Stell dir vor, du müsstest lediglich eine Anleitung herunterladen und einen Druckprozess in Gang setzen, um dir bald dein eigenes Windrad im Garten aufzustellen. Was kaum vorstellbar klingen mag, ist dank der heute verfügbaren 3D-Drucker längst kein Problem mehr. Erst kürzlich teilte der YouTuber Robert Murray-Smith ein interessantes 3D-Druckprojekt, bei dem du besondere Windturbinen herstellen kannst. Sie bauen auf einem System auf, das man ursprünglich für Wasserräder aus dem 19. Jahrhundert nutzte.
Windräder für jedermann nach Vorbild des Pelton-Rads
Robert Murray-Smith dachte über neue und effiziente Konzepte für Windräder nach. Dabei kam ihm der Geistesblitz, man könne sowohl für Luft als auch Wasser ähnliche Technologien verwenden, da es bei beiden um Fluide handelt. So entschloss sich der YouTuber ein eigenes Windrad-Konzept für 3D-Drucker zu entwerfen, dass sich an dem Pelton-Rad zur Wasserkraftgewinnung orientiert. Die Besonderheiten des Pelton-Rads liegen in den speziell geformten Schaufeln, die den Wasserstrahl um 180 Grad umlenken. Dadurch entsteht ein zusätzlicher Rückstoß, der das Wasserrad stärker nach vorn antreibt. Obwohl die Räder bereits im 19. Jahrhundert erfunden wurden, erreichten sie so einen Wirkungsgrad von bis zu 98 Prozent in der Stromgewinnung.
Murray-Smiths Windturbinendesign überträgt dieses Prinzip auf die Luftströmung, indem er aerodynamische Flügelprofile mit Pelton-ähnlichen Schaufeln kombiniert. Der Prototyp sorgt so dafür, dass die Luft zunächst an den Flügeln des Windrads entlanggleitet, um dann in die Schaufeln gelenkt zu werden, die sie ähnlich den Wasserstrahlen umlenkt. Im Vergleich zu herkömmlichen Windrädern soll so eine höhere Effizienz erzielt werden. Um einen Druckaufbau im Inneren des Windrads zu verhindern, setzt das Design zurzeit auf eine offene Oberseite. Ansonsten könnte der Druckaufbau im Windrad zu Beschädigungen an der Turbine führen. Wie Murray-Smith erklärt, könnte jedoch eine Abdeckung mit Auslassöffnung die Leistung der Turbine weiterhin verbessern. Ebenso sieht er Potenzial darin, die Führung des Luftstroms zu optimieren. Mit diesen Maßnahmen ließe sich die Gegenkraft reduzieren, der kreisförmige Turbinen sonst ausgesetzt sind.
3D-Modell frei verfügbar
Alle Interessenten können sich das 3D-Modell der Turbine auf der Plattform Thingiverse frei herunterladen. Murray-Smith möchte das Design bewusst Interessenten zur Verfügung stellen, damit dieses es nachbauen und ausgiebig testen können. Dadurch erhofft er sich nicht nur mehr Informationen über die tatsächliche Effizienz eines Prototyps, sondern auch wertvolle Daten für die Weiterentwicklung und Verbesserung des Modells. Das Beispiel zeigt, wie flexibel wir dank unserer heutigen Möglichkeiten Technologien auch in heimischen Wänden herstellen können. Sollte sich die Effizienz des Modells als ähnlich hoch wie bei den Pelton-Rädern für Wasserkraft herausstellen, könnten die 3D-Druckwindrädern eine wertvolle Bereicherung für Privathaushalte werden. Ebenso lassen sich Konzepte durch den offenen Austausch mit vielen Interessierten wesentlich diverser auf Hürden und Schwachstellen überprüfen als bei reinen Labortestbedingungen. Man darf somit gespannt bleiben, wie sich das 3D-Windrad aus dem Drucker weiterentwickelt. Hier kannst du dir Murray-Smiths YouTube-Video zum Pelton-Windrad ansehen:
