Wind messen

Da auf dem Dach meines Elternhauses und der Traktorgarage bereits Photovoltaik-Anlagen installiert sind und damit alle sinnvollen Flächen genutzt werden, war mein Vater interessiert, ob es Sinn machen würde, eine kleine Windkraftanlage noch zusätzlich zu betreiben.

Um dem nachzugehen, habe ich also zu dem Thema recherchiert und herausgefunden, dass die im großen Maßstab üblichen horizontalen Windkraftanlagen (horizontal wegen Achsenrichtung) auch im Kleinen eine wesentlich bessere Effizienz haben gegenüber den zylindrischen, vertikalen Kleinwindkraftanlagen. Außerdem habe ich erfahren, dass laut der Verbraucherzentrale im Durchschnitt mindestens 2 m/s Windgeschwindigkeit am gewünschten Standort der Anlage vorhanden sein sollte, damit sich diese rentiert.

Um also herauszufinden, ob an dem von uns vorgesehenen Standort der Wind ausreichend ist, habe ich dann einen Windgeschwindigkeitsmesser-Prototypen gebaut. Die dafür benötigten Komponenten waren ein 3-Becher-Windrad, was eigentlich ein Ersatzteil für eine Wetterstation war, ein Raspberry Pi sowie ein Mast, um den Windmesser in der passenden, aussagekräftigen Höhe zu platzieren.

Das Windrad enthält einen Schleifkontakt, mit dem man die Umdrehungen pro Zeiteinheit zählen kann. Dazu habe ich dann ein Programm in Rust geschrieben, welches über einen GPIO-Pin zählt wie oft der Schleifkontakt den Schaltkreis geschlossen hat. Das Rust-Ökosystem hat damals schon die dafür nötigen Bibliotheken zur Verfügung gestellt und die Unterstützung von Embedded hat sich seit dem noch mehr verbessert.

Mein Vater hat den Bau des Mastes übernommen. Dazu hat er mehrere Aluminiumrohre miteinander verbunden und zur Abspannung drei Stahlseile gespannt.

Letztendlich hat die Messung aber ergeben, dass die durchschnittliche Windgeschwindigkeit auf unserem Grundstück bei Weitem nicht ausreichend ist.