Tekniikkaa ja tietoa

Tuulivoimalla katuvalot, osa 5 – Viimeinkin valojuhlat

Lähes puolitoista vuotta kestänyt hanke tuulivoimalla toimivista katuvaloista on saatu päätökseen. Tuulimoottori tuottaa 12-volttista virtaa kahdelle akulle, kaksi aurinkopaneelia vielä varmistaa prosessia. Projektiin on uponnut hyvänlainen euronippu ja sen parissa on vietetty toinenkin tunti, mutta lopputulos on täyttänyt kaikki odotukset. Tuulimoottorin kunnostusvaiheista on raportoitu aiemmissa numeroissa. Koska aihe on herättänyt yllättävän laajaa kiinnostusta, kerrataan tässä sarjan viimeisessä osassa lyhyesti myös tähän mennessä tapahtunutta.
Kimmo Kotta
Vanhan tuulimoottorin runko, moottori ja siivikko ovat kunnostettu. Nyt on juhlan aika.

Suunnitelma tuulivoimalla toimivista katuvaloista alkoi vitsistä. Kotikylällä ei ole yhtään valaistua tieosuutta, eikä kyllä mitään muutakaan. Kuopiosta tullessa saa ajaa yhtä soittoa lähes 60 kilometriä valoissa, mutta viimeiset 14 kilometriä joutuu kulkemaan täydellisessä maalaispimeydessä. Perhepiirissä on uneksittu, että olisi se hienoa, jos saisi edes viimeiset 100 metriä liikkua katuvalojen loisteessa, niin ei tuntisi itseään ihan metsäperukkalaiseksi.

Vanhan tuulimoottorin hankinnastakin on keskusteltu, sellainen olisi hieno maamerkki muuten tasaiseen maisemaan. Turhan panttina se ei kuitenkaan saisi olla, vaan jotain sen olisi tehtävä ylläpitonsa eteen. Mikäpäs parempaa hyötyliikuntaa, kuin tuottaa sähköä niille katuvaloille. Käyttösuunnitelma on ollut valmiina jo pitkään – puuttui vain se mylly.

Vapun 2017 tienoilla vastaan käveli tuttu isäntä pitäjän toiselta laidalta, jolla oli pihapiirissään huonoon kuntoon päässyt tuulimoottori. Viimeksi sillä oli nostettu vettä joskus 1950-luvulla, nyt sen torni oli jo niin hutera, että isäntäväki piti sitä turvallisuusriskinä. Kysyntä kohtasi tarjonnan, ja kaupat tehtiin alle minuutissa ilman tinkimisiä ja muuta joutavaa jahkaamista. Mutkattomasta kaupanteosta alkoi tiivis puuhastelu, joka helpotti vasta puolentoista vuoden kuluttua.

Oletettavasti kotimainen valmiste

Kaupantekohetkellä tuulimoottorin kunnosta oli vain 15 vuoden takainen muistikuva. Repsottavasta pyrstöstä erottui teksti P. SIDOROW, joka oli vuoteen 1928 asti toiminut suuri maatalouskauppa. Tornin kaatoa ja siirtoa suunnitellessa otettuja kuvia ja amerikkalaisen tuulimoottorisivuston vanhoja esitteitä vertaamalla selvisi, että oli tullut ostettua eclipse-tyypin kone, jonka alkuperäinen valmistaja oli indianalainen Flint & Walling.

Tätä Star-merkkistä tuulimoottoria on tehty lisenssillä Suomessakin, täällä nimenä oli tietenkin Tähti. P.Sidorowin lisäksi sitä on myynyt ainakin Hankkija, valmistuksesta vastasi luultavasti Keravan Pumppu- ja Armatuuritehdas, joka markkinoi sitä myös Kerava-merkillä. Myöhemmin tehtaan nimeksi vaihtui fuusion myötä Mako. Melko krouvitekoisista valuosista ja muustakin tekniikasta päätellen tässä tapauksessa oli kyseessä kotimainen versio.

