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Windpumpe für den Garten

Ganz, ganz kleine Pumplösung gesucht

oekofan

Betreff:

Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 29.09.2013 - 06:58 Uhr  ·  #37511
Hallo,

ich trage mich mit dem Gedanken eine kleine Windpumpe für unseren Garten zu bauen und bin nun auf Informationssuche. Da das mein erstes "richtig technisches" Projekt ist (beruflich hab ich's mehr so mit den 1en und 0en) versuche ich grade erstmal zu verstehen, was ich eigentlich so ganz genau brauche.

Hier erstmal die Situation: Wir haben eine Zisterne im Garten, in der das Regenwasser gesammelt wird. Momentan ist das einfach nur die verbuddelte Zisterne mit so einem Gullideckel drauf. Später gibt das mal ne ganz tolle Regenwasser-Hausanlage aber da müssen wir noch ein bisschen drauf sparen und bis dahin ist die Zisterne einfach ein unterirdisches Regenwasserreservoir. Will man jetzt ne Kanne Gießwasser oder einen Eimer Wasser zum Fahrrad putzen ist das wegs dem mords Deckel eine etwas größere Aktion. Aus dem Grund würde ich gerne etwas Wasser in ein Fass abpumpen, damit ich bei Bedarf leichter Zugang habe.

Ich brauche weder besonders hohe Leistung noch Menge, ich würde mal schätzen der Höhenunterschied der überwunden werden muss sind so 2-3 Meter vom Wasserspiegel bis über den Tonnenrand und auch die Mengen die ich brauche sind gering. Es würde mir völlig reichen, wenn das einfach immer wenn Wind geht so ein bisschen vor sich hin pitschert. Ich sag mal Zielvorgabe "steter Tropfen" :-)

Ich habe mir schon allerhand fertige und Selbstbauanlagen angesehen, aber die sind eigentlich alle überdimensioniert, da werden immer mehrere 100 l Wasser pro Tag gefördert, das ist weit über unserem Bedarf. Ich denke mehr an diese kleinen Solar-Teichsprenkler die so ein bisschen vor sich hinplätschern wenn es halbwegs hell ist, nur fänd ich das ganze windebetrieben eigentlich schöner als solar.

Soviel zu meinen hehren Plänen. Meine Fragen an Euch: Ist das technisch überhaupt machbar oder schlicht und einfach eine blöde Idee? Wenn machbar, wie am besten? Mechanisch oder elektrisch? Was wäre da jeweils so die geeignete Technik? Ich les mich gerne schlau dazu, bräuchte aber ein paar Stichwörter mit denen ich mich Richtung Wikipedia aufmachen kann ;-)

Erdorf

Betreff:

Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 29.09.2013 - 09:48 Uhr  ·  #37515
Hallo oekofan,

Grundsätzlich geht so etwas schon, insbesondere durch die vergleichsweise geringen Anforderungen.
Wie sieht es denn mit dem Windangebot bei dir aus?
Wo willst du das Windrad aufstellen?
Hast du freie Anströmung?
Wie hoch willst du eine eventuellen Mast bauen?

Elektrisch ist vergleichsweise kompliziert:
Ein Windrad liefert, im Gegensatz zu Solar, eine sehr große Spannbreite an Leistungen.
Die Leistung vom Windrad muss im Gegensatz zu Solar, immer auch abgenommen werden, sonst dreht das Windrad durch.
Typische elektrische Pumpen haben eine enges Fenster für Leistung und Eingangsspannung.
Man kann das z.B. abfangen, indem man einen (alten, gebrauchten) Starterakku (Autobatterie) verwendet.
Der Akku fungiert dann als kleiner Zwischenspeicher und auch als Dumpload:
zu viel Leistung kocht dann den Akku und man muss hin und wieder dest. Wasser nachfüllen.
Dann braucht man eine passende 12V Pumpe, mit wenig Leistung,
muss diese aber entweder abhängig von der Akkuspannung oder abhängig vom Wasserstand schalten.
Achja ein 12 V Windrad muss auch noch her.

Mechanisch wäre von der Regelung deutlich einfacher:
Windrad pumpt immer, vom Fass einen Überlauf, zurück in die Zisterne.
So etwas, gibt es aber, soweit ich weiß, nicht in dieser Größenordnung zu kaufen.

