Bauanleitungen Dynamowindrad

Transkript

1 2.13. Dynamowindrad Mancher Bastler hat sich schon einmal gewünscht, mit einem eigenen Windrad Strom zu erzeugen. Mit einem gebrauchten oder neuen Fahrraddynamo ist das leicht möglich, und wir lernen dabei sogar einiges über die Stromerzeugung und Umwandlung. Bei kräftigem Wind (so als wenn wir kräftig in die Pedale treten) beginnt unser Dynamowindradlicht im Dunklen zu leuchten. Wer will, kann tagsüber dann kleine Akkus damit aufladen. Als Flügel haben wir uns eine Form ausgedacht, die echt aussieht, es können aber auch andere Flügel verwendet werden, aus Kunststoff, Holz oder Metall. Es sollte aber beachtet werden, dass die Flügelgröße zum Dynamo passt. Sind die Flügel zu groß, dann startet das Windrad zwar leicht, leider bleibt aber die Drehzahl zu niedrig, um das Lämpchen zum Leuchten zu bringen. Sind die Flügel zu klein, dann erreicht das Windrad die gewünschte hohe Drehzahl, dafür reicht die Kraft aber nicht aus, um das Rastmoment (Kleben) der Magnete im Dynamo zum Starten zu überwinden.

2 Deshalb lohnt sich ein Test mit den verschiedenen von uns im Buch beschriebenen Flügeln, bis der ideale Antrieb gefunden ist. Durch die Schwanzflosse richtet sich das Dynamowindrad automatisch im Wind richtig aus, mit einer geschickt geformten Verkleidung des Dynamos bleiben die Windgeräusche gering. Aber es ist zu beachten, dass der Dynamo stets gut vom Wind gekühlt werden kann, eine noch so schöne Generatorverkleidung muss immer genügend Kühlluftzufuhr gewährleisten. Material: Fahrraddynamo, Fahrradbirne mit Fassung, Rundholzstab (dicker Gerätestiel) mit mindestens 25 mm Durchmesser, Kupferrohr 22 mm dick oder Metallbesenstiel als Mastrohr und ein Stück Kupferrohr mit 18 mm Durchmesser und 25 cm Länge, Blechplatte, Holz - Vierkantstab 15 x 10 mm, Metallstreifen, kleine Konservendose, Sperrholzplatte oder PVC- Platte für die Flügel, leere Plastik - Zitronenflasche, Stöpsel vom Korken einer Sektflasche, verschiedene Schrauben, Unterlegscheiben und Muttern, Kabelflachstecker, Holzleim Werkzeug: Holzsäge, Metallsäge, Blechschere (alte Haushaltsschere), Bohrer verschiedener Dicke, feines Stichsägenblatt, Zange, Schraubendreher, Lötkolben, grobe Feile, Sandpapier, Bleistift

3 Bauanleitung: 1. Vom dicken Rundholz wird ein 45 cm langes Stück abgesägt. An einem Ende muss mit der Stichsäge ein 20 cm langer Schlitz eingesägt werden, dort wird gleich die Schwanzfahne eingesteckt, die aus dem Stahlblech ausgesägt wurde. Die Form der Schwanzfahne ist beliebig, sie sollte nur 20 cm lang und mindestens 13 cm hoch sein. 2. Genau im rechten Winkel (wichtig!) wird am anderen Ende des Rundholzes eine halbrunde Ausbuchtung gesägt / gefräst oder mit der Grobfeile ausgehöhlt. Die Rundung muss so groß sein, dass das 18 mm - Kupferrohr gut hineinpasst. Durch das Kupferohr und den Holzstab wird nun ein Loch mit 6 mm Durchmesser gebohrt.

4 3. Durch dieses Loch wird mit einer 5,5 mm-schraube das Rohr und gleichzeitig der Dynamoarm am Holzstab befestigt. Der Dynamo sollte so festgeschraubt werden, dass er ca. 3 schräg nach oben zeigt, damit die Flügel nicht am Mastrohr streifen können. 4. Das Kupferrohr wird nun in das 22 mm - Mastrohr gesteckt. Damit das Windrad sich besser seitlich drehen kann, kommt eine große Unterlegscheibe dazwischen. Lässt sich so eine große Scheibe nicht auftreiben, so geht auch ein Gardinenring oder eine selbst ausgesägte PVC-Scheibe. 5. Um den Dynamo herum kommt nun die Verkleidung: Eine kleine Konservendose (Erbsen oder Champignons) wird vom Papieretikett befreit und mit der Schere oder Stichsäge mit Metallsägeblatt (Vorsicht scharfkantig!) unten so eingeschnitten, dass sie gut von hinten über den Dynamo passt. Wir machen sie später mit einer Holzschraube oder mit der Heißklebepistole fest.

