Impulzová šírková modulácia (PWM) je v odbore aplikačnej techniky často prezentovaná ako najlepšie riešenie pre reguláciu dávky a kvalitu postreku. Ako je to ale v skutočnosti a ide naozaj o takú jedinečnú a nenahraditeľnú metódu?
Princíp impulzovej šírkovej modulácie (PWM) spočíva v neustálom zapínaní a vypínaní postreku. Napríklad pri frekvencii 20 Hz sa tryska zapne a vypne presne 20 x za sekundu. Tlak sa v tomto prípade nemení, aby zostala stále rovnaká veľkosť kvapiek. Pri tomto systéme sa dávka reguluje tak, že sa so zmenou rýchlosti pojazdu mení zároveň interval zapnutia a vypnutia postreku.
Pri systéme Selejet sú ramená osadené dvoma až štyrmi držiakmi trysiek rôznych veľkostí. Jednotlivé trysky sa potom podľa potreby za jazdy prepínajú alebo navzájom kombinujú v závislosti na zmene pojazdovej rýchlosti. Ak ide postrekovač rýchlejšie, systém sám aktivuje väčšiu trysku alebo spustí kombináciu viacerých trysiek. V riadiacom počítači postrekovača sa nastaví minimálny a maximálny tlak pre celý systém držiakov, ktorý zodpovedá optimálnemu rozsahu tlaku každej trysky. To znamená, že celkový tlak prepínajúcich sa trysiek zostáva po celú dobu aplikácie taktiež optimálny. Vďaka tomuto prepínaniu trysiek a regulácii tlaku má systém Selejet dvakrát väčší rozsah pre reguláciu kompenzácie rýchlostí ramien ako impulzový postrek.
Pri pojazdovej rýchlosti 15 km za hodinu, pulzácii 50 % a frekvencii 20 Hz sa striedajú jednotlivé pásky, kde je 10 cm ošetrených a 10 cm vynechaných. Čitateľov by mohlo napadnúť, ako je možné docieliť presný postrek, keď tryska chvíľu strieka a chvíľu nestrieka. Odpoveďou nám je tvar trysky. Tryska má totiž oválny otvor a vždy priamo pod tryskou je najväčšia dávka, pričom po stranách sa dávka znižuje. Kvôli tomu je nutné, aby sa trysky, ktoré sú vedľa seba, dostatočne prekrývali a nerovnomernosť bola čo najmenšia. Aj v smere jazdy je priamo pod tryskou najvyššia dávka a smerom dopredu a dozadu sa znižuje. Pri impulzovom postreku, aj keď sa jednotlivé výstreky prekrývajú, ale dochádza vždy k určitej nerovnomernosti. Najmä pri nižšej postrekovej výške, vyššej pojazdovej rýchlosti a malej pulzácii je nerovnomernosť naozaj veľká.
Pozdĺžnu nerovnomernosť pri PWM zmeral pán Ernst Herbst, výrobca stolíc na testovanie postrekovačov. Počas svojej práce zistil, že pri pulzácii nad 50 % je variačný koeficient vždy do 10 % a odchýlky sú relatívne malé. Variačný koeficient pod 10 % je všeobecne považovaný za vyhovujúci a znamená dobrú rovnomernosť postreku. Akonáhle ale klesne pulzácia pod 50%, dochádza k veľkým odchýlkam a variačný koeficient sa dostáva veľmi vysoko nad 10%. Pri uvedomení si základného faktu, že voda nie je stlačiteľná, sa nám ponúka aj jednoduché vysvetlenie. Neustále uzatváranie ventilu PWM vedie k tlakovaniu hadíc, čím vzniká akási rázová vlna, pri ktorej trysky krátko výrazne zvýšia svoj prietok.
