Windkraft und netzunabhängiges Leben

stromausfall

Das Faszinierende an alternativen Energiequellen ist, dass man süchtig wird, wenn man einmal die Unabhängigkeit der eigenen Stromerzeugung erlebt hat. Das gilt auch für die Windenergie, und dieser Artikel stellt die Leistung eines unserer Leser vor, der netzunabhängig in Kanada lebt.

Der Beginn eines netzunabhängigen Lebens

Bill Morey begann sein netzunabhängiges Abenteuer in Georgian Bay, Ontario, Kanada, und lebt seitdem ein friedliches Leben, ohne von anderen abhängig zu sein. Er hat es geschafft, sich und seine Familie mit seinen eigenen Mitteln und Kenntnissen zu versorgen. Eines der ersten Probleme, für die er eine Lösung finden musste, war der Bedarf an Elektrizität.

Waldhammer-Tipp des Tages:

Bill Morey begann mit einem 12-Volt-System, das von einem alten Auto-Generator gespeist wurde, den er mit einem Gasmotor antrieb, der ursprünglich für den Betrieb einer Wring-Waschmaschine verwendet wurde. Er füllte den Tank mit einem Liter Benzin: Wenn der Treibstoff verbraucht war, lud er ein Paar 12-Volt-Autobatterien auf, die genug Licht für sein Vier-Zimmer-Sommerhaus lieferten.

Morey zog die Bequemlichkeit dieser Beleuchtungseinrichtung der Suche nach einer Taschenlampe oder Öllampe jedes Mal vor, wenn er eines seiner Kinder in der Nacht beruhigen musste. Aber als er beobachtete, wie die Winde über seine Heimat, die Georgian Bay, hinwegfegten, wurde er ungeduldig mit seiner kleinen Erfindung. Warum sollte er für Benzin bezahlen, wenn er die Energie, die er brauchte, einfach selbst erzeugen konnte?

Morey begann, Bücher über Windkraft zu lesen; er sah sich Windkarten an, und es dauerte nicht lange, bis er erkannte, dass der Standort seines Cottages in der Georgian Bay nahezu ideal für Windkraft geeignet war. Erstens wurden in der Gegend häufig Winde im Bereich von 12 bis 16 mph gemessen (grob gesagt wirbelt diese Windgeschwindigkeit Staub auf und bringt kleine Äste in Bewegung). Zweitens war dieser Abschnitt der Georgian Bay so flach, wie ein Gewässer nur sein kann, mit windgepeitschten Felsen, die den vorgeschlagenen Standort des Windgenerators umgaben, und das Ufer war offen für die vorherrschenden Westwinde. Es gab nur wenige Bäume auf der Insel; die Hütte war gut 300 Fuß vom geplanten Standort des Windgenerators entfernt.

Als nächstes betrachtete Morey seinen Strombedarf. Da sein Kühlschrank mit Propangas betrieben wurde, ging er davon aus, dass er hauptsächlich Strom für die Beleuchtung und die Funkgeräte benötigte. Ein 200-Watt-Generator würde ausreichen. Nach einigen Vergleichseinkäufen kaufte er ein 200-Watt-14-Ampere-Win-Ladegerät, das er für deutlich weniger als die 1.000 Dollar kaufen und installieren konnte, die er für diesen Zweck vorgesehen hatte. Natürlich hätte er sich für ein größeres Gerät entscheiden können, wenn er ein 120-Volt-System gewollt oder genug Saft für den Betrieb eines 12-Volt-Kühlschranks benötigt hätte.

Der Wincharger erfüllte den Zweck, den er wollte. Erstens war es ziemlich einfach und etwas, das Morey beim Kauf von Geräten berücksichtigt. Da er weit weg von allen ist, die Erfahrung mit Windkraftanlagen haben, wollte er sichergehen, dass er etwas kauft, das er selbst reparieren kann. Zweitens brauchte Morey ein Gerät, das leicht genug ist, um es mit dem Boot zu transportieren und mit wenig Hilfe zu installieren. Drittens dachte er über die Kosten nach. Tausend Dollar schienen ein angemessener Grenzwert für die Leistung zu sein, die das Gerät liefern würde.
Es wäre zwar billiger, als für ein Unterwasserkabel zur Insel zu bezahlen, aber die Strommenge, die es würde, könnte leicht von einem 120-Volt-Benzin-Generator bewältigt werden, den er bekommen hatte, als die ursprünglichen Besitzer niemanden finden konnten, der kompetent genug war, ihn zu reparieren.

