Stromerzeugendes Windrad

Überarbeitete Version mit einem vertikalen Windrad kommt demnächst heraus

Eine verbesserte Version werden wir demnächst veröffentlichen.

In diesem Workshop wollen wir mit Kindern ein Windrad aus einem alten Diskettenlaufwerk bauen und damit eine Leuchtdiode zum Blinken bringen oder einen Akku für das Handy oder Kamera aufladen. Die Rotorblätter werden wir aus gebrauchten PET Flaschen konstruieren.

 

 

1. Materialliste

elektronische Komponenten

  • altes Diskettenlaufwerk
  • 6 Gleichrichterdioden (Schottkydioden)
  • 1 Glättungskondensator
  • 1 Meter Kupferdraht Ferritkernröhre -
  • 1 KΩ Widerstand
  • 1 NPN Transistor BC337
  • 1 weiße Leuchtdiode
  • Lötzinn & Lötkolben
 

mechanische Komponenten

  • Windradstab (Holz oder Pappe)
  • rechteckiges Stück Holz ca. 6×7cm (zur Befestigung des Diskettenlaufwerksmotor an den Windradstab)
  • mindestens 1mm starkes Plastik (PET, Shampooflaschen …)
  • Heissluftpistole um das Plastik für die Rotorblätter zu formen
  • Heissklebepistole
  • Bleistift, Geodreieck, Schere, Cutter, Tixoband

 

elektronische Konstruktion des Generators

Wir schrauben das Diskettenlaufwerk auf und suchen nach dem Motor (große Scheibe) für den Antrieb der Diskette. Dieser wird mit einem Motorreglerchip angesteuert. Diesen Chip werden wir entfernen, weil wir den Laufwerksmotor nicht als Motor sondern als Generator verwenden wollen. Von den Kupferspulen des Motors suchen wir die Anschlüsse (meist dicke Leiterbahnen, in der Regel 3 Stück), wir können auch den Widerstand messen (alle 3 Anschlüsse müssen den gleichen Widerstand zwischen 10 – 30 Ω haben).

Um die LED anzusteuern, müssen wir den Strom zunächst gleichrichten, dies passiert mit 6 Schottkydioden und einem Glättungskondensator. Von diesem gleichgerichteten Strom ist die Spannung leider noch etwas zu niedrig um eine LED zu betreiben.

Es gibt die Möglichkeit die Spannung mittels einer Joules Thief Schaltung zu erhöhen. Für diese Joule Thief Schaltung müssen wir eine Spule selbst wickeln. Dazu nehmen wir einen Meter Kupferdraht, falten ihn in der Mitte, ziehen ihn straff und schneiden ihn an der gefalteten Seite durch. Nun haben wir 2 1/2 Meter Kupferdrahtstücke. Wir nennen sie A und B. Wir führen beide Kupferdrähte durch den Ferritkern und wickeln sie gespannt um den Ferritkern herum, bis beide Drähte aufgebraucht sind. Nun messen wir die Widerstände um zu erfahren welcher der Anschlüsse zu A und welche Anschlüsse zu B gehören. Wir verbinden den Draht A auf der linken Seite mit dem Draht B auf der rechten Seite. Dieser Verbindungspol wird an den Pluspol des Gleichrichters angeschlossen. Es bleiben jetzt noch zwei unangeschlossene Anschlüsse zurück. Wir nehmen einen davon und verbinden ihn über einen 1 KOhm Widerstand mit dem Basisanschluss eines NPN Transistors, den anderen Anschluss verbinden wir mit dem Kollektor des Transistors. Den Emitter des Transitors löten wir an den Minuspol des Gleichrichters. Nun löten wir noch die Leuchtdiode an den Transistor an. Die Kathode kommt an den Emitter und die Anode an den Kollektor.

 

mechanische Konstruktion des Windrads

Von der Größe der gebrauchten PET Flaschen hängt die Länge der Rotorblätter ab. Wichtig ist dass die Blätter zur Windseite leicht gebogen sind, so dass der Wind besser aufgefangen wird. Die Rundungen der PET Flaschen sind optimal geeignet. Wir verwenden 3 Rotorblätter mit einem 120° Winkel (Abb.1 ). Am besten man konstruiert sich erstmal aus Pappe oder Papier eine Maske für ein Rotorblatt, nehmen die Maske als Vorlage und zweichnen auf der PET Flasche 3 Rotorblätter nach. Die Rotorblätter schneiden wir nun aus. (Bitte Abb. 2 & 3 beachten.) Die Rotorscheibe ist magnetisch auf dem Diskettenmotor befestigt, diese lässt sich leicht abheben. Auf diese Rotorscheibe werden die Rotorblätter mittels Heißkleber geklebt. Für eine stabile Klebefläche ist es sinnvoll in die Mitte der drei verstärkten und mit dem Stabilisierungsring (Abb. 3) zusammengeklebten Rotorblätterlätter noch ein Loch auszuschneiden (Abb. 2)

 

Endmontage

Zuerst werden die Rotorblätter (1) an die Rotorscheibe (2) mittels Heißkleber festgeklebt. Den Drehstromgenerator (3) schrauben wir auf das rechteckige Holzbrett (4). Dieses wird an den Windradstab (5) montiert. Zuallerletzt setzen wir den Kopf mit Rotorblättern und Rotorscheibe auf den Drehstromgenerator. Durch den Magnetismus hält diese Verbindung. Nun müssen wir nur noch einen windigen Ort finden und das Windrad testen. ;)

Anhang

Lizenz: 
Jahr: 
2011
Kategorie in Projekte: 

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