Projekte:Bastelprojekt Wind / Druckluft
Bauen: Bau-Orga, Materialbedarf, Unternehmen - Anschlüsse/Leitungen, Brandschutz, Windrad Bunker
Termine: Baucamp 2008 2009 2010 2011 2012 Öko-Bau, Fachleute-Treffen, Open Space-Konferenz
Auf der Zukunftswerkstatt hatte ich angeregt, ein - bislang imaginäres - Windrad nicht etwa Strom erzeugen zu lassen, sondern die Energie in Form von Druckluft zu speichern, da das ökischer ist, als es in vielen, vielen (Blei-) Akkus zu tun.
Ich habe mich jetzt mal ein wenig im Netz umgesehen und habe etliches gefunden. Sowohl Bastler als auch Großkonzerne arbeiten im Moment gerade an dieser Variante.
Bastler sind gut für technische Zusammenarbeit in Detailfragen, Großkonzerne sind gut für Projekte und zum anschnorren (Links nur als Beispiele)
Ich habe Lust zu Basteln :-)
Wer auch Lust dazu hat, kann sich bei mir melden, dann basteln wir zusammen.
-- Frank Thiem
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Ergebnisse eines ersten Treffens zur Windkraftnutzung per Drucklufterzeugung
Arbeitstitel "Projekt AufWind"
Ich habe mich mit einem Freund getroffen, der vorhat, sich einen Savoniusrotor zur Drucklufterzeugung zu bauen.
Was ist ein "Savoniusrotor"?
Rechts ist ein "klassischer" Savoniusrotor zu sehen. Dieser hat 3 übereinander angeordnete Segmente, es können aber auch weniger oder mehr sein. Die Drehachse steht senkrecht, der Generator, Kompressor o.ä. kann daher am untersten Punkt angebracht werden und muss nicht in (großer) Höhe montiert und gewartet werden. Der klassische Savoniusrotor hat pro vertikalem Segment nur zwei Flügel und deshalb einen "Totpunkt", an dem sie evtl. trotz Wind nicht anfangen, sich zu drehen. Verbesserte Typen haben drei Flügel und laufen dehalb immer von selbst an. Diese werden Durchströmrotoren genannt.
Warum Savoniusrotor?
Savoniusrotoren laufen gegenüber "Propeller"-Windmühlen bereits bei kleineren Windstärken an. Sie eignen sich somit vor allem für kleine bis mittleren Windgeschwindigkeiten und Leistungen unter 1kW. "Propeller"-Windmühlen sind tendenziell besser für höhere Windgeschwindigkeiten (und Leistungen) geeignet, also eher für (Groß-) Industrieelle Anwendungen. Angeblich sind Savonius-Rotoren lauter als "Propeller"-Rotoren, aber das dürfte angesichts des gegenüberliegenden Großmarktes mit seinem Ladebetrieb nicht weiter in's Gewicht fallen.
Wohin?
Da der Rotor hoch und schmal ist, kann er auf dem Erdboden aufgestellt werden. Er ragt dann bis zu 5 m empor und wird von einem Gestell gehalten, dass im einfachsten Fall aus zwei abgespannten Baumstämmen mit ein paar Querstreben bestehen kann. Gegenüber der Aufstellung auf dem Dach ist das sicherheits- wie genehmigungstechnisch deutlich einfacher.
Was tun mit der Drehbewegung?
- Luft komprimieren
Druckluft ist ein ähnlich universelles Arbeitsmittel wie Elektrizität, aber einfacher zu speichern. Druckluft kann mensch ähnlich wie Strom in alle anderen Energieformen überführen: Strom, Wärme, Schall, Lageenergie, Drehbewegung ... Als Speicher böte sich der Bunker an, wenn mensch den dicht kriegt (wir sind da optimistisch). Aber auch ohne Bunker: alte Druckluft-Tanks sind gut zu kriegen. Wir können sie ja auch verbuddeln (wegen der Sicherheit, falls einer platzt).