Trotz dieser Reservestromquelle war Morey der Meinung, dass eine Investition von 1.000 Dollar, die die Abhängigkeit von einem fossilen Brennstoff beseitigen könnte, das Geld wert war. Mehr wäre unpraktisch gewesen. Weniger war unwahrscheinlich, wenn man bedenkt, dass die meisten erhältlichen Windkraftanlagen aus amerikanischer Produktion stammten und er als Kanadier ziemlich hohe Wechselkurse zahlen musste.

Turm

Da sich sein Haus auf einer windgepeitschten Insel mit wenigen Bäumen in der Umgebung und ohne Hügel befindet, montierte Morey seinen Wincharger auf einem 8 x 10 Fuß großen Lagerschuppen auf einer felsigen Landzunge, die den vorherrschenden Westwinden ausgesetzt ist. Er tat eine Sache, vor der ihn seine Lektüre gewarnt hatte.

Da das Dach des Schuppens bereits gut 10 bis 12 Fuß über der Wasserlinie lag und der mit dem Windgenerator gelieferte Turm weitere 10 Fuß bot, beschloss er, sich nicht darum zu kümmern, eine Reihe von Zedern zu entfernen, die den Schuppen vor seinem Haus verbargen. Aus diesem Grund böen die Winde gelegentlich um die Zedern herum, was die Windgeschwindigkeit reduziert und somit die Ladekapazität des Generators verringert.

Da der Generator seinen Bedarf jedoch mehr als ausreichend deckt. Morey war nicht beunruhigt. Idealerweise hätte er entweder die Bäume entfernen oder einen Turm bauen sollen, der so hoch ist, dass die Stütze 30 Fuß höher ist als jedes Hindernis im Umkreis von 300 Fuß. Morey ist der Meinung, dass der Nachteil der wirbelnden Winde bei weitem durch die Kosten für den Bau eines Turms aufgewogen wird, den er für sein System nicht benötigt.

Morey verstrebte das Innere seines Schuppens mit 2 x 6 Brettern, die er an den Dachsparren befestigte, dann montierte er den Turm darauf und fixierte ihn mit 3/8-Zoll-Schlittenschrauben – zwei pro Bein -, die er durch vorgebohrte Löcher im Dach einführte und auf der Innenseite mit Muttern befestigte.

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Um seine Investition vor den Blitzen zu schützen, die häufig in der offenen Bucht einschlagen, erdete er den Turm mit einem übrig gebliebenen Aluminiumkabel, das er an der Spitze des Turms festschraubte, an der Innenseite eines der Beine hinunterführte, über das Schuppendach, die seeseitige Wand hinunter und ins Wasser.

Morey bevorzugt entweder Aluminium- oder Kupferkabel wegen ihrer hervorragenden Leitfähigkeit. Obwohl er einige zur Hand hatte, hat er inzwischen festgestellt, dass einige Energieversorgungsunternehmen oft Altkabel haben, die sie bereit sind zu verschenken.

Vor der Montage der Ladeeinheit bohrte Morey zwei Löcher in das Holly-Lager (die Welle, auf der sich der Generatorkopf dreht) und setzte zwei Schmiernippel ein. Er war der Meinung, dass dies das Lager vor Rost schützen würde, ein wichtiger Aspekt, wenn man bedenkt, dass es dieses Lager ist, auf dem der Generator hin und her schwingt, um den Propeller in den Wind zu halten. Durch das Einfetten wurde auch jegliches Quietschen beseitigt.

Er warnt Neulinge davor, ihren Windgenerator direkt an ihr Haus oder ein Gebäude zu montieren, in dem sie viel Zeit verbringen. Wenn die Rotorblätter selbst bei schwachem Wind schneller werden, klingen sie wie die Propeller eines Flugzeugs, das gerade abhebt – eine unnötige Unannehmlichkeit für Menschen, die auf Windkraft umgestiegen sind, um mehr natürliche Energiequellen zu nutzen. Es gibt auch ziemlich viele Vibrationen.

