Windradbau – Savonius

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Das Savonius-Windrad

Ein kurzes Vorwort: Sehr zu meiner Freude und Überraschung hat sich ein Besucher meiner Homepage per Email an mich gewandt und folgendes geschrieben: Ich finde die Idee Deiner Seite richtig gut und kann Dir vielleicht helfen, vergiss die Namensnennung oder sonst irgendwas… ;) Wir wollen schauen dass Dein Windrad funktioniert! Es gehört schon etwas handwerkliches Geschick, also schlicht Wissen, dazu um Dein Gestell incl. Windrad herzustellen. Funktionieren sollte es aber, denke ich. Welcher Normalsterbliche weiß aber schon was ein Axial- oder Radialkugellager ist? Dein Windrad ist so “leicht”, dass es jedes Kugellager das Du im Auto finden kannst locker trägt. Nimm also die beiden Radlager der Vorderräder (die man allerdings aus ihrem Sitz im Achsschenkel auspressen muss) und schweiß sie in Dein Gestell… fertig. Es ist zwar nicht die feine englische Art, aber wenn man Vorsicht walten läßt, kann man die Gehäuse der Lager durchaus irgendwo dran schweißen ohne die Funktion des Lagers zu beeinträchtigen. Nebenbei, Deine “Achse” dreht sich im Betrieb und ist damit eine Welle (aber das nur um hier mal kurz klug zu scheißen ;)). Baue Dein beschriebenes Kreuz aus 4knt. Profilen also um Deine Lager herum, laß die Profile direkt am Lagergehäuse enden, das geht gut und ist einfach. Lichtmaschine und Spannungswandler bitte komplett vergessen, das wird nicht klappen. Was Du benötigst ist ein einfacher permanent erregter Gleichstrommotor (Fön, Staubsauger etc. fallen aus). Mir fällt aus dem Stand zB der Wischermotor im Auto ein. Getriebe weg gebaut und schon hat man einen schlichten Gleichstrommotor. Der hat auch nur zwei Anschlüsse, nicht gleich vier wie Deine Lichtmaschine. Spannung erzeugst Du maßgeblich aus Drehzahl! Denk an Deine Fahrradbeleuchtung, schnell fahren heißt viel Drehzahl, heißt viel Licht. Du brauchst also eine Übersetzung, weil sich Dein Windrad aufgrund seiner Massenträgheit niemals so schnell drehen wird. An dieser Stelle gefällt mir die Fahrradkettenlösung gut. Großes Zahnrad auf die Welle Deines Windrades, kleines auf die Wischermotorwelle. Je größer die Übersetzung, je besser. Das wäre mein Grundvorschlag. Du wirst jetzt ein Glühlämpchen aus dem Kfz-Sektor zum leuchten bekommen. An 220V ist allerdings nicht zu denken! Jetzt hättest Du die Möglichkeit Deinen erzeugten Strom weg zu speichern. Dann kannst Du ihn nutzen wenn Du ihn brauchst und nicht nur wenn der Wind weht. Wir erinnern uns, Drehzahl und Spannung verhalten sich proportional. Über die, ich nenne sie mal spezifische Drehzahl Deines Windrades (also die Drehzahl die sich durch vorherrschenden Wind und Massenträgheit und Lagerreibung und Wirkungsgrad und und und einstellen wird) ergibt sich die minimal nötige Übersetzung die Du benötigst damit sich eine Spannung >12V ergibt. Lange Rede kurzer Sinn: Wenns läuft, messen was aus dem Generator raus kommt. Ist die Spannung 12V (Eigenspannung der Batterie) wird jetzt der Ladevorgang beginnen. Wenn’s kurz mal über 14V geht, kein Thema, das steckt die Batterie weg. Dauerhaft sollte die Ladespannung aber irgendwo zwischen >12V und Mit der Batterie hättest Du auch gleich einen Kettenspanner im System. Dazu hab ich eine kleine Skizze angefertigt (Anhang). Fertige eine Art Schwinge, Drehpunkt nahe des Wischermotors. Am “langen Arm” brauchst Du eine Platte um die Batterie sicher draufstellen zu können. Das ganze sollte in der Ruhelage ungefähr waagerecht sein. Ich denke das Bildchen erklärt die Mechanik besser als tausend Worte.Auf diese Weise hast Du konstant 12V zur Verfügung. Besser als nichts… und damit könnest Du zB eine Wasserpumpe an Deiner Zisterne betreiben, etc. Vieleicht kannst Du die Anregungen umsetzen, mich würd’s freuen. Wie gesagt, es gibt keine Urheberrechte (ist ja schließlich Stand der Technik)! Wenn Du Rückfragen hast, meld Dich. Gruß Tom Mein aufrichtiger Dank geht an: Thomas Gärtner —————————————————— Hier erkläre ich euch, wie man sich selbst ein Savonius-Windrad, eine beliebte Kleinwindanlage baut. Ich zeige euch wie man ein einfaches Savonius-Windrad aus einer oder zwei Tonnen baut. Denn eine noch bessere Energieausbeute und einen besseren Anlauf erreicht man, indem zwei Fasseinheiten über einander gebaut werden. Dazu werden beide unten beschriebenen Fasshälften um 90° gedreht und über einander gesetzt verschweisst. Idealer Weise nehmt ihr anstelle der von mit beschriebenen Keilriemen-Bauweise zwei Ritzel/Zahnräder. Das große kommt auf die Antriebswelle/Achse und das kleine direkt auf die Lichtmaschine.

