Ein Wind-Generator

 

Seit 2016 wohne ich nicht mehr in Gera/Thüringen. Ich bin damals zu meiner Freundin (jetzt meine Frau) nach Oranienbaum-Wörlitz (Sachsen-Anhalt) gezogen. Was mir auffiel: Im Gegensatz zu Thüringen weht hier immer Wind. Flachland, nahe der Elbe, begünstigt natürlich diese Winde. In Thüringen im Tal war das sehr selten der Fall.

Bald kam die Idee zu einem Wind-Generator! Diese ständigen Winde kann man doch nutzen! Ich schaute ein Wenig im Internet. Es gibt Foren, da sind mehr oder weniger Profis unterwegs, die teilweise schöne große Anlagen installiert haben, die richtig Leistung bringen! Das inspirierte mich natürlich zum Bau einer eigenen Windkraft-Anlage. Ziel sollte sein, dass der Generator bei starkem Wind 12V-Batterien lädt, die ihrerseits, wenn sie voll sind, über einen Wechselrichter ins Netz einspeisen. Nur ein paar Hundert Watt, dass der Stromverbrauch des Hauses etwas gestützt wird. Wenn man mal alles, was man zu Hause in der Steckdose stecken hat, zusammen rechnet, hat man rund um die Uhr leicht 100W am Netz! Da ist das Schnurlos-Telefon, Radio-Wecker, die Heizungsanlage mit ihren Pumpen, Geräte im Stand-By, der WLAN-Router...

Ins Netzt zurück speisen wollte ich nicht. Nur eben, dass die ständigen Stromfresser gepuffert werden.
Ich suchte im Netzt nach einer halb-fertigen Lösung, also Flügel + Generator, den Rest wollte ich selbst bauen. Ich fand ein chinesisches Produkt, das sah sehr futuristisch aus und die angegebenen Daten machten es für mich interessant...

 

Der chinesische Aufbau Diese Konstruktion gab es in der Bucht für wenig Geld. Versprochene 400W bei 12V und das bei wenig Wind machten mir Hoffnung...
Lehrgeld, wie ihr lesen werdet...


Das Ding gekauft und zu Hause zusammengebaut. Alles massiv, sollte auch Stürme überstehen!

Nun noch einen Mast aufstellen, das Ding da drauf! Und Kabel verlegen. Eine Unterverteilung sollte Laderegler und Wechselrichter aufnehmen. Auf geht es, Rohr für den Mast, Wechselrichter und Kabel bestellt.

Alles vorbereitet Alles schön vorbereitet, vier Meter Mast, U-Eisen zum Einbetonieren, der Generator steht bereit.

 

Und dann den Spaß am Wochenende aufgestellt! Kabel verlegt, Unterverteilung installiert...

LOS GEHT ES! Natürlich tagelang kein Lüftchen! Nicht ein Hauch! Abwarten...

Und ein paar Tage später fing der Wind an zu blasen. Erst ruhiger Wind, aber es wurde stärker! Dann fast Sturm! Ich stand vor meiner Anlage...

Da steht er Da steht das Ding! Stark bewölkt und stürmisch! Da sollte Energie kommen!
Dreht sich wie verrückt!
Da kommen bei Sturm gigantische 11,6V!
Wie soll da mein 12V 100Ah geladen werden? Ich brauche mindestens 14,4V!
Die 4Wh, die der Wechselrichter eingespeist hat, kamen aus der voll geladenen Batterie!
Wo ist der Fehler?
Erste EnergieErste Energie

Na gut, Mast umgelegt, Generator demontiert und in die Werkstatt geschleppt. Hier zerlegt und mal in den Generator gesehen:

Oh Schreck! "Massiver" 0,3mm-Alu-Draht wurde verwendet, um die Spulen zu wickeln! An den Magneten des Läufers blieben nicht mal Unterlegscheiben hängen... Extrem schwach! Da habe ich den Generator mal mit der Drehbank angetrieben, bei 300U/min floss ein Kurzschlussstrom von 600mA! So kann das nichts werden!
Die angezeigten 11,6V waren bei einer starken Böe während des Sturmes. Bei "normalen" Wind, wie er durchschnittlich weht, kamen 4-5V, mehr nicht. Obwohl sich das Ding munter dreht! Grundsätzlich Schrott, die ganze Konstruktion. Stärkere Magnete, etwas dickerer Draht aus Kupfer und das Ding würde funktionieren!
Warum die Chinesen sich die ganze Arbeit machen, aufwändig diesen Generator bauen, Spulen wickeln... Das Ding ist für die Tonne!
Einzig der Anblick ist interessant, die Nachbarn fragten alle, was ich da Tolles zu stehen habe...
Nun ja, nun habe ich einen Mast, die Elektronik ist verkabelt aber der Generator taugt nicht. Neuer Generator und die vorhandenen Flügel verwenden? Ich glaube, die Flügel aus China können nicht mehr antreiben als den nutzlosen Generator. Würde er die 400W wirklich umsetzen, bliebe sicher alles stehen. Weitere Recherche im Internet: Jetzt sollte es ein Generator mit waagerechter Achse und drei Flügeln werden. Ich fand da was, auch wieder interessant beschrieben...


Das sollte doch funktionieren
Das Ding sieht doch gut aus! Die angegebenen Daten machen Mut. Wird in Deutschland vertrieben, also sollte das Ding nicht ganz so daneben liegen, wie der China-Kram!

Na gut, diesen Generator bestellt. Auf den alten Mast kann der Generator montiert werden. Das sollte doch funktionieren, Lehrgeld hatte ich schon bezahlt?


Der zweite Generator
Und da steht der neue Wind-Generator! Rennt gut, mal sehen was er so einspeist!


Das funktioniert! Hier wird gerade mit 0,11A geladen und mit 322,5W eingespeist! Recht ordentlich! 8,122kWh sind insgesamt nach zwei Wochen ins Netz gegangen!
Das ist schon eher etwasEs lädt...

Wie es so ist, im Leben: In den ersten zwei Wochen war recht starker Wind, in 14 Tagen ganze 8kWh... Das ist nicht so ganz schlecht, aber es stellte mich nicht zufrieden. Der Wind lies dann auch nach, es wehte nur noch die durchschnittliche Briese. Es kamen dann durchschnittlich 1kWh pro Woche zustande, meine 12V 100Ah-Solar-Bleibatterie war einmal pro Woche voll. Dann sprang der Wechselrichter an und die Anlage speiste für vier bis fünf Stunden ein. Bei starkem Wind pfiff der Propeller fürchterlich. Es war nur eine Frage der Zeit, bis der erste Nachbar vor der Tür steht und sich beschwert! Ich bin nicht leicht zufrieden zu stellen, ich weiss...

Weitere Recherche im Internet. Es muss ein Generator her, der schon bei geringen Drehzahlen richtig Leistung abgeben kann. Und dann wieder ein vertikaler Generator. Ich kam auf einen Tschechen, Jan Marez, mit dem musste ich etwas fachsimpeln. Glücklicherweise kann er etwas deutsch, auch englisch, wir kommunizierten lange...
Er baut Generatoren, die sind richtig gut. Ich habe von ihm einen Generator gekauft, der bringt die 12V schon bei unter 60U/min.
Nach einer Woche kam der Generator (Bausatz), ganze 22kg bringt er auf die Waage!


Der Bausatz von Jan
Das ist der Bausatz von Jan Marez. Es sind alle Teile vorhanden. Man muss die Magnete aufkleben, die Teile komplett lackieren, den Generator dann komplettieren und justieren. Die Magnete sind wirklich böse! Man kann nur mit dicken Lederhandschuhen arbeiten, ansonsten hat man sich ruckzuck die Finger oder die Haut gequetscht!
In den Spulen ist kein Kern, der Generator ist eisenlos. Im Leerlauf, also ohne Last, läuft er völlig frei von Rast-Momenten und wird nicht gebremst! Das Ding ist doch mal ein Generator. Man benötigt ein paar Tage, um alles zusammen zu bauen. Und aufpassen mit Spänen! Die Magnete sammeln alles Magnetische auf!