Čím menší je nastavený tlak na tryske, tým väčšia je odchýlka a skutočná dávka je vždy väčšia, než by mala byť. Napríklad pri pulzácii 50 % bola skutočná dávka 65 %, pri pulzácii 30 % bola skutočná dávka 45 %. Odchýlkam postreku v smere jazdy sa nikdy úplne nevyhneme, ale môžeme ich minimalizovať tým, že včas vymeníme opotrebované trysky. Zvyšovať si nerovnomernosť postreku v smere jazdy nie je nutné a ani ekonomicky výhodné. Vezmime si príklad, kedy odporúčaná dávka výrobcu chémie je 1 až 1,5 liter na hektár. Nikde na poli by nemali byť miesta, kde bude dávka menšia ako 1 liter a väčšia ako 1,5 liter na hektár. Keď budeme mať trysky s variačným koeficientom 5%, môžeme zvoliť úspornú dávku 1,05 liter na hektár a všade bude aspoň 1 liter na hektár. Ak sa bude zhoršovať variačný koeficient, budeme musieť zákonite zvyšovať dávku, aby sme sa udržali v pásme aspoň nad 1 liter. Zlepšovať rovnomernosť postreku znamená šetriť peniaze.
So vzduchovými ventilmi Selejet je možné aplikovať akékoľvek prípravky na ochranu rastlín a akékoľvek hnojivá. Ventily PWM sú veľmi náchylné na zalepenie, či už používame meďnaté suspenzné prípravky alebo zmáčadlá na báze pinolene. Pinolene je prírodná živica, nerozpúšťa ochrannú látku na povrchu listu, takže znižuje riziko fytotoxicity chemického prípravku. Tiež znižuje úlet a odparovanie chémie, zároveň aj zmytie pri daždi. Je to významná pomocná látka so širokým použitím počas celého roka. Preto je pri systéme PWM veľkou nevýhodou, že s ním nemožno Pinolene aplikovať, prípadne sa musí výrazne znížiť koncentrácia tak, že sa zásadne obmedzí jeho efekt.
Pre PWM sa musia používať špeciálne trysky, ktoré vytvoria rýchlo postrekový vejár. To napríklad asymetrické trysky TurboDrop HiSpeed nedokážu, ale na druhej strane majú iné prednosti. Napríklad väčšiu odolnosť proti úletu. Tiež majú pri vyššom tlaku vyššiu kinetickú energiu.
Nemecká skúšobňa JKI sa nedávno zaoberala veľkosťou kvapkového spektra pri tryskách s použitím PWM. Pri týchto testoch skúšobňa prišla k záveru, že so zapnutím pulzácie sa výrazne zvyšuje podiel jemných kvapiek, z toho dôvodu sú teraz trysky pre PWM pri zapnutej pulzácii v nižšej kategórii zníženia úletu ako bez trysky bez pulzácie.
Rýchlosť zapnutia a vypnutia postreku je dôležitá pre bodové aplikácie, čo je rozhodne výhoda pulzného systému PWM. Vývoj ale prebieha pochopiteľne aj pri systéme Selejet. So zmenšením objemu vzduchových ventilov a priemeru hadičiek sa celková reakčná doba zopnutia postreku skrátila o 50 %. S týmto systémom dnes nie je problém zasiahnuť plochu o veľkosti 50 x 30 cm. V európskych podmienkach, kde častejšie prší a je väčší tlak buriny, nie je obvyklé triafať postrekom každú jednu rastlinu buriny. Skôr ide o potrebu ošetriť akékoľvek hniezda, ohniská burín o veľkosti 1 až 2 metre alebo aj väčšie. Okolo takýchto hniezd sa ešte pre istotu robí nárazníkové pásmo, tzv. buffer, aby pri bežnej nepresnosti GPS nedošlo k chybe. Plocha nárazníkového pásma je v celkovej úspore zanedbateľná.
Postrek pomocou impulznej šírkovej modulácie PWM je systém starý viac ako 30 rokov a neponúka oveľa viac ako systém Selejet. Naopak vzduchový systém Selejet je presnejší, je spoľahlivý, v Európe preverený a ponúka zákazníkom všetko, čo potrebujú, aby precízne aplikovali postrek a šetrili peniaze.
Ing. Jan Kovařík
AGRIO MZS s.r.o.