Hmm, geht dass denn nicht auch elektrisch so?
Die Pumpe müsste die maximale Leistung des Windrades ab können,
dürfte aber nicht im unteren Bereich schlapp machen sondern immerhin ein bisschen Wasser liefern.
Kann schon gehen, die Pumpe müsste dann grob 10 Fach höher dimensioniert werden,
kann sich lohnen diesen Ansatz zu verfolgen, weil das System einfacher wird.
Vielleicht geht ja so ein Trick:
Zwei 12V Pumpen in Reihe (oder eine 24V Pumpe) direkt, elektrisch an ein 12V Windrad angeschlossen.
Hierdurch wird das Windrad erst mal unterfordert und dreht hoch,
bei 12 V haben die Pumpen grob nur 1/4 ihrer Leistung.
Dreht das Windrad höher und erreicht die 24V habe die Pumpen maximale Leistung. Liegt die dann leicht über
der Leistung vom Windrad, wird das Windrad ein gebremst.
Nützt nur alles nichts, wenn dann bei weniger Wind nix raus kommt aus den Pumpen,
weil das Drehmoment nicht reicht.
Was meinen denn andere Foren Mitglieder?


Wie auch immer, ich denke im Vordergrund steht hier wohl der Spaß an der Technik,
die Freude an sich drehen Dingen und am sinnvollen kleinen Nutzen.
Ansonsten sind eigentlich andere Vorgehensweisen Überlegenswert, z.B. eine Handschwengelpumpe ...

Gruß Frank

oekofan

Betreff:

Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 30.09.2013 - 10:34 Uhr  ·  #37531
Hallo Erdorf

Danke für Deine ausführliche Antwort!
Vorab: Du liegst ganz richtig, das Hauptaugenmerk bei diesem Projekt liegt eindeutig auf Spaß an der Technik und wenigstens halbwegs nützliche Sachen basteln, damit das Geld nicht ganz zum Fenster rausgeworfen ist :whistle:

Zu Deinen Fragen: Ich habe leider keinen Windmesser, aber wir wohnen am Fluss und es gehen direkt auf beiden Seiten Berge hoch, da geht eigentlich ständig Wind und immer in die gleiche Richtung. Das Windrad soll im Garten stehen, ich denke mal optimalerweise direkt auf/neben dem Zisternendeckel. Da das Windrad auch einen klitzekleinen Dekozweck erfüllen soll *hüstel* wollte ich es eher nicht ganz so hoch machen, ich sag mal so um die 2m. Am liebsten wäre mir eines aus Metall, falls die effizienzmäßig halbwegs sinnvoll sind.

Was die Technik angeht, wenn ich die Wahl hätte, wäre mir mechanisch lieber. Hauptsächlich weil ich da mehr von verstehe. Andererseits wäre eine elektrische Lösung vielleicht ein schöner Anlass, endlich mal meine klaffenden Wissenslücken in dem Bereich zu schließen ;-) Außerdem wäre die elektrische Variante vielleicht etwas variabler nutzbar. Bei Bedarf könnte man dann auch mal was anderes als die Pumpe anhängen ... Hm. Wie sieht denn der preisliche Unterschied zwischen den beiden Lösungsansätzen so aus? Gibt's da große Unterschiede? Ich könnte mir vorstellen dass man mit einer mechanischen Lösung Marke Eigenbau etwas billiger wegkommt. Da könnte man ja erstmal ganz simpel mit ner Fahrradfelge anfangen. Wobei, da falle ich dann vermutlich so langsam wegen Geringfügigkeit aus dem Fokus dieses Forums. :-)

Erdorf

Betreff:

Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 30.09.2013 - 11:01 Uhr  ·  #37532
Hallo oekofan,

Zitat
Wobei, da falle ich dann vermutlich so langsam wegen Geringfügigkeit aus dem Fokus dieses Forums.


Nein, im Gegenteil, das ist eine sehr interessante Sache und es gibt nicht sehr viel Erfahrung in diesem Bereich.
Komplett mechanisch macht natürlich optisch mehr her, weil sich noch mehr bewegt.

Ich kann da aber nur wenig weiterhelfen.

Schau mal hier:
http://www.youtube.com/watch?v=FNt1OIbsc8Q

Gruß Frank

andreas6

Betreff:

Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 30.09.2013 - 13:26 Uhr  ·  #37536
Hallo,

vielleicht wäre für diese Aufgabe eine kleine Zahnradpumpe geeignet. So etwas gibt es auch als Einzelteil ohne Motorantrieb. Die könnte direkt von einem Windrad angetrieben werden. Saugschlauch mit Filter in die Zisterne, Druckschlauch mit Auslassventil in die oben stehende Tonne mit Überlauf in die Zisterne. Wenn die Schläuche schwer und lang genug sind, verdreht sich das ganze auch kaum bzw. stellt sich bei nachlassendem Wind immer wieder gerade ein. Vor dem Frost müsste das Konstrukt allerdings entleert werden. Ansonsten geht es rein mechanisch kaum einfacher.

