Windkraft ist ein interessantes Gebiet im Bereich alternativer Energien. In einem "Windkraft-Workshop" kann man die Kinder über das Potential der Windenergie aufklären sowie viele Gerüchte und Missverständnisse, die die Verblödungsindustrie im Auftrag der Atom- und Erdöllobby verbreitet, nachhaltig beiseite räumen. Würde jeder wissen, dass bei optimalem Wind etwa 200 Windräder einen Atomkraftwerk ersetzen könnten, hätte die Atomlobby viel weniger Zulauf. Wüsste jeder, dass ein Windrad aus unmittelbarer Nähe nicht mal ein fünftel der Lautstärke einer Autobahn und nicht mal die halbe Lautstärke eines Fernsehens erreicht und wüsste jeder dass es unter den Windräder keine tote Vögel (im Gegensatz zu den toten Tieren entlang jeder Autobahn) liegen, hätte die Windenergie viel mehr Sympathie in der Bevölkerung. Alle Gerüchte kann man natürlich nicht aufzählen. Darum geht es hier auch nicht.
Ich überlege mir, welche Experimente und Modelle man in so einem Workshop mit den Kindern machen könnte . In Spielzugläden und bei Amazon findet man einige Bausätze zum Thema. Die Preise streuen von 10Euro bis 50Euro und aufwärts.
Mehrmals wollte ich für meine Neffen so einen Bausatz von Kosmos kaufen (eins von den teureren in dem Spektrum) und immer wieder hatte ich meine Zweifel, dass das Windrad funktionieren wird. Die beigefügten Motortypen, die im Modell als Generator dienen sollten, könnten nur bei sehr hoher Drehzahl eine ausreichende Spannung für das LED erzeugen. Diese Drehzahl ließe sich nur mit einem Getriebe erreichen. Und wenn ich mir die Plastikzahnräder auf der Packung anguckte, hatte ich meine Zweifel an dem Wirkungsgrad eines solchen Getriebe. Also mein Rat - Finger Weg von solchen Bausätzen.
Diese Rezension bei Amazon zu einem Kosmos-Bausatz beschreibt sehr treffend warum:
"Gut zur Veranschaulichung, schlecht in der Funktionalität. Pädagogisch
nur halb wertvoll, da das Kind/der Jugendliche am Ende durch die
schlechte Funktionalität stark ernüchtert wird und den Spass an der
Sache verliert. "Windkraft? Geht ja garnicht ..."
Diese Webseite brachte mich auf eine interessante Idee, dass ein Windrad nicht unbedingt den elektrischen Strom erzeugen muss, um die Energiegewinnung aus dem Wind zu veranschaulichen.
Es ist ein "Windradkran" bei dem ein Faden an der Achse gebunden ist. Durch das Drehen der Achse wird der Faden aufgewickelt, und kann somit kleine Gewichte, die an dem anderen Ende befestigt sind, hoch heben.
Dieser Aufbau bietet viele Möglichkeiten zum experimentieren. Man kann durch die Variation der Windradflügel - Form, Fläche, Anzahl, Winkel - die Begriffe wie Drehmoment und die Drehgeschwindigkeit erläutern. Man kann kleine Wettbewerbe veranstalten: "Wessen Kran hebt größeres Gewicht" oder "Wessen Kran ist schneller". Man kann viele Messreihen aufnehmen um zum Beispiel die optimale Windradform für die vorgegebene Windgeschwindigkeit, Drehgeschwindigkeit und den Drehmoment zu ermitteln.
Nach einigen Versuchen habe ich ein Modell gebaut, das diese Experimente schnell ermöglicht.
Die Windradflügeln sind an einem
Korken befestigt und lassen sich schnell austauschen. Als die Welle dient ein Schaschlikspieß. Die PVC-Röre (ca. 1,20 pro 2 Meter bei Hornbach) bieten der Konstruktion eine gute Stabilität und lassen das Modell so bisschen wie einen Windrad-Turm aussehen. Als die Verbundelemente für die PVC-Röre und zugleich als die "Lager" für die Achse dienen die Plastikdeckel von den PET-Flaschen. Um die Gewichte schnell zu variieren, ist an dem Ende des Fadens ein starker Magnet angebunden. (Man braucht einen Stärkeren, da der "Kran" die Gewichte bis zu 100 Gramm locker heben kann.)
Die Flügel kann man entweder in die eingeschnittenen Schlitze in den Korken einsetzen und verkleben, oder mit den Zahnstochern bauen.
Die Zahnstocher-Variante bietet den Vorteil, dass man die Anzahl und den Winkel der Flügeln schnell ändern kann. Die Flügeln halten in dem Korken sehr gut und sitzen auch nach vielfachem Einsetzen, Drehen und Herausziehen fest.
Der Preis für ein solches Modell läge unter 2Euro. Für 1 Euro mehr ließe sich auch ein LED zum leuchten bringen - und das bei einer Windstärke, die man mit einem üblichen Ventilator bei niedrigster Stufe erzeugen kann. Am besten eignen sich die Motoren, die bei schwachem Strom und
höherer Spannung ihre optimale Drehzahl erreichen. Bei diesem
Kleinmotoren Sortiment (Pollin.de, 10 Stück für 2.50 ) findet man einige 24V und 18V Motoren, die für ein LED ausreichende Spannung bei ca. 120rpm erzeugen.
In dem Teil II beschreibe ich einige Messungen und Experimente.