Montage

Mit dem Turm und dem Erdungssystem an Ort und Stelle montierte Morey als Nächstes den eigentlichen Generator (ohne die Flügel) und schloss Drähte der Stärke 8 an die Plus- und Minusklemmen an – schwarz für Plus, weiß für Minus. Obwohl 120-Volt-Benutzer mit billigem Draht auskommen, ist es wichtig, bei der Arbeit mit 12-Volt-Systemen einen Draht mit starker Stärke zu verwenden.
Nach dem Anschluss an den Generator wurden die Zuleitungskabel an der Innenseite eines der Turmfüße hinuntergeführt und dann durch ein Loch im Schuppendach am Fuß des Turms gebohrt (Morey verwendete eine Teerflickmasse, um die Gefahr von Leckagen zu verringern. Er glaubte nicht, dass der gummibeschichtete Draht eine Durchgangsverschraubung benötigt) und in das mit dem Wincharger gelieferte Bedienfeld.

Nach einiger Zeit des Gebrauchs passte Morey das Bedienfeld an, um eine vermutete Schwachstelle zu beseitigen. In den ersten zwei Monaten bemerkte er, dass ein Teil seines Ladesystems immer wieder kaputt ging. In der Schalttafel befindet sich eine Halbleiterdiode, die den Stromfluss in eine Richtung (d.h. vom Windrad zur geladenen Batterie), aber nicht in die andere Richtung (von der Batterie zum Windrad) zulässt.

Morey bemerkte, dass diese Diode ständig knackte. An der Diode selbst war es nicht zu erkennen, aber als er während einer Flaute bemerkte, dass sich die Flügel seines Windgenerators drehten, dauerte es nicht lange, bis er herausfand, dass sie von der Batterie mit Strom versorgt wurden. Irgendetwas war mit der Diode passiert, so dass der Strom in der Leitung rückwärts lief.
Morey wusste, dass sich Dioden erhitzen, wenn Strom durch sie fließt. Zunächst vermutete er, dass der mit dem Wincharger gelieferte Standardkühlkörper nicht groß genug war, um genug Wärme zu übertragen, um die Diode zu schützen, und dass das winzige Gerät einfach überhitzt wurde. Er ersetzte den gerippten Kühlkörper durch einen größeren (eigentlich der Anschlussblock eines Wäschetrockners), den er in einem Elektronikgeschäft kaufte.

Erst später entdeckte Morey, dass seine Diode “gebraten” wurde – aber nicht auf die Art und Weise, die er vermutete. Der Übeltäter war ein Blitzschlag. Wenn es in der Nähe ein Gewitter gab, konnte ein Blitzeinschlag, selbst wenn er mehrere Kilometer entfernt war, die Diode “zappen”, so dass der Strom in beide Richtungen über die Leitungen floss.

Wenn er das Problem nicht schnell bemerkte, wurden seine Batterien trotz des sich gesund drehenden Generatorblatts entleert. Um dies zu verhindern, fügte er einen Schalter hinzu, der die Diode von der Stromleitung des Windrads trennt (aber immer noch Strom zu seinen Ladebatterien fließen lässt) und sie so schützt. Morey betätigt diesen Schalter bei den ersten Anzeichen eines Gewitters und schaltet ihn aus, wenn die Blitzgefahr vorüber ist.

Nachdem er die Verkabelung abgeschlossen hatte, und bevor er die Flügel montierte. Morey schloss einen Draht an das Bremskabel des Windrads an. Dieses Drahtseil führt an der Wasserseite des Schuppens entlang und zu einem großen Haken, der an einem der Wandständer befestigt ist. Morey fügte am Ende des Drahts ein Drehschloss hinzu. Um die Flügel des Winchargers zu stoppen, zieht er die Schraube einfach so weit an, dass das Bremskabel an der Basis des Windgenerators herausgezogen wird.

Morey zog die Bremse an, während er die Flügel montierte. Dann lehnte er sich zurück, um seine Kreation zu bewundern, bevor er das Bedienfeld mit den Batterien verband, die sein 12-Volt-System versorgen.

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Anstatt den schwankenden Strom, den der Wind liefert, zu nutzen, stabilisiert und speichert Morey ihn in zwei 6-Volt-Batterien, die in Reihe geschaltet sind, um 12 Volt zu speichern. Er bewahrt dieses Kraftpaket auf einem überdachten Regal direkt vor der Küchentür seines Häuschens auf. Er verwendet Deep-Cycle-Batterien, wie sie für den Einsatz in einem Trolling-Motor eines Golfwagens hergestellt werden. Ihr Vorteil gegenüber Autobatterien ist, dass sie eine große Anzahl von Ladungen und Entladungen verkraften können. Obwohl sie preiswerter sind, können Autobatterien nicht die ständigen Lade- und Entladevorgänge verkraften, die eine Windkraftanlage erfordert.