Kesäkuun alkupuolella lähdettiin Mäkelän Pasin kanssa kaatamaan tornia – varusteina iso laukullinen avaimia, CRC:tä, voimapihdit, kanki, leka, rautasaha, iso Deere, isot kärryt, päälle 10 metriin ylettävä nosturi ja runsaasti reipasta tuulimoottorihenkeä. Torni saatiin kunnialla nurin, mutta jouduttiin heittämään kaksi keikkaa, koska laitos ei mahtunut millään ilveellä yhteen kuormaan.

Rungosta ja alustasta alkaen

Kotona alkoi koko kesän kaikki joutilaammat hetket vaatinut tornin ja siivikon kunnostus. Pyrstö oli jo niin risa, että se olisi tehtävä kokonaan uusiksi, samoin käyttökoneisto. Ehjästäkään koneistosta ei olisi ollut mitään iloa, sähkön tuotantoon kun tarvittaisiin pyörivää eikä edestakaista liikettä.

3-metrisiin lohkoihin jaetussa rungossa oli ruosteista kulmarautaa yhteensä 100 metriä ja saman verran pyöreitä ristikkotukia. Kaikki pultit ja mutterit uusittiin. Kulmaraudoissa oli 196 ruuviliitosta ja ristikkäistuissa vielä 72 tuplamutteria. Raudat olivat yllättävän hyväkuntoisia vähäistä pintakorroosiota lukuun ottamatta. Tornin huteruus oli johtunut löystyneistä liitoksista ja katkenneista alakiinnityksistä, sillä mylly oli ollut ties miten kauan kiinni vain yhdestä jalastaan.

Ruosteen seasta löytyi useasta kohti kirkasta oranssia ja samaa komeaa väriä torni sai nytkin pintaansa. Pohja- ja pintamaalia kului kaikkiaan 25 litraa, mutta suuriin rakenteisiin sitä tuppaa menemään – Eiffel-tornin sutimiseen hupenee kerrallaan 60 tonnia. Siivikon niittaukset olivat löystyneet ja yksi siipi oli peräti irronnut, mutta takomissession jälkeen kaikki olivat taas jämäkästi kiinni. Jokunen niitin reikä oli hieroutunut sikäli laajaksi, että niitit piti korvata pulteilla ja nyloc-muttereilla.

Kaikissa muinoisissa tuulimoottorioppaissa korostettiin vankan alustan tärkeyttä. Tienvarsi, johon torni piti pystyttää, oli hiekkamoreenia ja korkeimmalla mahdollisella kohdalla, joten routimisesta ei pitäisi olla pelkoa. Mannis-Jussi kaivoi siistin montun, johon tampattiin soraa. Kuoppaan laskettiin valun sisään jäävä kehikko, jonka jokaisessa kulmassa oli puolitoistametriset jalat, joiden ympärille tuli halkaisijaltaan 30-senttiset muotit. Laatalle tulisi paksuutta 10–15 senttiä. 2,4 x 2,4 -metriseen alustaan meni betonia kolmisen tonnia, joten tornin luulisi kestävän pystyssä. Eiffel-torninkaan perustukset eivät ole kuin 50 senttiä syvemmässä, ja se on sentään 287 metriä korkeampi. Torni koottiin täyteen pituuteensa sen loppusijoituspaikalla, missä se sai viettää talvensa makuuasennossa.

Katuvalojen materiaalihankinnat järjestyivät itsestään. Pieksämä- keläisen koneharrastuskerho Hurrauttajien jäseniä kävi kesällä kylässä ja he kielsivät minua hankkimasta mitään katuvaloihin liittyvää. He tekisivät syksyllä uusintavisiitin, mukanaan pylväät, lamput ja kaikki muutkin tykötarpeet. Ainoaksi tehtäväkseni jäi hommata lokakuun viimeiseksi viikonlopuksi traktorikaivuri, mieluiten Nuffield/Hymas-yhdistelmä, ja tolpat pystytettäisiin saman tien.

