Měříme rychlost větru

Větrné elektrárny vyrábějí elektrickou energii přeměnou z energie proudícího vzduchu. Stavba těchto typů elektráren má smysl jen tam, kde vane vítr často a má dostatečnou rychlost. Tento návod na výrobu pokusného modelu nás zavede do světa meteorologie. Rychlost větru totiž potřebujeme znát nejen při hledání místa pro větrnou elektrárnu, ale i při předpovídání počasí.

Anemometr

Co budeme potřebovat

• modelářské lišty o průřezu 20 mm × 5 mm
  
• čtyři plastové kelímky (např. od jogurtu)
  
• hřebík, 2 korálky a podložku
  
• dřevěnou tyčku délky min. 20 cm
  
• samolepicí pásku, plastelínu

Jak na to
Základem konstrukce je kříž sestavený a slepený ze dvou navzájem kolmých modelářských lišt. Uprostřed vyvrtáme otvor pro hřebík – osu. Na hřebík navlékneme korálek, nasuneme laťkový kříž, navlékneme druhý korálek a podložku. Hřebík s nasazeným křížem pak zatlučeme do tyčky, sloužící jako držák anemometru. Korálky a podložka zajišťují snadné otáčení kříže okolo osy. Pak na konec každého ramene upevníme samolepicí páskou plastový kelímek a celou sestavu vyvážíme nalepenými kousky plastelíny nebo posunováním kelímků (obr. 1).

Při měření rychlosti větru zvedneme rukojeť s větrným křížem nad hlavu a podle rychlosti jeho otáčení usuzujeme na rychlost větru.

Větrná tabule

Co budeme potřebovat

• prkénko na podstavec
  
• dva odřezky dřevěných lišt
  
• drát na osu
  
• hliníkový plech nebo plastovou destičku
  
• karton
  
• hřebíky a kladívko

Jak na to
Větrná tabule je jiný typ anemometru. Její konstrukce je rovněž snadná a navíc ji můžeme opatřit jednoduchou stupnicí. Připravíme si dřevěné prkénko jako podstavec a k protilehlým bočním stěnám svisle upevníme lišty s otvory pro zasunutí osy. Do otvorů vložíme osu z ocelového nebo mosazného drátu, ve které jsou po stranách vytvořeny malé prohlubně. Obdélník tenkého hliníkového plechu nebo plastovou destičku zavěsíme dvěma malými kroužky na osu a k jednomu svislému držáku přilepíme kartonový čtverec se stupnici (obr. 2).

Při měření namíříme přístroj proti větru tak, aby se vítr do zavěšené destičky opíral plnou silou. Čím silnější je vítr, tím větší je výchylka destičky ze svislého směru. Velikost výchylky odečteme na stupnici, kterou můžeme zkusmo ocejchovat přímo v m/s nebo v km/h podle níže uvedené tabulky.

Meteorologové používají anemometr, pracující na stejném principu jako náš model.
Na kříži jsou tři nebo čtyři lehké hliníkové misky. Jejich otáčení se přenáší na malý generátorek nebo elektronický čítač otáček. Naměřené údaje o rychlosti a směru větru se zaznamenávají a zpracovávají počítačem. Rychlost větru se udává buď v metrech za sekundu (případně v km/h), nebo ji charakterizuje tzv. Beaufortova stupnice.

Zdroj: RNDr. Jaroslav Kusala, Hrátky s obnovitelnými zdroji, součást vzdělávacího programu ČEZ, a. s., Svět energie. Publikaci můžete získat na:
http://www.cez.cz/cs/vyzkum-a-vzdelavani/pro-studenty/materialy-ke-studiu/tiskoviny.html

Nabídku vzdělávacího programu najdete na: http://www.cez.cz/vzdelavaciprogram

Beaufortova stupnice

>Stupeň	>Rychlost (m/s)	>Rychlost (km/h)	>Označení	účinky
0	< 0,2	< 1	bezvětří	kouř vystupuje přímo vzhůru
1	0,3–1,4	1–5	vánek	sotva pozorovatelný pohyb vzduchu
2	1,7–3	1 6–11	slabý vítr	pohybuje lehkým praporkem
3	3,3–5,3	12–19	mírný vítr	pohybuje praporem a listím, čeří hladinu stojaté vody
4	5,6–7,8	20–28	dosti čerstvý vítr	pohybuje slabšími větvemi stromů
5	8,1–10,8	29–39	čerstvý vítr	pohybuje silnějšími větvemi, na stojaté vodě vznikají vlny
6	11,1–13,6	40–49	silný vítr	pohybuje slabšími stromy
7	13,9–16,9	50–61	prudký vítr	pohybuje stromy střední tloušťky, vlny na stojaté vodě mají zpěněné vrcholy
8	17,2–20,6	62–74	bouřlivý vítr	pohybuje silnějšími stromy a ulamuje slabší větve, ztěžuje chůzi proti větru
9	20,8–24,4	75–88	vichřice	působí menši škody na stavbách
10	24,7–28,3	89–102	silná vichřice	vyvrací stromy
11	28,6–32,5	103–117	mohutná vichřice	rozsáhlé škody na lesních porostech a budovách
12	přes 32,5	> 117	orkán	ničivé účinky, strhává střechy, shazuje komíny