Projekt - Windenergie

Bernhard Bornschein - Berlin

Windgenerator

Die  kräftigen  Herbstwinde  des Oktobers  2005  erinnerten  mich  an mein  Interesse  an  Windenergie. Spontan erwarb ich einen  Rutland  WG 503  Windgenerator  in einer Auktion.  Ein älterer Antennenmast aus  Stahl  war  schnell  passend  gemacht und bestens geeignet. Kurzerhand stand der Generator auch auf der Terrasse - natürlich so, dass ich ihn  von  drinnen  auch  sehen  kann. Meine  Universal-Messbox in die Leitung eingeschleift, soll  anzeigen, wieviel  Spannung  und  Ladestrom er gerade liefert. Nun musste ich feststellen, dass es schon  ganz  schön  'pusten'  muss, damit  der Windgenerator  12V und somit  Ladestrom  abgibt. Folgend  beschaffte ich also  Literatur und las im  Internet über  Windgeschwindigkeiten, deren  Maßeinheiten - und überhaupt – nach. Angepriesen wird beim WG 503, dass bereits  ab 2,5 m/s  eine Batterie geladen wird.  Das halte ich für etwas übertrieben.  2,5 m/s  sind  9 km/h.  Kann ja sein, ich habe leider keinen Windmesser. Ladeströme  um 1 A  herum  habe ich  selten  beobachtet.  Wenn man  das  Diagramm  des Herstellers betrachtet,  braucht  der  Generator etwa  7,5 m/s - das sind  27 km/h  um  1 A  bei  12 V  abzugeben. Ich  habe  auch  schon   über 1,5 A  Ladestrom  beobachtet - für  Sekunden.  Selbst  0,5 A  was  laut Tabelle  5 m/s  oder  18 km/h  voraussetzt,   ist  auf  meiner  Terrasse  schon  relativ selten.

Ein Windgenerator funktioniert am besten, wenn ein  relativ  gleichmäßiger Luftstrom auf den Repeller trifft. Das  ist  mitten  in  der  Stadt  schon  mal  selten  der Fall.   Durch  die  Bebauung  treten  zudem  verstärkt Turbolenzen auf,  da der Wind ja immer  auf Hauswände  trifft und  umgelenkt wird.  Das erkennt man auch sehr  eindrucksvoll  am kreisenden Windgenerator.  Böiger Wind ist zudem  wirkungslos, weil der Repeller grundsätzlich  falsch  angeströmt  wird und die Trägheit des Gesamtsystemes keinen Energiefluss zulässt. Wenn der Wind aber aus  Nordost oder Südwest kam,  konnte ich schon  sehr eindrucksvolle  Stromwerte registrieren.  Über  1,5 A - für Sekunden - immerhin.  Im  Mittel  ist  der  Energiegewinnungsfaktor  bei  mir gering.  So  ein  Windgenerator  braucht  eben  mehr  Freiheit  und  vor  allem  Höhe.  Ich  werde  ihn  wohl verkaufen.  Solar-Module  an  seiner  Stelle  sind  wirkungsvoller.  Schade  eigentlich - Spaß  gemacht  hat es trotzdem.  Vor  allem  aber - viel  dazu  gelernt . . .

Spannungsverdoppler

Dem Windgenerator nachgeschaltet standen nun auch bei mäßiger Drehzahl (etwa ab 7V Generator-spannung)  knapp  14 V  Leerlaufspannung  zur Verfügung.  Bei  angeschlossener Batterie  bricht  die Spannung auf etwas über 12,5 V ein. Der Ladestrom beträgt ca. 0,2 A. Man kann es optisch schlecht erfassen, da die Werte stark schwanken.  Der Wirkungsgrad  des Wandlers  liegt  bei  ca. 50%. Trotz der jetzt  zusätzlich eingebauten Verluste fliesst jetzt viel öfter überhaupt Ladestrom. Wenn man den  Repeller  mit einem  Finger  dreht - so  schnell man kann - , erreicht  man  bereits 5 V Leerlaufspannung (ohne Verdoppler). Bei starkem Wind wurde der Verdoppler zwar herausgenommen, obwohl selbst bei  12 - 15 V  vom WG 503  niemals  die doppelte Spannung an der Batterie anliegen kann, weil die Ausgangsspannung des Verdopplers durch die  niederohmige Batterie  auf  verträgliche Werte 'herunter gezogen' wird. Ich habe niemals gefährlich hohe Ladespannungen messen können. Und  falls  es so wäre,  eine  Bleibatterie steckt solch kurze Spannungsspitzen locker weg. Dem Verdoppler hat es auch nicht geschadet. Die interne Strombegrenzung schützt diesen Baustein ausserdem zuverlässig.

Das Bild zeigt den Spannungs-Verdoppler im Test-Aufbau. Diese mit einem TDA2003 aufgebaute Schaltung erzeugt aus den 12V der Solarbatterie 24V Gleichspannung und kann dabei etwa 1 A Strom liefern. Hauptsächlich zur Speisung eines Konstantstrom-Ladegerätes mit dem bis zu 14 NiCd-Zellen geladen werden können – gedacht.

Das Bild zeigt meine Universal-Messbox.Je nach Anwendungsfall können die Meßinstrumente leicht getauscht werden. Sie hat schon viele gute Dienste geleistet.