- Strom
Erfordert nicht nur viele unökische Akkus zur Speicherung, sondern auch eine nicht ganz unaufwändige Regelung. Geht natürlich trotzdem, vielleicht als "Beiprodukt".
- Wasser pumpen
Vielleicht für die Kläranlage? Eventuell ist es aber auch günstiger, das Wasser mit gespeicherter Druckluft zu pumpen.
- Fahrstuhl betreiben (Barrierefreiheit)
Hier dürften hauptsächlich Sicherheitsbedenken wichtig sein ...
Wie soll die Luft komprimiert werden?
Mit einem handelsüblichen (aber geschnorrten) Werkstattkompressor mittlerer Größe. Die haben meist eine Keilriemenenübertragung vom (Elektro-) Motor zum Kompressor. Hier kann mensch sich ganz einfach andocken und auch ggf. eine einfache Kupplung bauen, falls der Kompressor den Dauerbetrieb uncool findet. Die Idee, einen Kompressor selber zu bauen, wurde verworfen. Warum schlecht selbst basteln, was es schon gut gibt?
Wie stark wird die Luft komprimiert?
Wir denken an 4 bis 5 bar. Darüber steigen Verluste durch (unvermeidliche, winzige) Lecks stark an, darunter bringen Druckzylinder u.ä. nicht so viel Leistung. Druckluftwerkzeuge (-schrauber, -bohrmaschinen, -pumpen) fühlen sich in diesem Druckbereich pudelwohl. "VW macht das auch so". Na dann ...
Verluste
... treten auf, wenn Luft komprimiert wird. Sie drücken sich darin aus, dass die Luft sich beim Komprimieren erwärmt und die Wärme in die Umgebung entweicht. Die Verluste betragen - wenn alles gut läuft - ca. 1/4 der gesamten dem Wind entnommenen Energie und entstehen leider im Kompressor, wo sie kontraproduktiv sind. Sie vergrößern dort die Gefahr eines "Kolbenfressers". Daher die Erwähnung einer Kupplung weiter oben. Diese Kupplung müsste den Kompressor regelmäßig "auskuppeln" und ihm Zeit zur Abkühlung geben. Nun ist ja das "Rohmaterial" Wind kostenlos, mensch könnte also denken, dass uns die Verluste egal sein könnten (solange der Kompressor nicht überhitzt). Aber hier besteht noch ein erhebliches Potenzial zur Effektivitätssteigerung ... Großindustriell sollen diese Verluste dadurch wettgemacht werden, dass die Wärme genutzt wird, um einen Teil der Druckluft (stark) zu erhitzen; diese wird dann in konventionelle Verbrennungskraftwerke eingeblasen, wodurch deren Wirkungsgrad enorm steigt. Ob dieses Prinzip auf das Projekthaus übertragbar ist, ist noch nicht ergründet. Prinzipiell ist auch denkbar, über dem Bunker (wenn der der Drucktank ist) ein Gewächshaus zu bauen ... ... oder eine passiv beheizte Fahrradgarage ...
Und was tut mensch dann mit der Druckluft?
Es gibt Druckluftmotore. Diese könnten z.B. die Kompressoren der Geothermie- und Solarwärmepumpen antreiben. Diese Idee war ja der Stein des Anstoßes für das Wind->Druckluft Projekt "AufWind" gewesen. Aber auch die Motorwerkzeuge der Werkstätten, Hächsler, Küchenmaschinen könten mit Druckluft betrieben werden. Wie gesagt - Druckluft ist ein ähnlich universelles Arbeitsmittel wie Elektrizität. Lediglich die Umwandlung in Licht gestaltet sich schwierig. Hier wäre es ggf. günstig, einen Teil der Druckluft über einen Druckluftmotor mit nachgeschaltetem Generator bei Bedarf in Strom zu wandeln.
2B continued ...
