Table Of ContentWindrader 2,5-4m ¢, 500W-4kW, 12-380".
Anleitung far sehr einfache, stabile Bauweisen aus Schrott
Jnhaltsverzeichn
4 Zur Bawweise dieses Windrades
"Was soll das Windrad bringen?*
4 Standort, Repetler - GrbBe und Leistang
5 Welcher Generator pabt dazu? Anpassung, prakt. Beispile
Bau des Windrades: Der Repeller
8 Vercinfachter Repeller for die Praxis
Die Werkzeuge und der Ungong dazsit
40. Gutes Hol erkeasen
42, Bau des 3 - Figel - "Edel" - Repellers
48. Auswuctten
43. Repeller- Lager vorbereiten 2umn Auswuchten
20 Repeller schmirgelo, Hagelechutz und Lack
24 Befestigung des Repellers am Lager
Bau des Getriebes
25 Plachriemenantrieb fir den Seibsibax
29, Riemen -Selbstspana- Automstik
‘34 Ban Beispiel: LiMia- Auftaugung wit Span - Avtouatik und Ausrichtmdplichiket
‘Die Ubrige Windrad- Mechanik
34 MaBverbilinisse
35 Steuerung und Sturmsicherung
446. Das Asimottager G Logerimg auf dom Maa)
42. Dec Rabmea
43. Die Brememechanik
44. Kabel und Bremssett durch den Mast fahren
Ag. Saper- Sieber: ZusKtliche Michiall- Uberdeenebleicherung }
47 Der Windrad- Mast
“Fachbunde" zu besandaren Rautellen
48 Wie funitionier der Repeller?
50. Wie funktioniert cine Auto - Lichtmaschine LiMa?
59. LiMas verbesseu: selbsterregeud, Leistungs - Umschahtautomatik, Regler raust
55 Diealt-bewiute Gleichstrom Lida
B52. LiMas auswablen und prifen auf demo Scbrotplatz
59 Drebsttoun - Asvachronmotor(cinfacher KurzschluBliufer) als Generator far ca. 110-380 Volt
64 Prtfen auf dem Sehroupatz
63. Anschlubweise, Zuschalten der Last, Verbesserangen, Verbraucher
‘Wobsn tit dem Sirom?
65 Batterien richtig bebandetn
G& Schutaschaltungen stat geile Lila - Regle!
7 Wastuan mil demn Windradsiro alles kana sogar schwetten!
‘Went’s extra einfach sein sol
39 Windrad fot gana aus Holz, Zwoiflogel - “PrnJGr* - Repeller und Keildemea
3D rash tre bad Weed Coston Prete: Auten
2 Mulch adremen (ihe nee ee tee)
So wird das Windrad gebayt:
Storms \. sicherung:
\
; . Starve gegen Federhraft
Holz-Repeller, a5, Seitenfahne Schivenkkare
3 Fliigel, 249..4m B, t Steuerfahne
Profil Ctark Yea, rechts
eckige Fligelform far
hohe Antovfieraft.
/
Sliltegen
Bh von Hand
Leiser, JX
leichigingiger a?
Flachriemen= Sicherheitsgurt
Antrieb: = ideale Steverfahne
Autorad mit Flachriemen f Original» deh) in
Reifen als Lichtmasching Sturmsteltung
ball Auto- Radnabe o4Generator die Bremse.
grofie, ballige
Riemen. ee fie an pendelnder
° indrodnabe — Aufhiangung:
scree, mit Bremse. giemen sum {| Konstruktion
Kleine Seheibe Antauf teeker, 2B. avs Schrolt
aylindr ich, 2B bei Belastong | (QA Wesserrohr mit
aus Watserrohr selbstspannend! AN Windkroft-Strom
Ubersetzung geschweipt!
ca. 4:5 4 4:9.
