An der Elektrostation werden der Schaltschrank und der Generator ausgelegt und anschließend montiert. Eine ganze Reihe an elektrischen Bauteilen müssen sinnvoll verbaut werden: Sicherungen, ein Laderegler, Volt- und Amperemeter, etc. Bei dem Laderegler handelt es sich um einen elektrischen Schalter, den wir selbst löten. In Zukunft soll dieser durch einen digitalen Schalter auf Arduinobasis inklusive Maximum-Power-Point Tracker (MPPT) ersetzt werden.

Der Schaltschrank

Der Schaltschrank besteht aus

  • den Anzeigen Voltmeter und Amperemeter für die visuelle Leistungsanalyse und Betriebsmessung der Anlage im Betrieb. Die Einpassung und die Montage im Schaltschrank werden von den Studierenden geplant und umgesetzt.
  • dem Gleichrichter, bestehend aus zwei oder drei miteinander verschalteten Brückengleichrichtern. Der Gleichrichter wandelt den eingehenden Wechselstrom in Gleichstrom auf das entsprechende Niveau (12-48V), um die Batterie laden zu können.
  • der Hauptsicherung, die das elektrische System vor ungewollten Überlastungen schützt.
  • sowie dem Drei-Phasen-Leitungsschutzschalter der als elektromagnetische Sturmsicherung der Windturbine dient. Auf der einen Seite des Schutzschalters werden allen drei Phasen gebrückt und auf der anderen Seite die 3 eingehenden Phasen der WKA angeschlossen. Wird der Schalter eingeschaltet, sind alle Spulen miteinander kurzgeschlossen und der Generator fungiert als Wirbelstrombremse und bremst die gesamte Turbine. Für Wartungsarbeiten an der Anlage kann so die Turbine gebremst werden.
  • der Laderegler, der die Batteriespannung überwacht und die eingehende Leistung vom Windrad im Bedarfsfall auf entsprechende Lastwiderstände umschaltet, um den Akku (meist Blei-Säure Akkumulator) vor Überladung zu schützen. Dieser Laderegler wird von den Teilnehmenden selbstständig aus elektronischen Einzelbauteilen gelötet und montiert.

Der gesamte Schaltschrank inklusive der Einzelbestandteile wird eigenständig von den Studierenden geplant, montiert, geprüft und in Betrieb genommen. Die verwendeten Komponenten sind Standardbauteile, die miteinander verbunden werden. Die elektronischen Verbindungen werden verlötet, vercrimpt und verschraubt.

Der Generator

Der Generator besteht aus den Komponenten Stator und Rotor. Der Stator besteht aus insgesamt 9 Spulen, wobei je drei Spulen eine Phase ergeben. Diese
werden mithilfe einer speziellen Vorrichtung per Hand von den Teilnehmenden gewickelt. Dabei müssen die Teilnehmenden vor allem auf die Anzahl der Windungen achten und verstehen hierdurch den Zusammenhang zwischen Windungszahl und induzierter Spannung. Nachdem alle neun Spulen hergestellt sind, werden jeweils drei Spulen miteinander in Reihe verschaltet und die drei entstehenden Phasen des Drehstromgenerators in Sternschaltung miteinander verlötet.

Der Stator wir mithilfe einer Gießform in der korrekten Anordnung mit Kunstharz und Glasfasergewebematten als Verstärkung vergossen. Der Rotor besteht aus einer Stahlscheibe und mehreren Permanentmagneten. Die Magnete werden unter Verwendung einer Schablone auf der Rotorstahlscheibe verklebt. Je nach gewähltem Design hält entweder die Schablone die Magnete in Position oder die Magnete werden ebenfalls in Kunstharz mit Glasfaserverstärkung vergossen. Der Rotor wird aus Gründen des Witterungsschutzes lackiert.