Windgenerator

Windgenerator selber bauen

Aus selbst ist der Mann 5/2019

Ihre Stromrechnung werden Sie mit diesem Windgenerator nicht senken können, dafür aber Spaß an angewandter Elektrophysik haben! So können Sie einen Windgenerator selber bauen.

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Foto: sidm / DW, GB

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Gewinnen Sie Strom aus Wind mit unserem Windgenerator!

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Schneiden Sie mit der Stichsäge die Bauteile für das Gehäuse aus Multiplex zu.

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Über die Diagonalen ermitteln Sie die Mitte der Vorder- bzw. Rückwand

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Bauteile exakt übereinanderlegen und mit dem 10-mm-Bohrer die Vorderwand durch- und die Rückwand anbohren.

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An Boden und Deckel zeichnen Sie die Position der Nut an, in die später der Stator eingeklebt wird.

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Sägen Sie die Nuten mit der Feinsäge (Leiste mit Doppelklebeband als Tiefenanschlag aufkleben) mehrfach entlang …

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… einem aufgespannten Anschlag ein. Den Rest mit einem feinen Schraubendreher ausbrechen und die Nut nachfeilen.

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Deckel schräg zuschneiden, schlitzen und auch das Windleitholz anfertigen. Prüfen Sie, ob die Bauteile ineinander passen.

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Zwei Alu-Lagerschalen in den Ecken durchbohren und die Schalen innen mittig gegen die Vorder- und Rückwand schrauben.

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Boden, Deckel und Seiten können Sie nun wasserfest miteinander verkleben.

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Weiter geht’s mit dem Stator und den Magnetscheiben: Zeichnen Sie diese Bauteile auf 5-mm-Sperrholz auf.

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Nun mit der Laubsäge – oder mit der Dekupiersäge – ausschneiden. Vor allem beim Stator sehr sorgfältig arbeiten.

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Brechen Sie die Kanten leicht mit etwas Schleifpapier.

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Mit einer solchen Hilfs-Vorrichtung wickeln Sie acht Spulen. Lassen Sie Anfang und Ende ca. 20 cm überstehen. Praxistipp: Jede Spule besitzt genau 120 Wicklungen, das entspricht etwa 8,5 Metern Kupfer-Lackdraht.

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Die Spulen fixieren: Alle Spulen müssen gleich herum gewickelt sein! Linken Draht über, rechten unter das Sperrholz führen!

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Bauteil mit Klebstoff auf Backpapier fixieren und mit angemischtem Gießharz die Spulen verfüllen. Mit Backpapier und …

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… Holzplatte verpressen. Nach dem Aushärten ausschalen und jede zweite Spule miteinander verlöten. So erhalten Sie …

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… zwei separate Stromkreise. Jetzt kleben Sie den Stator in die Nut. Die vier Anschlussdrähte durch den Deckel führen.

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Magnetscheiben mit dem Forstnerbohrer anbohren und die Magnete abwechselnd Nord-/Süd-ausgerichtet aufkleben.

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Auf einer M8-Gewindestange verschrauben Sie die Bauteile in den Lagern. Unterlegscheiben zwischen den beiden …

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… Magnetscheiben platzieren und die Welle kontern. Sitzt alles fest, können Sie die Seiten z. B. aus Acrylglas aufschrauben.

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Eine aufgeschraubte Lüsterklemme dient als Fassung für die LED. Messen Sie jetzt den Strom und entscheiden, ob Sie die …

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… Spulen in Reihe oder parallel schalten. Windleitwerk und transparente Kappe (z. B. von einer Sprühdose) ankleben.

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Damit sich der Generator in den Wind drehen kann, wird unten eine Platte mit angespitzter Schraube M5 x 80 mm …

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… montiert, die in einem mindestens 40 mm starken Rundstab mit eingestecktem Messingröhrchen ruht.

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Auf ein 160er KG-Abflussrohr zeichnen Sie jetzt die Form des Repellers exakt auf. Er muss absolut ausgewogen sein!

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Mit der Stichsäge oder einer Laubsäge schneiden Sie den Repeller aus und bohren mittig ein 8-mm-Loch. Wichtig ist, …

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… dass die Kanten geschliffen werden: Die Parallelen laufen schräg nach innen zu, die schrägen werden abgerundet.