Hier ist eine Generatorscheibe mit den wechselseitig polarisierten Magneten zu sehen. Diese sind mit Epoxidharz aufgeklebt.
Magnete aufgeklebt


Sechs Flügel habe ich bei Amazon gekauft. Hier sehr ihr das Flügelprofil. Bei den Flügeln waren Ausleger und ein Satz Schrauben dabei. Nun wird alles zusammen gebaut!
Das Blatt-Profil

Für die ganze Konstruktion wollte ich noch zwei Meter höher gehen, da ich Windwirbel und Turbulenzen in 4m Höhe vermutete. Also noch ein 2m-Stück ran, komme jetzt mit U-Eisen im Fundament und den Verlängerungen über dem Generator auf knapp 7m Gesamthöhe. Dann musste das Ding aufgestellt werden! Mit rund 25kg am Mastende!

Aufstellen!
Hier wird der Spaß aufgerichtet! Vier Mann und diverse Hilfsmittel mussten her! Ein Kraft-Akt! Aber es dauerte nur zehn Minuten, dann stand der Windgenerator! Bei etwas Wind schwankte der 60mm-Mast schon bedenklich. Also abspannen!

Da steht nun der Windgenerator. Ich bin gespannt, was er so leistet!
Steht


Mit der Drohne...
Hier ein Foto, mit einer Drohne aufgenommen. Die Foto-Qualität ist nicht besonders gut.

Ich habe den Mast dann schnell mit drei Stahlseilen abgespannt, es war zu hoch und viel Wind-Angriffsfläche. Der Generator läuft eigentlich pausenlos, schon bei geringen Windstärken dreht er sich. Nun muss ich mal sehen, was er so für Leistungen bringt. Bis jetzt kam gut was rein, mal weiter schauen.


Hier eine Aufnahme meiner Messgeräte bei starkem Wind. 16,9A bei 14,2V sind immerhin 239,98W! 20kWh habe ich in zwei Wochen "geerntet"! Also etwas mehr als 1kWh am Tag. Der Generator läuft ruhig und immer schön anzusehen. Jetzt habe ich eine zusätzliche 12V, 100Ah-Bleigel-Solarbatterie parallel zu der alten geschaltet. Diese hat schon etwas an Kapazität verloren und der Innenwiderstand hat sich erhöht. Ich lade bis 14,4V, dann springt der Wechselrichter an. Bei 10V schalte ich wieder ab. Mal sehen, wie das die Batterien verkraften. Leider stehen die draußen, im Winter fast zu kalt, im Sommer fast zu warm.
Der maximale Strom

Insgesamt habe ich mir die Installation einer Windkraft-Anlage einfacher vorgestellt. Ich habe eine Menge Lehrgeld zahlen müssen. Ein Tausender dürfte drin stecken. Wenn man rechnet, ist das ganze Unterfangen nicht lohnenswert. Eine kWh pro Tag sind rund 30ct am Tag. Bei 1000€ müsste man 3333 Tage bis zur Amortisation warten. Das sind knapp 10 Jahre...
Ob das Ding so lange hält? Oder die Akkus? Auf jeden Fall ist das Windrad ein Wahrzeichen, jeden Tag am Morgen fällt der Blick durch das Fenster auf das Windrad!

Hier ist auch ein Video auf YouTube: KLICK!
Die erste, chinesische "Windkraft-Anlage" auf Youtube: KLICK!
Und hier ein YouTube-Video des Generator-Tests: KLICK!
Und noch ein Test-Video auf YouTube (alles optimal justiert): KLICK!

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Copyright 2021, Heiko Künzel

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