Das Piggott Windrad-Konzept

Das Windrad-Konzept aus unseren Projekten

Für unsere Workshops und Projekte greifen wir auf das bekannte und erprobte Windrad-Design unseres guten Freundes Hugh Piggott zurück. Seit 2012 arbeiten wir mit Hugh bei der Weiterentwicklung und praktischen Anwendung des Selbstbau-Windrades eng zusammen.

Wir benutzen vorrangig folgende Kleinwindrad-Typen:

Das 2F Windrad

 Das 2F Piggott Windrad-Design

  • Das 2F Piggott Windrad
  • 2 m Rotordurchmesser
  • 500W Nennleistung @ 11 m/s
  • 12, 24 oder 48V Inselsystem, oder auch Netzeinspeisung über Wechselrichter
  • ~500kWh/ Jahr @ 4 m/s  durchschnittlicher Windgeschwindigkeit
    ~1000kWh / Jahr @ 5,6 m/s durchschnittlicher Windgeschwindigkeit
  • 350€ – 400€ Materialkosten für das Windrad ohne Zubehör
  •  2F Leistungskurve, gemessen in Schottland von Hugh Piggott

Das 4F Windrad

Das 4F Piggott Windrad-Design

  • 4 m Rotordurchmesser
  • 2000W Nennleistung @ 11 m/s
  • 24V oder 48V Inselsystem, oder auch Netzeinspeisung über Wechselrichter
  • ~1800kWh/ Jahr @ 4 m/s durchschnittlicher Windgeschwindigkeit
    ~3000kWh / Jahr @ 5 m/s durchschnittlicher Windgeschwindigkeit
  • 700€ Materialkosten für das Windrad ohne Zubehör

Die Nennleistung ist die maximal erreichbare elektrische Leistung des Kleinwindrades bei Volllast.
Die Kilowattstunden (kWh) wurden für bestimmte durchschnittliche Windgeschwindigkeiten errechnet. Die Werte dienen zur Orientierung.

Die Kleinwindräder verfügen über eine automatische Sturmsicherung, welche die Leistung in starken Winden begrenzt. Dies geschieht rein mechanisch durch den Winddruck von vorne, welcher den Rotor bei zu starkem Wind zur Seite aus der Windrichtung schwenkt.

Alle Windräder der „F“ Reihe sind nach dem selben Prinzip aufgebaut. Sie bestehen aus einem Rotor mit 3 aerodynamisch optimierten Rotorblättern aus Holz, einen permanenterregten Scheibenläufer-Generator mit zwei Magnetscheiben und einem Stator, einem Metallrahmen welcher alles zusammenfügt sowie einer Steuerfahne, welche das Windrad in die Windrichtung ausrichtet.

Der Generator

Wir arbeiten derzeit an einer Deutschen Version von Hugh Piggott’s ursprünglichem Windrad-Bauplänen. Dabei arbeiten wir eng mit Hugh zusammen, um die neuesten Erfahrungen aus den letzten Jahren mit einfließen zu lassen.

 

Wann macht ein Kleinwindrad Sinn?

Bevor man sich dafür entscheidet ein Kleinwindrad aufzustellen, sollte man definitiv ein wenig planen.  Wesentliche Faktoren sind, wie auch statistisch belegt wurde, Spaß und Freude am Betrieb einer Kleinwindanlage. Das trifft vor allem zu, wenn diese auch selbst gebaut wurde. Hier wollen wir nun auch etwas die Fakten zu Effizienz und Energieertrag beleuchten.

Am wichtigsten ist natürlich man braucht WIND!
Ein guter Standort für ein Kleinwindrad ist offen, exponiert und frei von Hindernissen rund um das Windrad.

Das bedeutet, das Windrad muss in jedem Fall auf einem Mast sitzen, welcher Bäume, Sträucher & sonstige Objekte um einige Meter überragt. Dabei geht es darum, das Windrad außerhalb der turbulenten Luftschicht in Bodennähe zu bringen. Warum nicht also aufs Dach? Eine Dachmontage ist leider in den Wenigsten Fällen eine gute Lösung. Erstens ist die Luftströmung auf einem Dach meist stark turbulent und damit schlecht zur Nutzung mit dem Windrad geeignet. Die Luft trifft das Gebäude und streicht darüber hinweg, dabei entstehen Wirbel und Strömungsabrisse. Wir wollen aber gleichmäßige, konstante Luftströmungen für das Kleinwindrad. Zweitens erzeugt jedes Windrad leichte Vibrationen, welche über das Dach direkt an das Gebäude weitergegeben werden. Das lässt sich auch mit aufwändigen Entkopplern nur schwer ganz eliminieren.

Deshalb ist ein freistehender Mast in einiger Entfernung zu Gebäuden, welcher diese in der Höhe bestenfalls überragt oft die bessere Lösung.
Eine Windmessung am geplanten Standort ist ratsam, weil die Windverhältnisse sehr individuell zu bewerten sind und selbst an einem gefühlt “windigen“ Standort die tatsächliche Ausbeute auf Grund von Hindernissen, Bäumen, etc. schwer vorhersehbar ist.

Ein 2F Piggott-Kleinwindrad an einem optimalen Standort

Die nutzbare Energie steigt mit dem Durchmesser des Windrades zum Quadrat, aber mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit. Daher gilt: besser ein höherer Mast für mehr Wind, als ein größeres Windrad.

Allgemeine meteorologische Karten können helfen, ein grobes Bild der vorherrschenden Windverhältnisse zu erhalten.

Die gute Nachricht ist, dass unsere Piggott-Selbstbau-Kleinwindräder aufgrund der verschiedenen realisierbaren Größen und Systemspannungen ein relativ breites Anwendungsspektrum haben und damit an vielen Standorten in autarken Inselsystemen oder am Netz zur Einspeisung nutzbar sind.