* JSBN 3-924038-46-5 *
Zur Bavweise dieses Windrades: ®
Hintergrinde for die Auswahl der Teile und Materialien
Im Hoeft 1, "Windkrat - ganz einfach”, taben wir dle Grundlagen 2um Windradbau it Klein-
‘ten Mafistab kennengelernt. Mit dieser Vortbung gelingen uns groBe Windetder teichter, dean
viokes baven wir bier im gleichen Prinzip. In Heft 2, “Windkrufl - ja bitte", hot das Windrad
{ebenso wie bei Heft 1) kein Gettiebe, damit die mhsam gewonnene Windkraft ohne Verluste in
don Generator kommt und das Windrad klein und bandlich Ueib
Das funksioniert aber our mit einem sel niedertourigen Generator, den man rum Glick nicht
‘tover kaufen mul, eoudern durch Umvvickeln aus alten Autolichtmaschinen machen kaitn. Das
‘Ankerivickeln ist eigentlich nicht schwierig, aber vielé haben solche Arbeiten noch nie gemacht
widwend ihnen der (an sich m@hsaiere) Bau eines griBeren Windrades mit Getriebe lcichter
‘tl, weil man das Mechaik . Bastelo sowieso schon keunt Avlicrdem it die GriBeeines getriebe-
lsen Windrades mic umgewickelter Avtolichhmaschine au ca. 1,83 Sad max. 200W begronzt.
Getriebe-Windetider kOnaen wir praktisch in belicbiger Gre mit unvertinderten LiMas, eit-
. fachen Drebstrom - Motoren 0.4. als Generator bauen. Und: in mancben Gegendea, 2B. Buden-
‘Wittemberg, sind orot Windelder 2b 4: S geuehmigumgsphicbiig, in anderen Gegeaden ther
2,8 m @. Mit 2,5 m @ kano man leicht SOOW und mebr Hochetleistung erreichen, mit 4 a
cinige KW...
‘Hier bauen wir mit mOzichst einfacher Technik: aus béufigen Schrotteilen'cin sebr muverldssi-
‘g¢6, rubig laufendes, starkes Winzdrad, tit dem wir den genehinigungsfreien Spielrauen voll aus-
suttzen Konnen.
Der Repeller ist aus Holz, eas sich bei einimaler PilegeTahizehate bewhht hat. Es ist leicht
‘und angenetn zu verarbeiten, vermeidet die giftige Mevatellung und unangenebme Vermbeitung
‘Yon Glasfaser - Kunststoff, der letzitich im Sondermillandet. Er braucht, dank Getriee, nicht
schnell zu laufen und macht daber besonders wenig Windgerausche. Als Dreifldgler verechont e
aite Ubrigen Teile vou Vibrationen. Ein Zweifligler (S10) iat einfacher zw bauen, beachte biereu
aber uobedingt den “Maseentrigheitsmoreenten - Ausgleich”, sonst vernrsacht er Erachitterun-
‘gon, die alles zermtirben (6, Windbeft 2),
Als ideates Repeller - Lager finden wir dberall Auto - Radlager, die ja flr bochste Belastungen
sebautsind, eine starke Bretse and die grofe Riemensckeibe (in Form des aufgepumten Reifens)
sind gleich mit dabei! (5.524)
Als Sturmnsicherung verwenden wir die benthrte Seitenfabue (2.896). Den Rahmen, der alles
‘verbindst, bauen wir aus Schrott (2.8.42) oder sogar (mnhsamer) aus Holz (8.S.¥1%2).
Der Generator ist beliebig, sollle aur robust, zum Vermendugszweck des Stromes passend und
nicht extrem hochtouig asia, Auf dem Schrott gibte richlich Avswaht: Zum Battetie - Laden
bbieten sich alte Autolichtmaschinen an, ibr schlecbterer Wiskungsgrad wind durch die ersparte
‘Trafo. und Regeltechnik wettgemacht
infache Drehstrommotoren (220/380¥) sind tuBerstrobast (558) und babea als Generator
sehr gute Wirkungegrade, aher nut, wenm wir dea Strom verheizen (dean Wirme enteteht immer,
egal wie die Spannung und Frequenz mit dem Wind schwanken). Doch num Vecheizeniet der edie
‘Strom eigemttich 2u schade, wo wir Warme mit 1/10 dee technischen Aufwandes aus einfachsten
@
Sommenkollektoren gewinnen knnen (s, Heft "Sonnenarme”). Laden einer Hochspanmungs -
Batterie - Kette (£.B. 18x12V = ca, 220V) macht noch nicht allzuviele Verluste,
Rumlertransformleren rian Laden mit 12 oder 24V Ist dagegen besonders bei niedriger Frequenz
{Sehwachsind) so verlustroich, da8 eine Auto -LiMa hierftr viel besser ist.