Solche Zahnräder könnt ihr anstelle der Keilriemen verwenden.

Solche Zahnräder könnt ihr anstelle der Keilriemen verwenden.

 

 

 

 

 

 

 

 

Natürlich kann man die Rahmenkonstruktion auch aus Holz bauen, dann braucht man kein Schweissgerät. Allerdings läuft man bei strakem Wind eher Gefahr, dass sich die Konstruktion verabschiedet.

Materialplan

Ein altes Ölfass (gibts meist umsonst bei Autowerkstätten oder auf dem Schrottplatz) Stahlwinkel 30x30mm oder 40x40mm Axial Rollenlager (Kugellager mit horizontalen Walzen) mit Innendurchmesser der Achse Stahlstange oder Rohr als Achse Keilriemen Keilriemenscheibe Lichtmaschine vom LKW oder vom Bus Spannungswandler 12V – 220V Schweissgerät Bohrmaschine Flex / Trennschleifer

Der Bauplan

leeres Ölfass vom Schrottplatz

leeres Ölfass vom Schrottplatz — [bitte anklicken zum Vergrößern]

Das Ölfass wird mittig / senkrecht in zwei exakt gleiche Teile geflext. Verwendet beim Flexen eine Schutzbrille und Arbeitshandschuhe. Nehmt eine Trennscheibe und keine Schruppscheibe.

halbiertes und zusammen geschweisstes Ölfass

halbiertes und zusammen geschweisstes Ölfass — [bitte anklicken zum Vergrößern]

Schweisst die beiden Hälften – wie in der Grafik abgebildet – in etwa 20% Versatz des Durchmessers wieder zusammen. Eventuell müsst ihr die Verbindungen über den Schweissnähten innen und aussen auf der Tonne noch aufdoppeln. Ihr merkt ja ob die Teile zusammen stabil sind.

Rahmenkonstruktion mit zentral gelagerter Achse

Rahmenkonstruktion mit zentral gelagerter Achse — [bitte anklicken zum Vergrößern]

Schneidet euch die einzelen Rahmenelemente mit dem Trennschleifer zu. Entrgratet die Schnittkanten um euch später nicht zu verletzen. Schweisst zunächst zwei gleiche Kreuze. Dann schweisst die senkrechten Elemente sauber unter / über die Ecken der Kreuze. Schweisst nun die Stellfüsse unter das untere Kreuz – siehe Grafik. Bohrt nun unten und oben mittig in die Kreuze je ein Loch, welches gross genug ist um die Mittelachse durchzuführen. [in der Grafik ist der Rahmen zur Seite gekippt, damit die Achse und das Windrad / Fasshälften leichter montiert werden können.]

Mittelachse duch die verschweissten Fässer

Mittelachse duch die verschweissten Fässer — [bitte anklicken zum Vergrößern]

Bohrt nun exakt Mittig [um eine spätere Unwucht zu vermeiden] zwischen die geschweissten Verbindungen der Ölfasshälften oben und unten je ein Loch welches gross genug ist, um die Mittelachse hindurch zu stecken und noch etwas Spiel hat. Die Achse darf später nicht schleifen! [Noch nicht verschweissen!]