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Nun montieren Sie den Repeller zwischen zwei Muttern und Unterlegscheiben. Die Rohr-Außenseite zeigt nach hinten!

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Windgenerator Zeichnung und Materialliste

Checkliste Werkzeug

  • (Ständer-) Bohrmaschine

  • Dekupiersäge

  • Feinsäge

  • Handwerkzeuge

  • Laubsäge

  • Lötkolben

  • Stichsäge

Die Fakten zuerst: Etwa 1,5 bis 2,5 Volt beträgt die Spannung, rund 40 Milliampere die Stromstärke, die wir mit unserem Windgenerator erzeugen können. Dieser Angabe liegt eine Reihenschaltung der beiden Stromkreise zugrunde.

Damit bringen wir eine LED zum Blinken, viel mehr aber auch nicht. Wenn Sie sich auf den Nachbau unseres Windrades einlassen, sollten Sie vor allem Spaß am Tüfteln haben und nicht zu viel erwarten. Idealerweise zeigen Sie einem Kind, wie man Strom „sauber“ erzeugen kann, und vermitteln so elektrophysikalisches Grundwissen.

Windgenerator selber bauen

Wollen Sie den Windgenerator selber bauen gibt es einige Tücken und Fehlerquellen, auf die Sie achten sollten: Die Magnete müssen abwechselnd nach Nord und Süd ausgerichtet sein; hierzu muss die Polung aller Magnete geprüft werden. Die Spulen müssen immer gleich gewickelt sein. Sie können dank zweier Stromkreise – wenn Sie stets jede zweite Spule miteinander verbinden – in Reihe oder parallel geschaltet werden. Messen Sie dies mit einem Multimeter aus. Der Abstand zwischen Stator und Magneten sollte möglichst gering sein und das Wellenspiel minimal eingestellt werden.

Der Spulendraht muss an den Enden mit dem Lötkolben „entlackt“ werden. Wird jede zweite Spule versetzt miteinander verbunden, erhalten Sie zwei Stromkreise mit vier Anschlussdrähten. Verlöten Sie beide Ein- und beide Ausgänge miteinander, sind die Spulen parallel geschaltet; werden ein Ein- und ein Ausgang verlötet und die LED an den Einzeldrähten angeschlossen, haben Sie eine Reihenschaltung. Bei der Reihenschaltung addieren Sie die Einzelspannung (V) bei geringer Stromstärke (A); bei der Parallelschaltung addiert sich die Stromstärke.

Windenergie: Vor- und Nachteile

Auch wenn Sie mit dem Windgenerator nicht sonderlich viel Strom selbst erzeugen können, ist es doch ein lehrreiches Projekt, um es mit Kindern durchzuführen und sie dabei gleich über die Vor- und Nachteile von Windenergie aufzuklären.

Vorteile von Windenergie

Die Vorteile der Windenergie liegen auf der Hand. Wind ist kostenlos, je nach Gebiet reichlich vorhanden und vor allem unerschöpflich. Man muss sich daher keine Sorgen machen, dass der Wind in ein paar Jahren "aufgebraucht" ist, wie das etwa bei Kohle irgendwann der Fall sein wird. Im Vergleich zu Kohlekraftwerken sind Windräder zudem umweltfreundlicher, da sie keine Schadstoffe ausstoßen. Zudem nehmen Windräder nur eine geringe Fläche ein.

Nachteile von Windenergie

Auch die Nachteile von Windenergie sollten nicht unerwähnt bleiben, obschon die Vorteile deutlich überwiegen. Der deutlichste Nachteil ist die Unbeständigkeit des Windes. Eine konstante Versorgung ist nur dort gewährleistet, wo der Wind mit großer Wahrscheinlichkeit häufig und stark bläst, etwa in küstennähe oder auf Berggipfeln. Im Vergleich zu Kohle- oder Atomkraftwerken ist die Leistung von Windrädern zudem gering. Wind lässt sich außerdem nicht speichern und muss daher sofort in Strom umgewandelt werden. Nicht zuletzt kritisieren Vogelschützer bereits seit Jahren  Windräder, da diese für Vögel nicht gänzlich ungefährlich sind.

Wie Sie eine Skelett-Windmühle selber bauenm sehen Sie im Video:

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Um diese Story zu erzählen, hat unsere Redaktion ein Video ausgewählt, das an dieser Stelle den Artikel ergänzt.

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