Amatööri-insinöörityötä

Tuulimoottorin siivikko tekee 5–6 metrin tuulella suunnilleen kierroksen sekunnissa, eli laturin pyörittäminen ei siltään onnistu. Harkinnassa oli koko tornin pituinen akseli, jonka molemmissa päissä olisi ylentävät kulmavaihteet. Laturi voisi siinä tapauksessa olla alhaalla, mikä helpottaisi huoltotoimia. Ajatus ei kuitenkaan toiminut edes teoriassa. Tehohävikkiä tulisi runsaasti ja pitkä akseli pitäisi laakeroida useasta pisteestä.

Siispä laturin ainoa mahdollinen paikka oli ylhäällä, jolloin siivikon sijoittaminen pystyakselista sivuun tuli mahdolliseksi. Tätä järjestelyä tarvitaan tuulimoottorin turvajärjestelmässä. Keskilinjasta sivussa oleva siivikko alkaa kovalla tuulella kääntää siipiä pyrstön suuntaiseksi, jolloin sen vauhti hidastuu ja lopulta pysähtyy kokonaan siihen kytketyn jarrulaitteen avulla.

Vaihtovirtalaturi olisi tuotoltaan paras ratkaisu, mutta sen tarvitsema herätevirta kuluttaisi virtaa tuulettomina aikoina turhan paljon. Niinpä päädyttiin käyttämään vanhaa kunnon pikku-Lucasia, joka antaisi virtaa päälle 300 watin (22A) verran, jos sille saataisiin riittävät kierrokset. Positiivisen ja negatiivisen virran johtaminen alakertaan olisi jonkun liukurengassysteemin avulla huomattavan yksinkertaista. Kiinteitä piuhoja kun ei voinut käyttää tuulen mukaan pyörivän yläkerran takia.

Talven mittaan rakentui asennusteline, johon kiinnitettiin Rastu-Hannun koneistamat akselit, Peko-pesukoneen hihnapyöristä koottu 54-kertainen välitys, rele, Megane-Rellun jarru ja pyrstön kääntämiseen vaijerivälitys. Jousivoimalla linjassaan pysyvän pyrstön ja siivikon kääntymiseen turva-asentoon kovalla tuulella tarvittiin tietty momentti, jonka selvittämiseksi piti turvautua muinaiseen amerikkalaiseen laskukaavaan. Vanhoihin oppikirjoihin syventymisen ja muutaman tuskallisen laskutoimituksen jälkeen valkeni, että varsineen vajaat 3-metrisen pyrstön kärjessä tulisi ääriasennossa olla vastusta 4,1 kilon verran, jos siivikon haluaisi kääntyvän turva-asentoon 10 metrin tuulella.

Kesän kynnyksellä siivikko, uusi pyrstö ja käyttökoneikko suojakoteloineen olivat asennusvalmiina ja koko laitos asettui tornin nokkaan ilman lekaa ja rälläkkää. Koneikon tekeminen oli sikäli haasteellista, että siitä piti tulla kerralla toimiva. Virheiden korjaaminen, sitten kun laitteet olisivat 13 metrissä, olisi vaikeaa ja hitsaamista tai työstämistä vaativissa tapauksissa jopa mahdotonta.

Kunnon juhannussalko

Viikkoa ennen juhannusta oltiin valmiita pystytykseen. Kalusto ja työryhmä oli tismalleen sama kuin vuotta aiemmin tapahtuneessa kaatamisessakin. Heitettiin siinä huulta, että kaikkinaiset ennakkosuunnitelmat ovat tarpeettomia, koska onnistunut kaataminen oli vielä muistissa ja pystytyshän olisi pitkälti samanlaista, vain päinvastaisessa järjestyksessä. Hymy meinasi kuitenkin hyytyä, kun torni toppasi puoleenväliin, koska nosturin käännössä ei riittänyt puhti. Suoralla nostolla ei olisi ollut mitään ongelmaa, mutta kääntöä jouduttiin käyttämään, koska puomissa ei riittänyt pituus. Aikansa kikkailtuaan Pasi sai tornin pystyyn ja kolmesta suusta kuului yhteishuokaus.

