Die Technik

Der Repeller

Die 1700mm langen Repellerblätter habe ich aus wasserfesten Multiplex-Platten gefertigt. Drehbar gelagert sind sie über Kugelgelenke verbunden und können somit synchron den Anstellwinkel verändern. Fliehkraftgewichte aus Stahlkugeln bringen bei Überdrehzahl die Repellerblätter in neutrale Position um dem Wind weniger Angriffsfläche zu bieten. Nimmt die Drehzahl wieder ab , sorgt eine Feder dafür daß die Repellerblätter wieder in Ausgangslage zurückschwenken. Soweit die Theorie. Aufgrund des schlechten Standortes und des etwas "überdimensionierten" Getriebes mußte aber diese Regelung bisher nie eingreifen.

Die Gondel

Wie die Repellerblätter bestehen Grundplatte sowie vorderer und hinterer Aufbau der Gondel aus einer 30mm starken wasserfesten Mehrschichtplatte. Eine Haube aus 0,5mm verzinktem Stahlblech deckt die Holzkonstruktion wasserdicht ab. Unter der Kunststoffabdeckung am hinteren Teil der Gondel befinden sich die Endschalter , welche von der darüber montierten Windfahne betätigt werden. Um Hitzestau im Inneren der Gondel zu vermeiden , ist an der Unterseite der Grundplatte eine Lufthutze angebracht um dem Generator Frischluft zuzuführen. Über einen Luftauslass an der hinteren Aufbauplatte kann die Luft entweichen.

Die Lagerung

Eine Stahlwelle mit 30mm Durchmesser überträgt die Drehbewegung des Repellers auf das Getriebe. Ein Stehlager mit einem zweireihigen Pendelkugellager entlastet Welle und Getriebelager. Am Repellerkopf sind die drei Buchsen für die Repellerblätter verschraubt. Eine Erweiterung auf sechs Repellerblätter wäre möglich. Um Gewicht zu sparen habe ich den Kopf aus Aluminium gefertigt. Deutlich zu erkennen ist auch die Feder zur Blattrückstellung.

Das Getriebe

Das Stirnradgetriebe erhöht die Eingangsdrehzahl um das 25-fache und gibt die Drehbewegung über eine Klauenkupplung an den Generator weiter. Alternativ steht außerdem eine zweite Welle mit Eingangsdrehzahl zur Verfügung. An dieser könnte alternativ ein niedertouriger Generator betrieben werden. Nachträglich eingebaute Sensoren überwachen die Temperatur von Lageröl und abtriebseitigem Getriebelager. Ursprünglich war an das Getriebe ein Drehstrommotor angeflanscht. Diesen habe ich demontiert und durch eine Welle mit passendem Lagergehäuse ersetzt auf welche ich die Klauenkupplung aufgezogen habe. Der geplante Einbau eines Heizstabs zur Ölwärmung im Winter hat sich als unnötig herausgestellt , da die Eigenerwärmung des Getriebes ausreicht um das Öl auf Temperatur zu halten.

Der Generator

Als Generator verrichtet derzeit ein Gleichstrommotor aus einer Waschmaschine seine Arbeit. Dieser ist allerdings nur eine Zwischenlösung , da die abgegebene Leistung von maximal 200 Watt etwas enttäuschend ist.

Versuche mit einer Lichtmaschine scheiterten am hohen Bremsmoment sobald man der Lima die Erregung zuschaltet. Mit 90 Ampere war sie wohl etwas überdimensioniert....

Das Turmdrehwerk

Da mein Windrad relativ schwer ist , wird es maschinell in den Wind gedreht. Eine Windfahne steuert über Endschalter einen 12-Volt-Wischermotor an. Dieser treibt  ein Schneckengetriebe an , dessen Schneckenrad mit dem Mast des Windrades verbunden ist , und dreht so die Gondel in Position. Außerdem besteht die Möglichkeit von Automatik- auf Handbetrieb umzuschalten, um das Windrad per Knopfdruck in eine gewünschte Position zu drehen, was Wartungsarbeiten erheblich erleichtert. Demnächst werde ich die Windfahne durch eine Trichterförmige Vorrichtung ersetzten , welche sensibler auf Windrichtungsänderungen reagieren sollte.

Die Stromübertragung

Der produzierte Strom wird über Schleifringe und 6mm²-Kupferkabel zur Ladestation übertragen. Der verwendete Schleifring wird bald durch ein verbessertes Modell ersetzt. Dieser wird drei Hauptpole für bis zu 50 Ampere, zwei Pole für das Turmdrehwerk und 10 Pole für die Temperatursensoren haben. Ähnliche Schleifringe habe ich bereits gefertigt und an andere Windradbastler weitergegeben. Ebenso fertige ich Schleifkontakte mit Metallgraphitbürsten selbst an.

Der Mast

Der Mast besteht aus verzinkten Stahlrohren welche ich von meinem Stromanbieter billig abstauben konnte.Zwei Flansche mit 4 Schrauben sorgen für eine feste Verbindung. Für größere Wartungsarbeiten läßt sich der sechs Meter hohe Mast umlegen. Dies übernimmt ein mittig eingebautes Gelenk. Für zusätzliche Stabilität sorgen drei Stützen aus Wasserleitungsrohren.

Die Elektrik

Auf einem Schaltpult sind sämtliche Überwachungen und Steuerungen aufgebaut.

Links die Anzeigen für Aussentemperatur, Lagertemperatur des Stehlagers, Öltemperatur, Lagertemperatur des Getriebes und Generatortemperatur. In der Mitte befinden sich Amperemeter und Voltmeter für Generator- und Akkuüberwachung. Rechts davon ist ein Solarregler montiert da ich mein Windrad mit einem Solarmodul kombinieren werde. Darunter befindet sich die Schalteinheit für das Turmdrehwerk. Links oben ist der Laderegler für den Windgenerator untergebracht. An diesem Eigenbauregler lassen  sich  Abschalt- und Einschaltspannung für den Ladevorgang einstellen. Sind die Akkus voll wird der überschüssige Strom verheizt, um ein Überladen zu vermeiden. Darunter ist der Sicherungsblock mit handelsüblichen KFZ-Flachsicherungen montiert. Nichtmehr in Gebrauch ist die Schalteinheit zum Zuschalten der Erregung für Lichtmaschinen.

Den produzierten Strom speichere ich derzeit in gebrauchten Blei-Gel-Akkus. Diese sind in selbstgebauten Boxen untergebracht.

Ein Spannungswandler ( links im Bild) wandelt die produzierten 12V Gleichstrom in 230v Wechselstrom um.