MfG. Andreas

oekofan

Betreff:

Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 30.09.2013 - 17:17 Uhr  ·  #37539
Ah, so langsam wächst eine Idee! :-) Ich habe ein bisschen nach Zahnradpumpen gesucht und bin auf Bohrmaschinenpumpen gestoßen. Die erscheinen mir für den Zweck wie geschaffen, die Anschlüsse sind schon 1" Gewinde und der Bohrmaschinenanschluss ist robust genug, dass man ihn auch irgendwie zweckentfremden kann. Bleibt nur zu sehen, ob ein Eigenbauwindrad genug Zug drauf hat, dass sich da auch was tut. Aber da kann man vielleicht mit Übersetzung was machen, was mich wieder zurück zum Fahrrad als Windrad-Teilelieferant bringt. Hmmm hmmm hmmm ...

onkelnb

Betreff:

Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 30.09.2013 - 19:23 Uhr  ·  #37543
Manche Bohrmaschinenpumpen sind in der Tat Zahnradpumpen, aber längst nicht alle. Ich habe eine, die einen sternförmigen Gummi-Rotor drin hat, der auf einer Seite des Gehäuses deformiert wird. Dadurch entsteht dann wieder das Verdrängerpumpen-Prinzip (Vergrößerung und Verkleinerung des Arbeitsraumes). Diese Bauart hat allerdings den Nachteil, daß sie unglaublich schwergängig ist, so daß sie für dein Windrad wohl kaum geeignet wäre. Achte also wenn möglich darauf, eine leichtgängige Pumpe zu kaufen. Echte Zahnradpumpen sind andererseits im Gegensatz zu meiner schmutzempfindlich (logischerweise, es greifen ja Zahnräder ineinander), ein Sieb davor wäre also ratsam.

Der große Vorteil ist, du kannst mit relativ wenig finanziellem Einsatz und einem Akkuschrauber/Bohrmaschine leicht testen, wie es mit Förderhöhe, Ansaughöhe und Leistung aussieht und welche Drehzahlen und Kräfte du dafür benötigst. Speziell was die Ansaugung angeht bin ich bei diesen Höhen skeptisch (Ich nehme jetzt einfach an, daß du die Pumpe mehr oder weniger ebenerdig montieren willst). Um die Ansaugung zu erleichtern, könntest du ein Rückschlagventil einbauen, damit der Saugschlauch nicht bei jeder Flaute leer läuft.

Wenn du ein langsamlaufendes Windrad planst, könnte eine Kolbenpumpe möglicherweise die bessere Wahl sein (Schwengelpumpen-Prinzip, siehe Video in Erdorfs Beitrag), da sie deutlich besseres Ansaugverhalten besitzt und durch Kolbendurchmesser und -Hub gut an dein Windrad und die gewünsche Pumpleistung angepasst werden könnte. Kolbenpumpen fördern allerdings stoßweise und dein Windrad wird dadurch "unrund" laufen. Eine Membranpumpe wäre auch eine Option (ähnliches Prinzip wie die Kolbenpumpe, umgeht aber das Problem der Abdichtung zwischen Kolben und Zylinder durch Verwendung einer dehnbaren Membran, die dafür gerne mal kaputt geht), ebenso eine Schlauchquetschpumpe. Alle diese Typen haben Vor- und Nachteile. Es kommt auch immer auf das Material an, was du zur Verfügung hast.

Erdorf

Betreff:

Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 30.09.2013 - 19:23 Uhr  ·  #37544

oekofan

Betreff:

Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 01.10.2013 - 08:34 Uhr  ·  #37559
Danke für die vielen Tipps!

Pumpe:
Was die Pumpe angeht, werde ich das wohl erstmal davon anhängig machen, was man so in passender Größe zu einem halbwegs vernünftigen Preis kriegen kann. So generische Pumpen kriegt man ja eher wenig, bei der Schlauchquetschpumpe z. B. waren die ersten, die ich finden konnte alle medizinischer Natur, winzig klein und riesig teuer. Ich denke ich grase da einfach mal das Netz ab, wo man sowas generisches ohne Antrieb kriegen kann. Ich schätze mal, die ganze Konstruktion wird im ersten Wurf sowieso eher auf der klapprigen Seite sein, da sollte wenigstens die Pumpe vernünftig funktionieren. Danke für den Tipp wegen der Bohrmaschinenpumpe, ich werde drauf achten wie schwer-/leichtgängig die Pumpen sind.

Windrad:
Ich hatte für den ersten Versuch an was ganz einfaches gedacht, etwa sowas. Die Dinger sind wahrscheinlich höllisch ineffektiv, aber ich würde hoffen es reicht für den ersten Prototyp, und wenn der was wird kann ich mich an ein besseres Windrad machen und das erste einfach so zum Spaß irgendwo laufen lassen.

andreas6

Betreff:

Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 01.10.2013 - 09:15 Uhr  ·  #37560
Hallo,

eine kleine Auswahl an möglichen Pumpen.

MfG. Andreas

onkelnb

Betreff:

Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 01.10.2013 - 20:25 Uhr  ·  #37576
@andreas6: Das sind Seitenkanal- und Impellerpumpen. Erstere brauchen sehr hohe Drehzahlen (ähnlich wie Kreiselpumpen), letztere sind die Schwergängigen, die ich beschrieben habe (siehe Angabe "Antriebsleistung mind. 500W"). Nur der Begriff "Impellerpumpe" war mir nicht geläufig.

@oekofan: Wenn du die Pumpen persönlich in Augenschein nehmen kannst, dann prüf doch, ob du die Welle von Hand leicht drehen kannst. Bei meiner Bohrmaschinenpumpe ist das nicht möglich.
Eine Kolben-, Membran- oder Schlauchquetschpumpe sollte sich auch selber bauen lassen. Gemessen am Bastelaufwand für das Windrad wird das wohl das kleinere Problem. Wie gesagt, es kommt natürlich auf die zur Verfügung stehenden Teile an. Für so ein kleines Windrad kann die Pumpe aber nicht allzu groß sein, was die Anforderungen an Präzision und Leichtgängigkeit leider sehr erhöht. Eine handelsübliche Bohrmaschine hat ganz andere Leistungsdaten und selbst ein Akkuschrauber bringt vor allem mehr Drehmoment. Auf solche Geräte sind die Bohrmaschinenpumpen ausgelegt. Deine Pumpe soll aber ja nicht nur bei Orkan laufen.

vitis

Betreff:

Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 01.10.2013 - 23:52 Uhr  ·  #37585
also die homemade Kolbenpumpe ist doch nett, wenig bewegliche Teile und die gibts noch für kleines Geld im Baumarkt.
Ansonsten wäre ne Drehkolbenpumpe noch ne Option. selbstentlüftend und auch für "dickere" Stoffe geeignet.

Menelaos

Betreff:

Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 01.10.2013 - 23:57 Uhr  ·  #37587
Ich denke der Ansatz mit der Fahrradfelge ist gar nicht so schlecht. Ich würde dann allerdings gleich eine mit Nabendynamo verwenden und dazu vielleicht eine solche Pumpe verwenden:

http://www.ebay.de/itm/DC-6V-1…5d435e5d0b

Der Nennstrom der Pumpe liegt mit 0,6 A etwa auf einem Niveau bzw. etwas höher als die maximale Ausgangsstromstärke eines Nabendynamos und 6-12 V hast du recht schnell zusammen. Ich würde ein 28er Rad nehmen um recht "viel Fläche zu haben".

Ich slebst habe auch vor ein paar Wochen ein kleines Nabendynamowindrad gebaut- ist man eigentlich an einem Nachmittag mit durch. Die "Rotorblätter" habe ich mit Wasserfestem Gaffatape zwichen den Speichen gefertigt.

Letztlich nichts für die Ewigkeit aber auch nicht zeitintensiv neu zu machen. Was du noch brauchst ist ein Gleichrichter. Über Überspannung musst du dir denke ich keine Sorgen machen, da die Pumpe auch 12V und sicher noch mehr verträgt.

Gruß
Max

oekofan

Betreff:

Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 02.10.2013 - 06:12 Uhr  ·  #37596
Hm, das mit dem Dynamo ist auch ne gute Idee. Ich bin allerdings etwas skeptisch was das Laufgeräusch angeht. Das Rad soll ja im Garten stehen und dieses typische Dynamo "Jaulen" als Dauerton ... Also wenn, dann müsste das schon ein Nabendynamo sein. Oder ich bleibe doch bei der mechanischen Variante. Da kommt mit dem Kolben usw sogar noch so ein winzig kleines bisschen Eisenbanhnromantik auf O-)

Das mit dem Gaffa zwischen den Speichen ist allerdings genial!

