Første Nordiske Elektroteknikermøde i København 1920

— 79 motorns belastning biir emellertid direkt proportionel! mot varvtalet, icke mot dess tredje potens, vilket med hän- syn till energiutbytet vore önskvärt. Ur energiutbytes- synpunkt vinnes genom denna anordning alltså icke mer än genom användandet av t. ex. en kolvklump. I de undantagsfall, då en vindkraftanläggning av nu ifrågavarande slag är i tillfälle att leverera sin energi direkt på ett likströmsnät med konstant spänning, torde losnin- gen av problemet att alltid bromsa vindhjulet till gynn- sammaste varvtal vara relativt enkel och icke erfordra annat än ett normalt konstruktionsarbete. Skall vindmotorn användas för produktion av elek- trisk energi, har man alltså principiellt att välja mellan två vägar: antingen att låta vindmotorn löpa med den gynnsammaste mot vindstyrkan proportionella hastigheten eller också att låta den gå med konstant varvtal, even- tuell! ändrat stegvis. Den senare metoden kan sårskilt vara att beakta för direkt energileverans till trefas växel- strömsnät. En undersökning av, i vad mån vindmotorns årliga energiproduktion minskas genom användandet av ett bestämt, vid normala förhällanden lämpligt varvtal, tar tytt på, att energialstringen därigenom icke behøver sjunka mer än kanske 15 å 20 pCt. Det biir sålunda för varje fall en råknefråga att avgöra vilkendera metoden, som biir den ekonomiskt gynnsammaste. Det är ju också möjligt, att man utan alltför stora svårigheter kan bygga en elektrisk maskin, som med variabelt varvtal kan le- verera irefasenergi av konstant periodtal (kommutator- generator?). Den mekaniska overforingen från vingarna till den elektriska maskinen eller pumpen torde utan större tek- niska svårigheter kunna ordnas sårskilt efter senare tiders utveckling av kugghjul och kullager. Det säger sig självt, att hela anordningen med hänsyn till driftkostnaderna bör utföras så, att kontinuerlig be- vakning icke erfordras, utan endast tillfällig inspektion. Vidare måste konstruktionen riktas in på minsta möjliga förluster, sårskilt tomgångsforluster. I de fiesta fall kom- mer man därför troligen till en anordning med flera ma- skiner, t. ex. en mindre arbetande vid svaga vindar och en större eller ytterligare en lika stor vid starkare vind. Samman f attain g. Genom nu anförda överväganden kommer jag till följande slutsatser beträffande en ekonomisk vindmotor- anläggning för energiproduktion till ett elektriskt lednings- nat. 1. Vingarna, 2 eller i varje fall få till antalet, böra ha en sektion, som mycket påminner om en modern flygmaskins vingsektion. 2. Vingens bredd bor ej överstiga 10 0 av cirkelperiferien. 3. Periferihastigheten bör vara direkt proportionel! mot den fria vindhastigheten och väljas så, att hela vin- gens effekt vid viss vindhastighet biir ett maximum. 4. Vindmotorn bör utföras med största möjliga vingdia- meter infill 50 m. 5. Hela maskineriet utföres så, att det kan utnyttja en största vindstyrka, vilken i vindrika trakter synes ligga vid 9 å 12 m. per sekund, i vindfattiga trakter avsevärt lägre. Vid högre vindstyrka måste motorn automatiskt begränsa effekten. Maximieffekten biir då i vindrika trakter c:a 25 kW per 100 m2 yta eller mer, d. v. s. runt 500 kW för en 50 m. motor; resp. i vindfattiga trakter 11 kW per 100 m2 och 220 kW för en 50 m. anläggning. 6. Vindmotorn bygges antingen för konstant varvtal med automatiskt vridbara vingar för arbete direkt på ett trefasnät eller for ett mot vindhastigheten proportio- nellt varvtal. I senare fallet får antingen det elektri- ska maskineriet arbeta direkt på ett likströmsnät eller något ännu icke utarbetat system användas för effek- tens överförande från vindmotorns med variabel ha- stighet löpande axel till en trefasgenerator med kon- stant varvtal. Energiutbyte. Åtegå vi till diagrammet fig. 2 för vindeffekten vid Hållo fyr och antaga, att maximieffekten begränsas till en vindeffekt av 50 alternativt 75 kilowatt per 100 m2, vidare att tomgångsforhisterna äro 5 kilowatt, finna vi genoin planimetrering av ytan däremellan, att en vindenergi per år av 160 000 alternativt 194 000 kilowattimmar finns att tillvarataga. Löper motorn med gynnsammaste hastighet, bör härav kunna levereras 50 pCt. till maskineriets axel, eller alltså 80 000 alt. 97 000 kWh. Ombesörjes nu trans- formeringen till trefasström av ett elektriskt mellanled, torde vi få räkna med en energiförlust i dettaj (utöver förut avdragna tomgångsforluster av c:a 40 000 kilowatttimmar vindenergi) av säg 15 pCt. Återstår alltså 68 000 alternativt 83 000 kWh att leverera till det elektriska ledningsnätet. Omräknat på ett 50 m. vindmaskineri skulle delta betyda 1 360 000 alternativt 1 660 000 kilowatttimmar per år. Utför man däremot anläggningen för konstant varvtal, torde man kunna räkna med ett utbyte av 35 å 40 pCt. mot ovan angivna 50 och erhålla som slutresultat c:a 80 pCt. av ovan angivna energimängder, d. v. s. för en 50 m. anläggning 1 000 000 alternativt 1 300 000. I meteorologiskt medelmåttiga trakter reduceras dessa siffror till en tredjedel å en fjärdedel. E k o n o m i. Som jag nämnt ha tidigare undersökningar pekat på en 50 m. maskin som gynnsammaste storlek. I meteorolo- giskt genomsnittliga trakter bör ett sådant maskineri ut- föras för füllt utnyttjande av vinden intill 8 m, motsva- rande en vindeffekt av 630 kilowatt eller vid 50 pCt. verk- ningsgrad en maximal elektrisk effekt av 315 kilowatt. I vindrika trakter är det ekonomiskt att öka generatoreffek- ten till 500 å 750 kilowatt. Energiproduktionen har be- räknats till runt 400 000 kWh per år, i vanliga trakter resp. 1 å 1,3 milj. kWh i vindrika trakter avgivna till elektriskt ledningnät, om vindmotorn går med konstant varvtal. Anläggningskostnaderna för en motor av 50 m. ving- diameter med tilbehör för dessa 3 generatorstorlekar har vid nuvarande pris beräknats overslagsvis på följande sätt: 315 kW kr. 500 kW kr. 750 kW kr. Vingsystem med »vindros«, vridanordningar, vändski- va, kuggväxlar och axlar. . 90 000 95 000 100 000 Torn, 30 m högt, dament med fun- 50 000 50 000 50 000 Elektrisk generator str. och rum .. . med in- 35 000 40 000 55 000 175 000 185 000 205 000