‘Wenn wie den Strom in Batterien speichern, dana bitte nur jn welcben von der Schaidtoff-
samamlemg, aich wenn die Verluste boher sind! (6, Kapitel "Strom erzeugen und verwerten" SiS).
‘Als Getriebe hatten unsere ersten Verouche Keilriemeo, uaheliegend, die Meine Scheibs iat an
der LiMa glelch dran, groBe Scheibe und Riemen gitt's in Waschmnaachien: leider viel 2uschwer-
‘gtoeie ftir schiwachen Wind, nur an Standorten mit starkém Wind sinigermaBen brauchbar (871).
Daher probierten wir Fahrradketien: awar wundesbar leichteSgig, cogar in Wind und Wetter
ohne Pflege jabrelang ruvetlisig. Doch ibr echauriges Geracsel bring! in dicht besiedolten Go-
getuen bestimmt sine Schar von Windradgegnern auf die Barrikaden!
Profeasioneller geht'a mit Zehnriemen. Teile dafllr sind im Auto - Sebrott, aber paszen sur
‘heat atts Radlager. Korrosion (schon be Stillstand und hober Luftfeuchte) itachi die Scheibe
sath, der Riemen iat schnellar hinther, ale er die Scheibe wieder blankwetst. Ohne superguten
‘Wotlerachutz unbrauchbar! Und Tauwasoer durch feuchts Luft gibr’s auch im feinsten Gehiuse...
‘Richtig edel Kann ein Zehnradgetricbe sein, doch ist stwas Passendes ser selten ru finden
(2B. in Flektromatoren mit eingebaulem Getriebe). Die Achoe iat als Nabe fir den Repeller
tneist za achwach, der Motor enthiltauch keine Bremse. Bine Verbindung mit einem Awtorad mit
Antricbawelle ist mbgJich, abor thier,
‘Da mag manchem modemen Betrachter unser Flachriemen - Getriebe *vorsintlullich* erschei-
‘poo, doch bat ¢8 sich in zahircichen Versuchen als mit cinfachster Technik cealisierbare, sehr
gistige Mietichkeit erwiceen (525). Die Tricks, die wir mur Verbesserung anwenden, macht es
fast uadbertefflich. Hs funktioniest in Wind und Wetter ohne jeden Schetd, das spart ein spemi-
gee Geliuse, Nor die Elokini mu8 abgedeckt werden.
Zum Avfmeéllen kann ich our immer wieder den Dreibeinmast (Windkraftheft 2) aus dGnnen
‘Baumstimmen empfehlen. Die Stésume gitt's im Wald fast geochenkt, Er ist viel stabiler als cin
abgespannter Einzelmast und, mit alten Wasserrobrea nnd Backsteinen etc. im Boden verankert,
vercottungsfest und trotedew oline Bauschutt demonticrbar. Wirdeat Du einen Mast auf Beton-
fuodamente setzen, beachte, da Dein Windrad Jahre laufea muB, um die bei der Zementher-
sellung verbratene Energie wieder wett za machen. Das Zusamaneuschwviben des Rakmens aus
Schrott verbraucht mur einen winzigen Bruchteil davon an Energie, auferdem gebt das slatt mit
‘Atotaatrom mit Windkraftstrom! (8.68)
Suche den Aufstellort sorgiiltig aus, vermeide jeden Windschatien. Schon 20% weniger Wind
balbiert die Leistung! Atso lisher einen 2m boheren Mast ala eia doppelt so groBes Windrad.