Muutamat "tietomiehet" olivat epäilleet, että siivikko ei 3,2 metrin halkaisijastaan huolimatta jaksaisi ottaa ensimmäistäkään kierrosta, kun välitystä oli niin reilusti, tarvittaisiin myrskytuulta. Tosi on, että tuulimoottorin tehot ovat pienellä tuulella vaatimattomia. Vanha kaava antoi kuuden metrin tuulella myllymme tehoksi vajaat puoli kilowattia, kovalla 14 metrin tuulella akselin päässä olisi jo 6 kilowattia.

Pystytyspäivänä oli mittarin mukaan tuulta 1–8 metriä sekunnissa, vaihtelu oli runsasta ja jatkuvaa. Nostovaiheessa oli nenänpäätuntumalla ehkä 4 metrin tuulta ja välittömästi maasta noustuaan aloitti propelli reippaan pyörimisen.

Torni ruuvattiin jalustaansa kahdeksalla 10 millin ja samoin kahdeksalla 16 millin 12.9-pultilla, joissa on vetolujuutta yhteensä 230 tonnia. Niiden puolesta torni pysyy varmasti sijoillaan. Tuuli ei tornia juurikaan rasita, siinä kun ei ole pintaa, johon tuuli ottaisi.

Siivikko jatkoi pyörimistään koko pitkän päivän ja yläosa vaihtoi suuntaansa jatkuvasti – tasaista tuulta ei taida olla olemassakaan. Viikkoa myöhemmin juhannusmyrskyssä tuli testattua automaattisen turvajärjestelmän toiminta ja se selvisi kokeesta puhtain paperein. Siivikko ja pyrstö alkoivat kiertyä jossain 8 metrin paikkeilla ja olivat yhdensuuntaisia 10 metrissä, kuten pitikin. Ei kuitenkaan ollut uskallusta jättää uutta konetta automatiikan varaan, kovimman tuulen ajan se oli manuaalisessa lukituksessa

Kahdelle Hurrauttajien tuomalle hyytelöakulle piti tehdä jalustaan kotelo, josta tuli pätevä kiinnitystaso turvasysteemin vinssille. Laturin tuottamia virtoja ei ole tullut vieläkään mitattua, mutta kyllä sieltä jotain irtoaa, koska akut ovat pysyneet kuukausien ajan täydessä latingissa.

Heinäkuun lopulla oli vuorossa juhlallinen vihkiminen, kutsuvieraina olivat Hurrauttajat ja useimmat projektiin tavalla tai toisella osallistuneet. Tuulimoottori sai nimen Kauristien Tähti.

Valo yössä

Nykyajan 10-wattinen ledvalo vastaa kirkkaudeltaan vanhan kansan 100-wattista. Tehojen ilmoittamisessahan ollaan jo siirtymässä lumen-arvoon, joka kuvaa valon määrää watteja paremmin. Niinpä arveltiin, että 10-wattinen työvaloledi per pylväs riittäisi valaisemaan katuvalo-osuuttamme. Minityövalot asettuivat 240-volttisille lampuille tarkoitettuihin kuuppiin muutaman porauksen ja kierteityksen jälkeen.

Koko talven ja kesän valmiina odottaneiden pylväiden päihin saatiin lamput ja niiden välille piuhat elokuun lopulla. Johtotyöt olivat omanlaistansa keikkumista, mutta raskainta oli riittävän syvien kuoppien kaivaminen harusvaijereiden ankkureille. Hellettä piisasi, mutta niin vain syntyi kaksi metrin syvyistä monttua kiviseen moreenimaahan ihan lapiopelissä.

Valoja päästiin testaamaan syyskuun alussa, ja kyllähän valaisivat pimeää syysiltaa hienosti. Piti oikein useampaan kertaan kävellä edestakaisin tuota sadan metrin pätkää: jopa saatiin urbaania meininkiä korpikyläänkin. Koska akuissa riittäisi kapasiteettia, eikä kahdella aurinkokennolla terästetty latausjärjestelmäkään olisi rajoittava tekijä, lisättiin tornin jalustaan vielä yksi ledi valaisemaan mastoa alhaaltapäin. Sen avulla tuulimoottorista tuli komeampi pimeässä kuin päivänvalossa, saatiin samaan syssyyn valotaidettakin sivukylän soratielle.

