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Einführung

Warum ein Windrad bauen?

Ab und zu sind in Schrebergärten oder bei Bauernhöfen selbst gebaute Windräder zu sehen. Oft können sie über einen Generator Strom für Leuchten erzeugen oder einen kleinen Akku laden. Andere mehrflügelige Windräder pumpen sogar Wasser aus einem Bachlauf, ganz so wie ihre großen Westernwindradvorbilder.

Warum machen sich die Bastler die Mühe, aus den verschiedensten Materialien Windräder zu bauen, die oft voller Ideen stecken, manchmal aber nicht sehr gelungen aussehen?

Für viele der Windradbesitzer üben die sich im Wind drehenden Flügel eine gewisse Faszination aus und die Nutzung der Naturgewalt ist eine kleine Herausforderung. Von der Planung über die Materialauswahl bis hin zur Fertigstellung muss einiges überlegt werden, denn der erste Sturm verzeiht keine Fehler. So hat mancher Windradbauer schon einmal vor dem Maststumpf gestanden und die vom Winde verwehten Flügel im Garten gesucht. „Jetzt erst recht“ war dann oft die Devise und ein neues, besseres Windrad wurde gebaut.

Strom aus dem Wind zu produzieren ist der Wunschtraum vieler Haus- und Gartenbesitzer. Durch die von unserem Solar-Wind-Team entwickelten und industriell gefertigten Kleinwindräder mit Netzeinspeise-Wechselrichter, der den Windstrom direkt ins eigene Hausnetz leitet, ist das möglich.

So haben auch schon viele Schulen neben einer Solarstromanlage eines unserer Kleinwindräder zur Stromproduktion auf dem Dach oder wie in Konstanz auf dem Kamin.

Bei der Beratung für die Schulwindräder sind wir immer wieder von Schülern, Lehrern oder Projektleitern gefragt worden, ob man solch ein Kleinwindrad zur Stromproduktion nicht im Unterricht oder im Rahmen eines Projekts bauen könne. Solche Kleinwindräder erfordern aber einige Materialkenntnis, handwerkliches Geschick und Kenntnis von der Windnutzung, so dass viele Bastler, besonders Kinder und Jugendliche, schnell überfordert wären. Auf dem Windradmarkt gibt es kaum Bausätze, fast alle sind zu kompliziert im Aufbau und in der Bearbeitung.

Die Lösung wäre ein Windrad aus Teilen, die leicht und kostengünstig zu beschaffen sind. Außerdem müsste es ohne besondere Fachkenntnisse und Spezialwerkzeug zusammenzubauen sein.

Dazu sollte der Aufbau des fertigen Windrads nicht zu kompliziert werden und möglichst sicher erfolgen können. Und wenn dann noch Lösungen gefunden würden, wie man den erzeugten Windstrom sinnvoll nutzen könnte, dann hätten wir das ideale Windrad z.B. für ein Schulprojekt gefunden.

Einige Versuche waren notwendig, dazu kamen Tipps von erfahrenen Windradbastlern, bis das hier im E-Book vorgestellte DYNAWI (DYNAmo-WIndrad) fertig war.

Foto der Kunststoffvariante

Dieses Dynamo-Windrad ist ein einfach zu bauender kleiner Stromerzeuger aus preisgünstigen Metall- oder Kunststoffteilen, die man leicht beschaffen kann. Zwei Wochenenden oder einige Schultage genügen für den Zusammenbau. Nach dem Aufbau auf einem Mastrohr kann der erzeugte Windstrom für Beleuchtung mit LEDs, zur Akkuladung oder zum Aufladen von Handys genutzt werden.

Wer die beiden Windradvarianten in Aktion sehen will, sollte sich unser Video anschauen:

vimeo.com/177145433

Im ersten Teil dieses E-Books stellen wir das Kleinwindrad in zwei Bauvarianten vor und beschreiben dann den einfachen Selbstbau. Zunächst werden alle Materialien und das benötigte Werkzeug aufgeführt, dann geht es Schritt für Schritt ans Windradbauen.

Im zweiten theoretischen Teil des Buches gibt es kurze Informationen über die Entstehung des Windes, die Funktion und den Aufbau von Windrädern, die als Einstieg in das Thema Windenergie oder für ein Referat / eine Facharbeit ausreichen sollten.

Kleinwindräder pädagogisch betrachtet

Seit den Reaktorunglücken in Tschernobyl und in Fukushima ist es sinnvoll, Schülern zu zeigen, dass der Strom nicht einfach aus der Steckdose kommt. Sie sollen lernen, dass es unterschiedliche Arten der Stromgewinnung gibt, die mehr oder weniger schädlich für die Umwelt und Menschheit sind. So sollen sie erkennen, dass für die Zukunft ein Mix aus vielen verschiedenen Energiearten, möglichst natürlich aus nachwachsenden oder unerschöpflichen Quellen wie dem Wind, notwendig ist.

Daher ist es sinnvoll, sich in der Schule fächerübergreifend oder in Projekten durch die Fertigung eines Windrads mit den Grundlagen der Windenergienutzung auseinanderzusetzen. Wenn dann nach dem Zusammenstellen der Teile, der Bearbeitung und dem Zusammenbau mit dem Dynamo-Windrad der Schritt zur ersten Windstromproduktion gemacht ist, dann ist meist der Stolz der Erbauer groß.

Deshalb ist die Beschäftigung im Unterricht ab Klasse 5 mit der Windradtechnik eine pädagogische Aufgabe, da die Sonnenenergienutzung für diese Altersgruppe noch zu komplex und zu schwierig ist. Denn schon das gemeinsame Basteln und Beobachten der Kleinwindräder schult das Verständnis für die Windenergienutzung und lässt Schüler die Großwindräder mit anderen Augen sehen.

(Foto: André Dünnebacke / Regionale 2016 Agentur) Projekt des Pictorius Berufskollegs Coesfeld

Aus unserer pädagogischen Erfahrung heraus haben wir den Aufbau der beiden Windräder so einfach wie möglich gewählt. Außerdem haben wir Material ausgesucht, das leicht zu beschaffen ist, und haben darauf geachtet, dass keine schwierigen handwerklichen Fähigkeiten gefordert sind.

Beim gemeinsamen Bau der Windradmodelle waren wir überrascht, welche Änderungs- und Verbesserungsvorschläge von den jugendlichen Bastlern selber kamen. Deshalb sollte nach dem Motto „Learning by doing“ kein zu fest vorgegebener Bauplan vorliegen, denn die Erfahrungen im Wind machen aus dem Bastler erst den richtigen „Windradingenieur“.

Aufgaben

 Material zusammenstellen und beschaffen

 Material bearbeiten (Kunststoff, Metall, Verkabelung)

 Einzelteile nach Plan zusammenbauen

 Zusammenbau auf Funktion prüfen, Messarbeiten

 Standort suchen, Aufbau auf Mastrohr, elektrischer Anschluss

 Windmessungen, Lautstärkemessungen, Leistungsmessungen

 Zusammenbau und Messergebnisse dokumentieren

 Mit Theorie über Wind, Windradarten und Geschichte der Windräder ergänzen

Dass Energie aus Sonne, Wasser und Wind bei der nächsten Generation zur Selbstverständlichkeit wird und hoffentlich mithilft, das Klimaproblem zu lösen, das wünscht sich der Autor dieses Buches.