Malá vodní elektrárna – vodní dílo Klucná

Odborníci, kteří se vyznají v mapách, mají dojem, že to měla být Klučná a ne Klucná. Že pouze pracovník zapisující názvy do mapy, zapomněl háček ( na nejnovějších mapách je to již Klučná ). No ať je to tak nebo ne, koupili jsme asi v roce 1959 u potoka Klucná chatu. Je to asi 3km od Křivoklátu. Byla to chata stavěná někdy kolem roku 1930 z krajin a odřezků z pily. Tedy pravá trempská chatka. K ní si v průběhu let každý majitel něco přistavěl. Co bylo pro mne nejdůležitější-nejbližší elektrika byla odsud tak dva kilometry a asi padesát metrů od chaty tekl příhodný potok s přijatelným spádem.

Malá vodní elektrárna

Hned po koupení chaty, jsem začal stavět malou vodní elektrárnu. ( Obr.1). Chata Carmen. Jak šel čas, upadávala písmena a byla to Armen, potom Rmen. Zavrhl jsem vodní kolo a přikročil jsem k stavbě vodní turbíny a malé vodní elektrárny. Shltal jsem několik učených knih s obrázky o stavbě vodních turbín, pečlivě přeskakuje složité výpočty, hemžící se integrály a derivacemi-viz mojí hrůzu z matematiky. Zjistil jsem, že všechny grafy a tabulky v učených knihách začínají někde u výkonu a hltnosti ( množství proteklé vody turbínou ) o dva až tři řády výše, než bych potřeboval. Pokusil jsem si grafy dokreslit, ale občas vycházely nesmysly. Dospěl jsem k názoru, že bude nutno experimentovat a pustil jsem se do vodní turbíny vrtulové, která se dala zjednodušit a měla nejvyšší počet otáček.

Pod mírným násilím svého šéfa, kterému jsem vše později v slabé chvilce prozradil, jsem napsal článek do časopisu Věda a technika mládeži, kde jsem popsal celou konstrukci turbíny. Redakce jen upravila stať o generátoru, měli strach, aby si dítka neublížila vyrobeným proudem. Ten článek vkládám, abych si ušetřil práci s popisem soustrojí.

Tedy turbína by byla popsaná a jen dodám, že při optimálním spádu asi 1 m ( hráz se neustále upravovala ) a optimálním množství vody ( 6 l/s ), měla turbína na hřídeli 1600 ot/min. Přímo na hřídeli turbíny bylo šestipólové derivační dynamo, které dávalo při 13 V asi 200 mA. Tedy asi 2,6 W. Přitom vlastní buzení dynama spotřebovalo rovných 5 W. Jeden z prvních obrázků soustrojí, s členem elektrotechnického kroužku ( pro porovnání velikosti ) vidíte na dalším obrázku.

Dynamo nabíjelo přes zpětnou diodu ( aby nemohl proud téci nazpět do dynama při malé vodě ) akumulátor ze dvou motocyklových akumulátorů 6 V 14 Ah. Oba tyto akumulátory byly vlastnoručně opraveny ( téměř vyrobeny ), slepeny a vývody svařeny. Vznikl tak blok 12 V 14 Ah. Ten dlouho nevydržel ( zázrak že vůbec fungoval, měl veliké samovolné vybíjení ) a nahradil jsem jej, za strašný peníz zakoupeným, akumulátorem niklkadmiovým, 12 V 22 Ah. Také žádná sláva, měl sice malé samovolné vybíjení, nevadilo mu stání v nenabitém stavu, nevadil mu mráz, ale jeho vnitřní odpor byl ( proti olovu ) strašný. Zato jej mám dosud, tj. dnes asi po padesáti letech!! Dokumentární fotografii záměny obou typů akumulátorů přikládám.

To už se v chatě vesele svítilo, v kuchyni žárovkou 35W a jinde žárovkami poněkud menšími. Vznikl i první kuchyňský stroj-tyčový mixer. Motorek ( jako i všechny žárovky ), byl výprodejní, z doby druhé světové války. Motorek měl na štítku 24V 1,5W . Převinul jsem jej na 12V 0,3A – motorek chodí dodnes.

Velice brzy bylo derivační dynamo nahrazeno jednofázovým alternátorem s permanentními magnety Alnico. Alternátor jsem vlastně vyrobil z částí rotačního měniče z doby druhé světové války.

Alternátor dodával při optimálních otáčkách soustrojí 1600ot/min na svorkách asi 25W. Při tom alternátor dodával 24V~ 80Hz. Vyrobený proud se přenášel do chaty vrchním vedením po stromech a po pracném překopání prašné silnice a uložení ocelové trubky do silnice, jakýmsi „kabelem“ , také z druhé světové války, do chaty.
V chatě byl na rozvaděči speciální odbočkový autotransformátor s nepatrnými ztrátami, na kterém bylo možno najít takovou odbočku, kdy soustrojí dodávalo maximální výkon. Vrtulová turbína je totiž velice choulostivá na optimální zatížení při různých průtocích. Na odbočkovém autotransformátoru bylo vždy možno najít takovou odbočku, kdy alternátor i turbína, mohly běžet v optimálních otáčkách.
Poté se proud usměrňoval germaniovými polovodičovými diodami ( tehdy úžasná novinka na našem trhu ) a nabíjel se s ním akumulátor. Bylo zajímavé, že při usměrňování a nabíjení akumulátoru vznikaly takové proudové špičky, že se soustava rozkmitala tlumenými kmity a rušila poslech na středních vlnách v okruhu nejméně 200m. Jako vysílací anténa posloužilo vrchní vedení. Dalo dost práce soustavu odrušit.

Výčet všech zařízení, které tato elektrárna dokázala utáhnout by zabralo mnoho místa. Ale namátkou…Elektrická pila na řezání palivového dřeva; načerpání 400l vody za den do chaty bužírkou o průměru 4mm, délky 86m s převýšením 26m; pohon elektrické nafukovací matrace na Berounce; zářivku 40W přes rotační měnič s účinností 76%!!!; promítání zvukových 16mm filmů; napájení elektronkového televizoru Standard předělaného na 12V ( spotřeboval 9,5A ) a mnohé další.