Morey lagert die Batterien in einem Außenregal, wo Säure nicht auslaufen kann. Beim Aufladen, insbesondere beim Überladen, geben die Batterien Wasserstoff und Sauerstoff ab. Da beide Gase flüchtig sind, ist es eine gute Idee, die geladenen Batterien von jeder Funkenquelle fernzuhalten. Indem man sie auf ein gut belüftetes Außenregal stellt, verhindert man, dass schädliche Gase ins Haus entweichen.

Da er sein 12-Volt-System nur in den sechs Sommermonaten nutzt, hat er die Batterien vor Wind und Regen geschützt, sich aber nicht um die Isolierung gekümmert. Wäre er ein Winternutzer gewesen, hätte er einen gut belüfteten Innenraum bauen müssen.

Morey schaltete seine beiden 6-Volt-Batterien in Reihe und verband mit einem Kabel den Pluspol der einen mit dem Minuspol der anderen. Er verdrahtete dann ein Voltmeter in sein System. Er ist der Meinung, dass die durchschnittliche Voltmeter nicht detailliert genug Messwerte geben. Stattdessen kaufte er ein Voltmeter mit erweiterter Skala (erhältlich in den meisten Eisenwaren-, Automobil- und Elektronikgeschäften). Solche Messgeräte zeigen nur die Werte 10 bis 15 oder 12 bis 18 an, genau die Zahlen, die er benötigt.

Wenn die Nadel in Richtung der 10er-Marke fällt, entfernt er die Bremse seines Windladegeräts oder betet um Wind (was auf seiner windgepeitschten Insel nicht oft nötig ist). Steigt sie in Richtung 15, erkennt er, dass die Batterien ausreichend geladen sind, und zieht die Bremse an.

Freie Windkraft

Als er sein Windsystem zum ersten Mal aufstellte, war Morey bei seinem letzten Schritt etwas unvorsichtig. Da er nicht wollte, dass all der kostenlose Wind verschwendet wird, erlaubte er seinem Windgenerator, Batterien zu laden, die bereits genug Saft hatten. Das Ergebnis waren “gebratene” Batterien. Jetzt schaltet er den Generator ab, wenn sein Voltmeter sich 15 nähert, weil er weiß, dass das Laden von voll geladenen Batterien: Überhitzung der Batterie.
den Elektrolyt (das ist die Schwefelsäuremischung) austrocknen. Unerwünschte Gase erzeugen. die Lebensdauer der Batterie verkürzt. keinen zusätzlichen Strom speichern.

“Es ist in etwa so, als würde man Ihnen 50 Gallonen Benzin gratis anbieten”, erklärt Morey. “Der Haken ist, dass Sie es in Ihren Honda füllen müssen – und zwar alle auf einmal. 10 bis 15 Gallonen werden nutzbar sein, der Rest verteilt sich auf dem Boden.”

Obwohl Morey keine Probleme damit hatte, das falsche Gerät in die falsche Steckdose zu stecken (außer als seine Frau den 120-Volt-Staubsauger in eine 12-Volt-Steckdose steckte und sich dann wunderte, warum sie keine Saugkraft hatte), würde er, wenn er wieder anfangen müsste, Zigarettenanzünder-Steckdosen verwenden.

Wenn er dann einige Buchsen in diesem Boot und in der Kabine verdrahtete, konnte er seine Funkgeräte in seinem Auto, Sommerhaus oder Kreuzfahrtschiff benutzen. Diese Verbesserung würde auch verhindern, dass ein Gast ein 12-Volt-Gerät zerstört, indem er es an eine L20-Volt-Steckdose anschließt. Die Verwendung von Zigarettenanzünderkabeln würde es auch einfacher machen, einige der vielen 12-Volt-Geräte (Kaffeemaschinen, Flaschenwärmer, Luftpumpen, Scheinwerfer usw.) zu verwenden, die für den Einsatz in Freizeitfahrzeugen hergestellt werden. “Stellen Sie nur sicher, dass Sie alle Kabel des amerikanischen Typs verwenden”, rät Morey. “Die Größen sind nicht standardisiert.”

Diese Geschichte über das netzunabhängige Leben wurde uns von Bill Morey zugesandt, der in Ontario, Kanada, netzunabhängig lebt. Alle Credits gehen an Bill.

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