Menelaos

Betreff:

Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 03.10.2013 - 18:16 Uhr  ·  #37632
ja klar Nabendynamo...meinte ich auch :-)
Ein fertig eingespeichtes 28er Laufrad mit Nabendynamo kostet bei Ebay inkl. Versand keine 50 Euro mehr, gebracuht beim Fahrradhändler des Vertrauens sicher deutlich weniger. Dann ist auch alles flüsterleise ( auch eine Pumpe macht Geräusche, fragt sich nur wie stark )

Was mechanisches ist aber sicher netter anzusehen :-)

Muss man sehen wie man das umsetzt, da das Speichenrad ja an beiden Seiten durch die Gabel gelagert ist und man daher mit einer Mechanik nicht so leicht da ran kommt. man könnte ja aber auch eine kleine Motorpumpe kaufen ( solarteichpumpending oder die aus meinem Link ) und versuchen den Motor zu entfernen so dass man nur noch die Pumpe mit der Welle hat. Die Fahrradfelge kann man dann direkt als große Riemenscheibe verwenden und sich als kleine Riemenscheibe für die Pumpe was ausdenken und das ganze dann übersetzen. Dadurch spart man sich die Verluste bei der Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie und dann weider zurück in mechanische. Die Effizienz ist dann sicherlich mindestens doppelt so hoch, das Windrad ist dann aber fest an die Pumpe gekoppelt und müsste sehr niedrig aufgestellt werden, da das Wasser ja quasi aus Nabenhöhe angesaugt werden muss und ein WIndrad das nur knapp über dem Boden steht wird acuh nicht wirklich was bringen. Vor allem auch aufgrund der nur sehr kleinen geplanten Größe des WIndrades würde ich daher die Nabendynamolösung doch bevorzugen.

Black300

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Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 04.10.2013 - 11:34 Uhr  ·  #37640
Wie wäre es denn mit einem Windrad nach amerikanischer bauart
wie meins?

Is zwar jetzt a bissle verbogen, aber hat kraft ohne ende.

Schau mal bei "offline sammlung zu windrad" seite 2.





LG Benni

Menelaos

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Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 05.10.2013 - 11:17 Uhr  ·  #37655
na dann kann man sich auch gleich bei ebay fuer 40 euro so ein kleines dekowesternrad inkl. mast kaufen und das dann modifizieren und durch die pumpe ergaenzen....

http://item.mobileweb.ebay.de/…0504708406

denke das waere fuer den Anfang doch was ganz nettes zum basteln :-)

doelle4

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Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 05.10.2013 - 13:18 Uhr  ·  #37656
Ich hätt da ne Idee nach langen Jahren wie sich eine kleine Kolbenpumpe realisieren ließe:

In der Welle des Windrads einen kleinen Bogen einbauen (wie eine Kurbelwelle) auf diesen eine Inlineskatelager oder ähliches vorher draufstecken und fixieren.
Wenn man ganzes Rad nimmt hat man gleich passenden Sitz, auf diesem einen Blechbügel montieren mit Loch in der Mitte.
Durch dieses Loch kommt Gewindestange mit Fixierter Mutter /Kontermutter.
Fertig ist das Pumpengestänge, arbeite wie Motor/Kubelwelle/Pleuel Kombination und kann frei drehen wenn man die Gewindestange lose durchs Loch zieht und voher und nachher mit Muttern fixiert das es minimales Drehspiel hat.
Der Ort dieser "Kurbelwelle muss natürlich auch der Drehpunkt sein deswegen sollte die Welle vorher und nachher mit einer Gabel am Mast montiert sein damit die Gewindestange im Zentrum des Turms die auf und abbewegung frei durchführen kann.
Was hält ihr davon?
Gruß Hans

onkelnb

Betreff:

Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 05.10.2013 - 18:33 Uhr  ·  #37657
Soweit ich weiß, wird das bei Windpumpen durchaus so (oder ähnlich) gemacht. Ich schätze aber, daß der Kraftaufwand zum drehen des Windrades in den Wind (vor allem bei Schwachwind) steigen wird. Außerdem muß das Gestänge die Kräfte sowohl der auf-ab-Bewegung als auch der Drehung aufnehmen können, ohne sich zu verklemmen.

Menelaos

Betreff:

Re: Windpumpe für den Garten

 ·  Gepostet: 05.10.2013 - 20:23 Uhr  ·  #37658
...richtig...und das kostet auch wieder Energie. Daher ist die Variante mit Fahrradfelge und Nabendynamo vielleicht gar nicht verkehrt wenn es sich um so ein kleines Ding handelt...