Rahmen mit eingebauten Fasshälften

Rahmen mit eingebauten Fasshälften — [bitte anklicken zum Vergrößern]

Baut nun die Windschaufeln / Fasshälften mit der Achse mittig in den Rahmen. Lasst die Achse oben ca. 40cm herausstehen. Mindestens die Höhe die ihr braucht um später die Achse über einen Keilriemen mit der Lichtmaschine zu verbinden. Führt ein Axial-Zylinderrollenlager von oben über die Achse. Das Gleiche macht ihr unten – auf der Innenseite! (sonst bringts nichts!). Schweisst nun das Axial-Zylinderrollenlager mit dem Rahmen und der Achse fest. – Die Lagerplatte mit dem Rahmen und das Rollenlager mit der Achse! Die Achse sollte nun sauber in den Kugellagern laufen und nicht mehr nach unten rutschen.

Savonius-Windrad selbst bauen www.urban-growing.net

Lichtmaschine, Laderegler, Batterie, Spannungswandler

Kippt das Gestell nun wieder auf die “Füsse”. Fixiert nun auf der Achse die Keilriemenscheibe. Montiert euch jetzt die 12V Lichtmaschine mit der Keilriemenscheibe nach oben. Hängt den Keilriemen ein und markiert euch die richtige Höhe der Keilriemenscheibe und die richtige Position der Lichtmaschine. Schweisst die Keilriemenscheibe sauber mit der Achse zusammen. Eventuell vorher aufboren, damit sie press über die Achse passt. Zur Montage der Lichtmaschine ist es sinnvoll, sich auf den Rahmen einen Lichtmaschinenspanner zu schweissen und darauf die Lichtmaschine zu montieren. (so wie im Auto) Spannt nun den Keilriemen über die beiden Keilriemenscheiben. Er soll glatt laufen, aber nicht bauchen! Alternativ zu Keilriemen und Keilriemenscheibe könnt ihr auch Zahnkränze und Fahrradketten verwenden! Jetzt könnt ihr bereits den Spannungswandler montieren. Schliesst nun die entsprechenden Kontakte der Lichtmaschine an den Spannungswandler an. (Seid ihr euch nicht sicher welchen, dann hängt einen Spannungsprüfer an die beiden Pole und testet den Durchgangsstrom) Beide Geräte, sowohl die Lichtmaschine als auch der Spannungswandler müssen geerdet werden. Schraubt dazu das mitgelieferte gelb/grüne Kabel am Stahlrahmen der Konstruktion an. Hat euer Spannungswandler einen Überspannungsschutz und ist er sachgemäss angeschlossen, kanns los gehen. Um einen Kurzschluss bei Regen und feuchtem Wetter zu vermeiden solltet ihr eure “Energie-Einheit” mit einem geschlossenen Kasten abdecken. So. Mal schaun, ob eine Glühbirne leuchtet… ;)

Savonius-Windrad www.urban-growing.net

doppelte Einheit mit zwei Fässern über einander – für doppelte Windausbeute!

Alternative mit Zahnrädern anstelle von Keilriemen

Savonius Windrad Bauanleitung - www.urban-growing.net

Zuverlässigere Alternative mit Zahnrädern. Einem großen auf der Welle / Achse und einem kleinen auf der Lichtmaschine

 

Wem die Lagerung mit Kugellager Platten zu mühselig ist, kann alternativ auch auch den Teil einer alten Auto-Achse verwenden. Die Achse dient als Welle für die Fasshälften. Die Felge kann als Standfuß verwendet werden,- überm Radlager wird der Zahnkranz für den Kettenantrieb montiert. Die Stromerzeugungseinheit [Kette / Keilriemen; Kettenspanner; Lichtmaschine; ect.] kann natürlich auch unten angebaut werden. Falls nun ein Elektriker oder Elektro-Physiker die Hände überm Kopf zusammen schlägt, ist er herzlich eingeladen meine Bauanleitung zu ergänzen. mailto: brainzatwork[at]web.de

Viel Spass und Erfolg beim Bauen!

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4 Gedanken zu “Windradbau – Savonius

  1. Hallo,
    ich hatte heute auch die Idee, dass man aus Ölfässern ein Savonius bauen kann.
    Nach etwas googlen bin ich auf diese Seite gestoßen.
    Wie sind die Erfahrungen bzw. welche Leistung liefert es maximal bzw. bei leichtem Wind?

    • Hallo Manuel,
      100 Watt bei einer Windgeschwindigkeit von 25 bis 35 kmh sind durchaus möglich!
      Spitzenleistungen sind von der Größe deines Windrades und der Stromerzeuger abhängig!
      Gruß,
      Ranchero

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