5 Oben muss ein Loch für die Fahrradbirne mit Fassung gebohrt werden. 6. Mit zwei Fahrradkabeln wird nun die Birne an den Dynamo angeschlossen, ein Kabel an den herausgeführten Kontakt, das andere irgendwo an Masse, also z. B. außen an der Halterung. Nun kann die Birnenfassung mit dem Heißkleber oben in die Verkleidungsdose eingeklebt werden. Wer will, kann das ganze Gehäuse noch farblich gestalten oder mit Sprühlack einfärben. 7. Flügel: Der Dynamo benötigt hohe Drehzahlen, also ist eigentlich jeder Rotor geeignet, der relativ schnell eine hohe Drehzahl erreicht. Allerdings muss er auch schon bei wenig Wind so viel Kraft entwickeln, dass der Dynamo überhaupt startet. Deshalb darf der Rotor nicht kleiner als 40 cm Durchmesser sein, die Bauform und Anzahl der Flügel sind egal. Probleme macht die dünne und kurze Achse des Dynamos, darauf lässt sich kein normaler Rotor schrauben. Deshalb müssen wir eine spezielle Nabenverstärkung bauen.

6 8. Eine cm lange Vierkantleiste wird in der Mitte durchbohrt und mit einem schmalen Flacheisen verstärkt. Nun kann man das Flacheisen mit der Holzverlängerung bequem auf die Dynamoachse schrauben, vorausgesetzt, das Loch im Holzstab ist groß genug gebohrt. Achten Sie darauf, dass vor und hinter dem Flacheisen jeweils eine Mutter sitzt, sonst wird der Flügel zu fest auf den Dynamo geschraubt und er dreht sich dann nicht mehr oder nur schwer. 9. Flügelbau: Wir haben wieder das System wie beim Holzzweiflügler ausgewählt, allerdings verwenden wir hier besser ausgeformte Flügelblätter. Die oben mittig verstärkte Holzleiste wird mit der Raspel oder mit der Schleifmaschine jeweils leicht angeschrägt, jede Seite in die entgegengesetzte Richtung. Starke Schräge = Flügel starten leicht, aber nicht so hohe Drehzahl. Flache Schräge = Flügel starten schwerer, erreichen aber höhere Drehzahl. Achten Sie bitte darauf, dass der fertige Rotor von vorne gesehen nach rechts drehen muss, damit er sich nicht ständig von der Dynamoachse löst, sondern selbst festdreht. Deshalb müssen Sie die Schrägung der Holzleiste vorher überprüfen.

7 10. Die Flügel (unsere Form kann auf der Webseite heruntergeladen und ausgedruckt werden) werden auf ein dünnes Sperrholzbrett oder eine PVC-Platte (gibt es als Werbeschilder) aufgezeichnet und mit einem schmalen Stichsägeblatt ausgesägt. 11. Mit etwas Leim und 4 Holzschrauben werden die Flügel auf den schrägen Holzflächen befestigt. 12. Nun kann der komplette Rotor auf die Dynamoachse aufgeschraubt werden.

8 13. Als Nase eignet sich jeder Kunststoffbecher, der passend zugeschnitten wird. Wir haben eine Plastikzitrone halbiert und sie schräg eingeschnitten, damit sie gut auf die Mitte des Rotors passt. Aber im Mittelpunkt fehlte noch etwas. Da kam ein Überbleibsel der letzten Party genau recht, ein Sektflaschenverschluss. Denn genau in der Mitte des Stöpsels steckt ein kleiner runder Einsatz, der unserem Dynamowindrad den letzten Schliff gibt. Jugendliche Windradbauer werden hoffentlich eine billigere nichtalkoholische Lösung finden! 14. Akkuladung: Wenn der Wind richtig weht und die Flügel groß genug sind, um Strom zu erzeugen, dann leuchtet das Birnchen auf dem Generatorgehäuse auf. Tagsüber bringt das nicht viel, deshalb zeigen wir hier eine Möglichkeit, kleine Mignonakkus aufzuladen:

9 15. Wie in der Abbildung zu sehen ist, muss dazu die vom Dynamo erzeugte Wechselspannung in Gleichspannung umgewandelt werden, das geschieht mit einem einfachen Brückengleichrichter. Diesen bekommt man im Elektronikfachhandel oder versand oder bei uns. 16. Beim Anschluss sollten Sie darauf achten, dass die Akku- und Generatoranschlüsse nicht vertauscht werden. Auf jedem Gleichrichter ist ein + Symbol für den Akkuanschluss gezeichnet (auf der Abbildung links unten), der Anschluss liegt gegenüber. Genauso ist es mit dem Generatoranschluss, der mit einem kleinen Wellensymbol (für Wechselspannung) gekennzeichnet ist. Welches Generatorkabel wo angeschlossen wird, ist egal. 17. Nach erfolgtem Anschluss können nun die zwei kleinen Akkus bei Wind aufgeladen werden. Sollte der Dynomo nur eine niedrigere Spannung abgeben, dann probieren Sie es mit nur einem Akku aus. Vergessen Sie bitte nicht, für die Akkus einen kleinen Wetterschutz zu bauen, eine Seifendose genügt dafür schon.

10