‘Obwohl dieses Windrad gegendber denen nach Heft 2 weitaus mebr Energie liefert, beachte
Auch hier bei jedem Scheitt: Abfall benittzen bei8t Unnwelt schtrzen! (und den gibt's im Massen).
‘Moplichst nimm natisiiche Robstoffet Kaufst Du neues Industriematerial,sichtest Du damit viel
Schaden an, ron dem Du leider Fast nichts meckat, dean unsere Ausbeoterwirtschaft I88¢ immoer
mehr unweltechidliche und energieverbratende Horstellungsprozesse (Stahl, lu, Kunststoff usw)
der "Dritten Welt" statfinden. Ob die Leute dart an solcher "Entwicklungahilfe” aerben oder
nicht, solte uns nicht egal sein. .
Das ersle Windrad dieser Bovart(1588),25m6 mit Drehs Mild-romentisch” af einem Dreibeinmast ous Baumstime
strommetor als Generctr, cm Gebel einer Scheure befesigh. men, fst 12 m hoch, ein Windrad 2? m6 mit LiMa, (1999)
@ a
Planung:,Was soll das Windrad_bringen?
‘We grof soll (oder dart} es sein?
Melar Wind miglich? (Mast haber, Standort besser)
‘Tabelle: Zin Repeller (unser 3- Fidigler, 2«5) mit ...m Zlelstet bel Wind mit ..mm/sek. £0
viel, wenn er mit zugebriger Drebizabl eufen kant:
2ZSm 2Bms 3.
Wind Drehs. Leisle. ~ 35 mg 4 = g
wefrcle Ulin Weed, Ufmin Wovesh, fin Wrntch, Uri Watch, Ulin Wmech,
3 713 «25°03 3998 82 45 =
4 183 60 137-75 128 «86 109 tte = 100 152
$191 445 470 445 459 165 436 225 = 424 290
6 223 2000 202 250 131 290 «164 390 © 143 500
8 305 46000272 575 254 660 «219 SOD) 198 4150
10 320 900-333-4125 7 4300 272 1760-243 2300
2 «455 1550 4054950 380 2239 © 325 3200-295 3900
te 600 3600 535 4500 500 5200 430 H00 §=— 390 3100
Leistung Durchmesser *, aber Wind, Doppelter fbringt 4 -fache Leistung, aber 4 -fache
Stabilitit an Windrad und Mast ndtig, da 4-feehe Sturm ~ Angiffefliche (Bauaufwand!). Dop-
peltec Wind bringt 8 - fache Leistung, aber nur 1 -fachen Bauanfwand, da Windrad und Mast
an jodem Standort sturmsicher gebaut sein miiscen.
Wetcher Generator paBt dazu ? ®
‘Was fr einen Generator wir nehinen, ist beliebig, wenn die Kraft, die er vertangt, zum Wiad-
‘ad pat, ond der Strom, den er abgibt, 20m Verwendongermeck. Da sein Wirkungagrad hoch
sein sollte, ist ktar, besonders bei schwachem Wind ist das wichtig,
Zu hochtourig darf er auch nicht sein, sonst TABI sich die passende Ubersetzung nicht baven.
