende av vindmo- torns hastighet. Är vindmotorns effekt mindre än mot- svarande generatorns belastning, sjunker vikten och levere- rar skillnaden. När vikten kommer till sitt lägsta läge, kopplas generatorn ifrån och står stilla, tilis vikten lyfts till nära sitt högsta läga. Längden av generatorns arbets- perioder bliva sålunda beroende av vindhastigheten. Vind-