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Savonius Rotor - eine Bauanleitung

Die Mehrzahl der Windkraftanlagen besteht als Windturbine mit horizontaler Achse. Deren Rotorblätter besitzen Flügel, wie von Flugzeugen geformt. Der Savonius-Rotor hingegen wird an einer senkrechten Achse befestigt. Bei diesem sogenannten Widerstandsläufer fängt die eine Rotorhälfte den Wind ein, während die andere ihn vorbei leitet. Die Bauform ist einfach, mithilfe einer Anleitung leicht zu bauen.

Horizontalrotoren liegen klar vor Savonius-Rotoren im Einsatz.
Horizontalrotoren liegen klar vor Savonius-Rotoren im Einsatz.

Was Sie benötigen:

  • Schere
  • Pappe
  • Leim
  • Strohhalm
  • Achse/Stricknadel
  • Holzkugel
  • Korken
  • Flasche

Das Prinzip des Vertikal-Rotors ist seit den 1920er Jahren bekannt. Der finnische Schiffsoffizier Namens Savonius hat sich als Erster mit diesem Typ Windturbine beschäftigt. Zu den Einsatzmöglichkeiten neben der Stromerzeugung gehören Wasserpumpen, Bewässerung, Tiefbrunnen und der Antrieb von Schiffen.

Savonius - Erfinder vom vertikalen Rotor 

Dieser Rotor gehört zu  jenen, die relativ leicht nachgebaut werden können. Eigentlich sollte ihn jeder engagierte Heimwerker aus einfachsten Materialien konstruieren können.

  • Die ursprüngliche Konstruktionsidee bestand darin, zwei halbkreisförmige, gebogene Schaufeln beziehungsweise offene Halbzylinder an einer senkrechten Rotorachse zu befestigen. 
  • Die Konstruktion zeichnet sich dadurch aus, dass sie sich unabhängig von der Windrichtung dreht. An die Effektivität einer Windturbine mit horizontaler Achse reichen bisherige Konstruktionen nicht heran.
  • Die Aerodynamik von Horizontalrotoren (Auftriebsläufer) ist besser. Sie erzeugen einen Auftrieb. Vertikalrotoren sind Widerstandsläufer. Die eine Hälfte muss einen kleineren Luftwiderstand haben als die andere. Der Rotor dreht sich, weil dessen eine Hälfte nach außen (leitet Wind vorbei), die andere eben nach innen (fängt den Wind ein) gebogen beziehungsweise gewölbt ist.
  • Eine Kombination aus Savonius-Rotor und Darrieus-Rotor ist effizienter als der H-Rotor …

  • Die Leistungsbeiwerte liegen allerdings nur bei geschätzten 28 Prozent, damit weit unter denen der Horizontalrotoren. Der Vorteil des Savonius-Rotors besteht sicherlich darin, dass er bereits bei geringen Windgeschwindigkeiten Energie liefert. Anlaufprobleme gibt es nicht. Das jeweilige Anlaufdrehmoment reicht aus, um einen über ein Getriebe übersetzten Generator problemlos anlaufen zu lassen.

Einfache Anleitung zum Bau

Die Vertikal-Windkraftanlage besteht im Prinzip aus drei Baugruppen: Zum einen brauchen Sie zwei kreisrunde Scheiben/Platten, zum anderen eine Art längs halbiertes Fass/Rohr oder gewölbte Rotorblätter und zum dritten eine Achse.

  1. Schneiden Sie zwei runde Scheiben aus stärkerer Pappe aus. Dabei muss ein Loch in die Mitte geschnitten werden. Als Flügel eignen sich die Hälften einer Klopapierrolle.
  2. Auf der Webseite Spektrum-Neo finden Sie ein paar extra Zeichnungen online. Somit sollte die Anordnung der versetzten Rotorblätter kein Problem sein.
  3. In die Mitte kleben Sie als Achse einen Strohhalm. Ein angespitzter Holzstab oder eine Stricknadel wird durch den Strohhalm geführt. Auf jedes Ende des Stabes stecken Sie einen Korken.
  4. Zwischen dem Rotor und dem Korken (unten) fügen Sie sozusagen als Kugellager noch eine Holzperle ein.
  5. Den unteren Korken zum Schluss in den Hals einer mit Wasser gefüllten Flasche drücken, schon ist das Windrad standfest und fertig.

Damit die Windturbine Elektrizität erzeugt, braucht es einen Stromgenerator. Dazu werden auf der kreisförmigen Scheibe vier starke Dauermagnete festgemacht, die sich dann über vier Kupferspulen bewegen. Die induzierten Spannungen addieren sich, abhängig von der Rotordrehgeschwindigkeit. Netztauglich wird er letztlich durch Umformen.

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