Ef aus dem Stillatand hesaus leicht 2u drebew ocin, sonst Tull das Winurad erst bei sta
kem Wind an. Ob es Danermagnet-Generatoren in der bier nétigen Grife gibt, die leicht renug
aalaufeo, weiB ich nicht, Fin Geverator mit Elektromagnet macht keiae Anlaufachwierigkeiten,
‘bei Stillstand ist der E-~Magnet usmagnetisch und bremst nicht,
Die Loishimg des Generators muS zuma, Windrad passen: Ein aehr sarker Generator taugt bei
schwachem Wind nichts, weil sein E-Magnet evel. mehr Strom verbraucht, als das Windrad bei
svbwachem Wind erzeugen kinnte, Und meistens webt achwacher his atitiges Wind, Ein muschws-
cher Generator verlangt schon bei mabig stattem Wind zu wenig Kraft vom Repeller eo 4aB der
Repeller viel chueller Huft sis for die Windetdske richtig und Krach statt Strom macht
‘Nichtzuletzt wollen wirden Generator auch auf dem SchrottCinden oder bilig beschaten und
ait der Techik zarechtkommen Keune. Da bleiben uns Kompromisce aicht erspatt,
‘Die Anpassung 205 Winslred ist besonders intereasant: Ab welcher Windgeschwindigkeit anll
das Windcad Strom erdeugen? Wie stark iot der Wind an Jen meisten Tagen und wieviel Strom
soll es da erzeugen? Sind Tage mit starkem oder stiinmiochet Wind so hiuflg. daf es eich Lobe,
das Winrrad hierftr anzupassen, odersind stirmische Tage so selten, da8 es besser ist, wenn das,
‘Windrad bei schwachem Wind gut arbeitet, aber Sturta nicht nutzen kann?
‘Wieviel Leistuag vom Repeller komunt, bingt von RepellergréBe und Windgeschwind’gleit
ab, Nimumt die Windgeschwindigeit zu, steigt die Drehzahl des Repellers wie die Wind-
ageachorindighet, die Leistung aber boch 3! d.b. 35 & ruehr Wind = fest doppelte Leistung, dop-
pelter Wind = &-fache Leistung, [deal wire ein Getterator, dessen Leistungsaufoahme sogar stir-
ker oteigt als die Leishimgsabgabe deo Repellers. Dor wide niimlich den Repellor bei Stamm
‘Sberfordem und damit drehzahibegenzen = sturmsicher ohne Aus-dem-Wind-drehet
Schou einen Generator 2u finden, dessen Leistung Uber einen weiten Bereich gleichermaBen
wie die des Windes steigt, ist schwer. Ohne teure Spezialanfertigungen wird man nur in cinem
einen Windstarkenbereich Repeller nd Generator gut aneinander anpassen kianen. Und dieser
Bereich soll su dea Windverbidtmiasen am Ort-passen. Ein Vergleich der Drebzabi-Leletungs-
Kennlinie des Generators verglichen mit der des Repellers verrat alles Weitere.
Prakdisches Beispiel mit Autolichtmaschine
Ein Repelter, 2.5 oa, bringt an mechanischer Leistung: bei dan/ack GOW, bei Snifeek 115,
el Barack A6OW, (8. Graphil), Am Ortiat die mitdere Wiodgeachwindigheit ca. dm/aek, alan it
‘ wicbtig, damit schoo Strom zu erzeugen.
Bing alle Autolicbimaschine paft ale Generator, der Wickungograd it zwar miBig (50-60 %
solous Higenbedasf fr den E-Magoeten), aber die Technik einfach und passend rum Batteri
laden, der Preis fast geschenkt. Wir millasen sine LiMa nehmen, die bei Ladebeginn weniger als
GOW mechanische Leistung verlangt, Eine Bosch (4V 35A 20 braueht ca. SSW bel 800 Uemin
© ; Hiufige Lichtmaschinen: Leistungsaufoahove 4 Abyebe
| Basch HV35A 20 yihagy Boch 4V55A 20 |
| Aiferime “Algebe NU Adoimt Abgebe
| Soren alice, Win vin ie, |
t 5S cad 800 80 cS ge
| 4200 40 4000 19D iy
i 600 350 200 96D 520 |
900 40 3000-4400 Feo
Feldipnie vebrutt
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‘ verhatten sich mit Ubersetaung
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zzam Ladebegiun. Das schafft der Repellar bei 4m/sek gerade eben. Die nbtige Uborsetzumg ist
15,2,
‘Wieweit die LiMa bei anderen Windstirken auch rum Repeller pat, zeigt die Graphik (Kurve
BB): Leider nurbis ca. Gu/sek, dailberist der Repeller muachatend unterfordert, dt. er lbuft chsller
als fardie Windgeschwindigkeit optimal, wandelt nur noch einen Kleinen Teil vom Wind in Kraft
tum, den Rest in I aufgerSusche,
®
Obersetzung vergeoern bringt nichts, ie LiMa wide so zwar 2.3, bei 101m/8ek zum Repeller
passen, aber der Repeller wirde gar nicht erst 40 achneI werden, denn bei einecen Drebzablen
fordert die LiMa viel mehe Kraft als der Repeller bringt (siche Graphik Kurve C).