Tornin spottia ohjataan hämäräkytkimellä, samoin katuvaloja, Viimemainituissa on lisäksi langaton kauko-ohjaus. 50 metrin kantaman ohjainta ei ensi alkuun löytynyt kuin mönkijöiden sähkövinsseistä ja systeemi vaati niin paljon sälyä, että ne hädin tuskin mahtuivat kenkälaatikon kokoiseen koteloon. Myöhemmin löytyi yksinkertaisempi työvalojen ohjaukseen tarkoitettu malli, joka toimi ilman tehoreleitä ja muita tilaa vieviä varustuksia. Hämäräkytkin ja kauko-ohjauksen vastaanotin piti kuitenkin ottaa kotelon ulkopuolelle, koska suojalasin huurtuminen häiritsi kummankin toimintaa.

Työtunteja kului ja rahaa paloi

Näin mittavalle projektille on tietenkin pidettävä lopputarkastus ja jos se läpäistään ilman vakavia huomautuksia, myöntävät tehtävästä vastaavat viranomaiset käyttöönottoluvan. Meidän tapauksessamme tarkastuksen otti kontolleen paras mahdollinen asiantuntijataho, eli Fordson-Homenokat. Me muutamat Fordson-kerhon toimintaan heti alussa tai ainakin alkuaikoina osaa ottaneet masinistit olemme kokoontuneet pariin otteeseen muistelemaan merkkikerhon ensiaskeleita ja kertoilemaan matkan varrella kokemiamme konejuttuja. Jotain meiltä vielä syntyisi ja ehkä jotkut suunnitelmat vielä toteutuvatkin. Homenokkahan tarkoittaa vanhaa ja kokenutta ukkometsoa, joka on viisaimpia metsäneläviä.

Pieni joukko Homenokkia kokoontui lokakuun lopulla kerhon syntysijoille, ja kun kiireellisimmät kuulumiset oli vaihdettu, siirryttiin tarkastamaan tuulimoottori ja valaistus. Projektia kiiteltiin hyvin suunnitelluksi ja huolella tehdyksi. Käyttöönotolle ei nähty minkäänlaista estettä.

Tuulimoottori- ja katuvalohankkeella ei ollut budjettia, eikä sellaista kannata vanhojen koneiden kunnostusprojekteihin tehdäkään. Jos kaiken tietäisi etukäteen, saattaisi iskeä nuukuus. Tuulimoottorin kunnostukseen ryhdyttäessä oli tiedossa, että ihan muutamalla satasella ei selvittäisi. Korkeissa rakenteissa ei voi määräänsä enempää säästellä ja tekniikan soisi olevan alusta lähtien mahdollisimman tasokasta, muutokset kun olisivat jälkikäteen työläitä.

Kuittien lukemia ynnäämällä tämän hankkeen lopulliseksi hinnaksi tuli veroineen viitisen tonnia. Tiedän moniakin museoautoja, jotka ovat tulleet maksamaan moninkertaisesti, muutamia kalliimpia traktoreitakin on tiedossani, joten sen puolesta ei ole kyse mistään ennätyssummista. Olisihan sillä rahalla saanut jotain tarpeellistakin, mutta ei varmaankaan mitään yhtä näkyvää. Jos tuulimoottorista olisi tehnyt pelkän hyrrän ilman sähköjä ja valoja, niin hinta olisi jäänyt ehkä kolmeen tonniin. Työtuntien määrää en ole laskenut, eikä ole tarpeenkaan – saa mennä hinnoittelematta harrastuksen piikkiin. Kauristien Tähti on ja toivottavasti myös pysyy paikallaan vuosikymmenien ajan. Ei rumenna maisemaa, vaikka sen itse sanonkin.

Lue myös juttusarja aiemmat osat:

Tuulivoimalla katuvalot osa 1- KV 10/2017

Tuulivoimalla katuvalot osa 2 - KV 18/2017

Tuulivoimalla katuvalot osa 3 - KV 08/2018

Tuulivoimalla katuvalot osa 4 - KV 11/2018

Lue lisää