Der Bau eines aerodynamischen Windflügels

oder was man aus einem Stück Holz so alles machen kann !

Da unsere Windräder keine Getriebe zwischen Windflügel und Generator verwenden, muss der Windflügel entsprechend schnelläufig sein, damit auch schon bei wenig Wind Ladestrom fliesst. Dieses wird erreicht durch den Bau eines aerodynamischen Windflügels mit Auftriebsprofil.

Folgend wird der Bau eines aerodynamischen Windflügels gezeigt.
Um einen möglichst ruhigen Lauf und eine optimale Anlaufkraft zu erreichen ist der Flügel verwunden ausgeführt, d.h. der Anstellwinkel des Flügelblattes ist an der Nabe grösser als an der Flügelspitze.
Um den Flügelbau zu vereinfachen kann der Windflügel aber auch ohne Verwindung gebaut werden. Allerdings mit Nachteilen im Anlauf und Laufgeräusch.
 

Materialauswahl der Holzbohle

Eigenschaften:
 Das Holz sollte fest, zäh, leicht, beständig und gut zu verarbeiten sein.
Als optimal hat sich Eschenholz erwiesen, Kiefern oder Fichtenholz kann aber auch verwendet werden.

Wichtig:
Die Jahresringe sollten die Bohle senkrecht durchziehen - damit sie sich möglichst wenig verzieht
Falls die Bohle nicht am Stück zu bekommen ist, kann sie auch aus einzelnen Brettchen zusammengeleimt werden.
(unbedingt wasserfesten Leim verwenden.)

Schritt 1.

Bohle an beiden Enden verjüngen und Mittelbohrung anbringen.
( zur Überprüfung des Gleichgewichtes )

Schritt 2.

Profilanstellwinkel an der Hinterkante der Luv- Seite anzeichnen (1) und Material abhobeln, raspeln.
Dabei auf gleichmässigen Übergang (2) zur Flügelmitte achten. Die Fläche quer zum Flügel muss absolut eben sein. Abbildung (3) zeigt den Flügelquerschnitt mit aufgelegtem Lineal zur Überprüfung der Fläche.

Beachte: Ein schmaler Bereich der Flügelvorderkante darf nicht bearbeitet werden! Er wird später unter Verwendung der Profilschablonen zur Profilnase
geformt.

Info: Luv-Seite ist die Vorderseite/ flache Seite des Windflügels.

Schritt 3.

Herstellen des Profil- Schablonensatzes entsprechend dem ausgewähltem Profil.
Je nach Flügelbauweise sind 4 - 9 unterschiedliche Schablonen erforderlich.
Bei verwundenen Flügeln evt. noch mehr.

Die Bezugsflächen (A) & (B) werden in Verbindung mit einem Lineal zu Überprüfung auf Masshaltigkeit der Lee- Seite verwendet. Dazu wird der Flügel so lange an den entsprechenden Stellen bearbeitet bis er die genaue Form der Schablone besitzt und die Bezugsflächen
(A) & (B) ein an der Luv- Seite angelegtes Lineal berühren.

Die Rundung der Profilnase beginnt am Punkt (N) und endet am Punkt (R).

Schritt 4.

Bearbeitung der Lee- Seite des Windflügels durch Hobeln und Raspeln.

Mit den Profilschablonen an den entsprechenden Stellen (1),(2),(3) den Windflügel auf Masshaltigkeit überprüfen.
Anschliessend das Material zwischen den einzelnen Messstellen weghobeln.


Info: Die Lee- Seite ist die gewölbte / Rückseite des Windflügels.

Schritt 5.

Formgebung der Profilnase (2) unter Verwendung der Profilschablonen Luv- Seite.   - siehe auch Schritt 3

Flügelhinterkante bearbeiten (nur 1 mm dick lassen ! ) sonst macht der Flügel später Laufgeräusche.
Auf gleichmässigen Übergang (1) zur
 Flügelmitte achten!

Schritt 6.

Zusägen der Flügelspitze und Bearbeiten des Übergangs von der Profilnase (starke Rundung) zur Hinterkante (ganz dünn 1 mm).

Bohren der Löcher für die Befestigung des Windflügels am Generator.

Hinweis:
Zwischendurch immer wieder auf Gleichgewicht prüfen !!
Dazu Schraubenzieher durch Mittelbohrung stecken und prüfen ob der Windflügel sich im Gleichgewicht befindet.
Eventuell  die zu schwere Seite nacharbeiten um Gleichgewicht herzustellen.

Schritt 7.

Schmirgeln des Flügels.
Erst grob dann immer feiner, bis alle Unebenheiten beseitigt sind und der Flügel absolut glatt ist. (Gleichgewichtsprüfung!!)

Schritt 8.

Anbringen des Hagelschutzes am äusseren Drittel des Windflügels.

• zu schützenden Bereich auf Flügel anzeichnen.(gestrichelte Linien)
• Glasfasergewebe zuschneiden (3- lagig) -obere Lage grösser zuschneiden als erforderlich und alle 3 Lagen mit Klebeband am Flügel faltenfrei in Position bringen.
• Nun die Gewebematten mit Epoxidharz bis zum markierten Bereich tränken.
• Gleichgewichtsprüfung!!
• Nach dem Aushärten des Epoxidharzes die Gewebematten mit dem Flügel verschleifen.

Schritt 9.

Die Lackierung,
muss unbedingt in mehreren dünnen Schichten ausgeführt werden !

Info: Mehrere dünne Schichten halten besser wie eine dicke Schicht !!

Die Grundierung bei den ersten Anstrichen stark verdünnen, damit sie gut ins Holz einzieht.
Zwischen den folgenden Anstrichen den Flügel mit feinen Schmirgel anschleifen.

Gleichgewichtsprüfung nicht vergessen !!

Nach dem Endanstrich mit Lackfarbe erfolgt eine abschliessende Überprüfung auf Gleichgewicht. Eventuell noch vorhandenes Ungleichgewicht kann durch einen zusätzlichen Farbauftrag auf die zu leichte Flügelseite ausgeglichen werden.


Haltbarkeit der Lackierung

Die Lackierung des Windflügels hält nach unseren Erfahrungen ca. 2-5 Jahre.
Falls Schäden an der Lackierung festgestellt werden, sollten diese unverzüglich ausgebessert werden um Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern.


Reinigung und Konservierung des Windflügels

Im Sommer sollte der Insektenschlag an der vorderen Flügelkante hin und wieder entfernt werden, da dieser zu Leistungseinbussen und Laufgeräuschen führen kann.
Nach der Reinigung empfiehlt sich eine Behandlung mit Autopolitur oder Hartwachs. Diese machen die Oberfläche des Flügels glatt und unempfindlich gegen Verschmutzung.

Hinweis:
Die obenstehende Baubeschreibung soll nur einen Überblick zu den anfallenden Arbeiten vermitteln.
Vor Bau eines Windflügels wird das Studium entsprechender Literatur empfohlen!

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letzte Aktualisierung: 15. Januar 2012        Version 26.16     (c ) 2004 - 2012 wewima-windtechnik