100 Watt -
völlig aus der Luft gegriffen:
Mit dem Ziel,
100 Watt aus der Luft zu greifen, sollen auch hier
wieder, durch Windkraft angetrieben, einige Magnetchen an einigen
Spulchen
vorbeirauschen.
Die Vorversuche mit der Strommühle lassen abschätzen,
dass sich mit ähnlichen Bauteilen ohne weiteres ein Generator
realisieren lässt, der in einem geeigneten Windrad 100 Watt
von mechanischer in elektrische Energie umsetzt.
Dimensionierung
der Bauteile:
Wie
in der Strommühle wird ein
Rotor mit 40 Magneten vorgesehen; diese werden mit 15 mm Durchmesser
und
15 mm Höhe jetzt etwas größer
gewählt (noch
größer würde nicht mehr zu den gleichen
Fertigspulen passen, die ja noch vorrätig sind.). Auch
der Durchmesser der Kreisbahn, auf der die Magnete laufen,
bleibt
mit 220
mm unverändert. Folglich passt auch nach wie vor ein Stator
mit 30 Spulen (je 25 mm Durchmesser), ebenfalls mit Kreisdurchmesser
220 mm
angeordnet, für 3-phasigen Wechselstrom. Diesmal
werden aber 2 Statorplatten auf den beiden Seiten der Magnetscheibe
angeordnet, was mindestens eine Verdopplung der Induktion erwarten
lässt.
Nun lässt sich abschätzen, dass
für eine Energiewandlung in der genannten
Größenordnung Drehzahlen um 10 pro Sekunde
nötig sind. Diese sollen bei einer Windgeschwindigkeit von ca.
8 m/s erzielbar sein.
Ein zweiflügeliger Schnelläufer mit nicht
allzu großem Durchmesser könnte dazu direkt (=
getriebelos) mit dem Generator verbunden werden (z.B. Durchmesser 2,5
m; Schnellaufzahl 10). Wegen der hohen Anforderung, die sich daraus
für die Flügelanfertigung ergeben würde
(Unwucht und vor allem Aerodynamik), wird statt dessen
ein langsamerer Rotor in Verbindung mit einer 1-stufigen
Getriebeübersetzung geplant.
Bei einer Getriebeübersetzung von 4,4 : 1 kann der
Rotordurchmesser mit 2,8 m großzügig
gewählt werden; ein drei- oder vierflügliger
Windrotor ist weniger anfällig gegen
Ungleichmäßigkeiten als ein Zweiflügler,
und die geringere Schnellaufzahl von ca. 4 ist deutlich praktikabler
und erfordert
kein perfekt optimiertes Tragflächenprofil.
Praktische
Umsetzung:
Realisiert werden die Rotor- und Statorelemente
des Generators als
Epoxidharz-Gussteile. Die Webseiten von
Hugh
Piggott und
Otherpower.com enthalten
für diese Methode einige Anleitung. Trotzdem gibt es - neben
der Auswahl des richtigen Harzes und seiner Verarbeitung - vor
allem zur Verschalung der Gussteile noch viel zu lernen. Auch die
Dimensionierung ist hier eine andere. Die folgende
Bilderserie illustriert die Anfertigung der Rotor- und Statorscheiben
für den ersten "gegossenen" Generator.