‘Wollen wir stirkeren Wind got nntzen, hilt uur eine gréBere LiMa, 2.8, pat eiue Bosch 14V
{558 20 mit 1: 4.4 Uberoetzung so, daf sie den Repeller ache “abrvGrgt” und bis ca 10mn/sek rect
‘gut angepa&t ist, Nachteit : Fur Ladebegiom ist schon fast Sm/sek nditig, der Stromertrag erst ther
‘Suyack Wind besser ale mit der 35-A-LiMa (Kurven D, B und Fp.
Wir sehen: Die Kennlinie des Repellers steigt cot Imgsam. dann iaunerdrastischer, Die Ken-
ien von LiMa's baben erst cinen stelen Anstieg und bei ca. 2/3 Vollast einen "Buckel", von
enn ab der Anstieg immer schwctcher Wied,
‘Wiehtig ist hier nicht die Kemnlinie Drehzablielek. Leistungsabgeabgabe, die man beim Au-
‘odienst auf dem Prifstand mitt, sondern Drehzahl/mechan, Leistungsnufuabme. Die ist schwie-
‘ger 2u messen (Drehmomentwaage nbtig), Als Sehitamng kann man die Drehabl/elekte
stung-Kennfinie mesten, auBerdem den Stromverbrauch der Feldapule (E-Magnet), denn durch
den geschitzten Wirkungsgrad (erfahrungsgemsB bei LiMa's ca. 60% bei schwacher Last, 50%
‘ei stacker Tasty teilen und die fie die Feldspulea-Stomversorgung nbtige Leistungsaufcahme
ruuthlen.
Beispie: LiMa erzeugt bei 1000 U/min 3A = 36W, Féldspule verbraucks auch 34, LiMa maf
‘usamamen 6A = 72W exreugen. 60% Wirkungegrad: mectanisch sind 120W Leistung ndtig,
LiMa und Repeller verhalten sich aloo genau gegensitelich Deshalb mo8 man LiMa-Grie
vad Ubersetzung so hinjonglieteo, dafi der Beseich des steilea Ausliegs der LiMa-Kennlinie gut
ar Repeller-Kenninie paft. Doch die eiafache Form des Fiigelblates hilt, indem sie sich ia
gewiasen Grenzen selbat anpabt (2, “Repeller” 8.8}:
Ist der Repeller ein wenig Gberforder,Lfuft er noch mit guter Leistangeabgabe ieiter Iangsa-
suet als erktnnte, aber mit Glick biscer passend. Der nu telmcive ausgelastote Repelierliuft za
schnell, oboe daB die Anstromung gleich Uberal schlecht wied und leistet dabei weniger als er
bunte, So athert er sich (zwar mit Laufgertusches) doch det Drehsaht- vod Leistungsanforde-
‘ung der LiMa an. Allerdiogs wird man die Héchsteistung einer LiMa nur ait lout fauchendem
hllig untorfardertem Repeller avtzen knnen,
‘Wer geschickt im Elektrobastetn ist, kann Drehstromichtmaschinen deutlich rerbessemn: 2.8.
cerichen wir ne "2-Stufen-1Mia" (uBerdem solbsterrogend!) mit Schalnung 5,54 war Mekal
sciniter (lechsteifen am Lufterrad). Die Keunlinie sieht dann eo aus:
Ltistong. ‘
Etwa erreichbare
Anpassung mit
»2-Stufen-Lima”
(eines Windrad)
oder Schwach-und
Starkwindgenerator
(grees Windvact)
TF wind Graphile ohne Mefistad?
