Anemometer

Hier wird ein Anemometer, also ein Gerät zur Ermittlung der aktuellen Windgeschwindigkeit, vorgestellt. Dieses Anemometer wurde im Rahmen der Modul 3 Prüfung in der Abteilung Technik an der PH Freiburg gefertigt. Da in der heutigen Zeit das Verlangen, erneuerbarer Energien zu nutzen, immer größer wird, wird auch die Bestimmung der Windgeschwindigkeiten immer wichtiger, um ideale Standpunkte für Windkraftanlagen zu finden.

Anemometer funktionieren nach dem Widerstandsprinzip. Diese Windräder werden daher auch Widerstandsläufer genannt. Sie bewegen sich auf Grund der Kraft die entsteht, wenn eine Fläche quer zum Wind steht.

Diese Kraft W ist hierbei proportional zur Luftdichte ρ, der Fläche  und dem Quadrat der Luftgeschwindigkeit. [vgl. Gasch; Schubert 2011, S. 38] Die Proportionalitätskonstante  ist abhängig von der Form des Körpers. Somit ist die Kraft beziehungsweise der Luftwiderstand umso größer, je größer diese Konstante ist.

Bei diesem Halbschalenanemometer wird der Wind über die Halbschalen aufgenommen und sorgt so für die Rotation der vertikalen Achse. Die Achse ist über ein geschweißtes Gestell mit drei kleinen Kugellagern gelagert.

An der vertikalen Achse ist eine mit Schlitzen versehene Unterlagscheibe befestigt. Durch diese Schlitze werden über eine Lichtschranke Impulse abgegeben. Die Impulse werden von einem Arduino UNO R 3 registriert und über ein festes Intervall (hier 1 Sekunde) gezählt.

Über einen Faktor (k = 0,425), der durch das Eichen ermittelt wurde, wird die Windgeschwindigkeit errechnet. Nachdem dies errechnet ist, übermittelt der Arduino die Geschwindigkeit an einen LCD-Display, auf dem die gezählten Impulse und die Geschwindigkeit abgelesen werden kann. Nach jedem Zählintervall beginnt dieser Ablauf von vorne und das neue Ergebnis wird angezeigt.

Im unteren Teil des Handgriffes ist eine wechselbare 9 Volt Blockbatterie für die interne Stromversorgung der Lichtschranke, des LCD-Displays und des Arduino UNO R 3 eingebaut.

Damit das Anemometer nicht ständig angeschaltet ist und sich die Batterie somit dauerhaft entlädt, wurde im Handgriff noch ein Druckschalter verschalten.