Wie im richtigen Arbeitsleben auch, durften die Studierenden ihre Arbeitsstände und Teilergebnisse in 15 aufeinanderfolgenden wöchentlichen Reviews dem Lenkungskreis unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Daniel Metz präsentierten. Am 29. Juni 2022 wurden nun erstmals die Endergebnisse der Hochschulöffentlichkeit vorgestellt und somit konnten die Studierenden ihr im Studium Erlerntes ingenieurmäßiges Denken und Arbeiten unter Beweis stellen. Am Anfang stand die Aufgabe „Entwickeln Sie eine Kleinwindkraftanlage für den privaten Einsatz!“ Zwei Studierenden-Gruppen mussten nun dem Projekt Struktur geben und wie in der realen Projektwelt über Recherche, Festlegung der Vorgehensweise zum Produkt kommen.

Als erstes galt es, die Frage zu stellen „Kleinwindkraft – was ist das? Kleinwindkraftanlagen erfreuen sich seit einigen Jahren großer Beliebtheit. Die Vorstellung eigenen Strom aus Windenergie zu erzeugen, hat für viele etwas Reizvolles. Eine Kleinwindkraftanlage oder auch Kleinwindenergieanlage genannt, funktioniert vom Grundprinzip genauso wie ein großes Windrad: Sie wandelt die Energie des Windes in Strom um. Dies geschieht hauptsächlich durch einen Rotor, der bei ausreichend Wind angetrieben wird und sich zu drehen beginnt. Anschließend wird die Bewegungsenergie des Rotors über eine Antriebswelle und ein Getriebe zum Generator geleitet und dort in Strom umgewandelt. Ganz ähnlich wie bei einem Fahrraddynamo, der die Bewegungsenergie der Räder nutzt, damit die Fahrradlampe leuchtet. Allerdings ist der Ertrag stark abhängig vom Wind und Standort.

Die Studierendengruppen haben ihrem Projektleiter selbst bestimmt und sich für die beschriebene Aufgabenstellung eine geeignete Teamstruktur überlegt. Zur Strukturierung gehört ein Lasten- und nachfolgend ein Pflichtenheft, welche sich die Studierende selbst erarbeiten mussten.

Die Fragestellung, die sich Gruppe 1 gestellt hat lautet: Wie muss die Kleinwindkraftanlage aussehen, damit sie sowohl auf ein Satteldach wie auch auf Flachdach passt? Es gibt verschiedene Bauformen und Arten von Windkraftanlagen, die sich in der Anbringung und Form der Rotorblätter unterschieden. Entschieden haben sich die Jungingenieure*in für ein vertikales Windrad mit drei Rotorblättern. Wichtig dabei war die Schallemission. Gesetzlich vorgeschrieben ist die Einhaltung von 50dB für die Inbetriebnahme tagsüber. Die vorgestellte Konstruktionslösung liegt sogar unter 35bB, damit wäre ein 24stündiger Betrieb gewährleistet. Erarbeitet wurden unterschiedliche Befestigungsmöglichkeiten am Hausdach, einmal für einen Dachfirst, für ein Flachdach und ein System für einen Dachüberstand.

Nach ausgiebiger Recherche zum Thema, glaubt die Gruppe 2 eine Marktlücke entdeckt zu haben: Sie haben eine Windkraftanlage für ein nicht an das Stromnetz angeschlossenes Gartengrundstück entwickelt. Entschieden haben sich die Studierenden der Gruppen 2 ebenfalls für ein vertikales Windrad mit drei Rotorblättern. Die Windkraftanlage wird im Erdreich verankert und kann in variablen Höhen von 10-25 Metern durch konisch verschraubte Stahlelemente ausgeführt werden. Konstruiert durch die FEM-Simulationen, bauten die angehenden Ingenieure eine Wippe zur Absicherung bei hohen Windgeschwindigkeiten ein, welche die Anlage auch bei Orkanstärke absichert.

„Erstaunlich wie viel wir in den vergangenen Semestern gelernt haben. Das ingenieurmäßige Arbeiten ging leichter von der Hand, als anfangs befürchtet. Der Praxisbezug war enorm. Wir hatten in diesem Semester das erste Mal das Thema FEM-Simulation und konnten es direkt in unserem Projekt umsetzen. Aber eine Herausforderung zu meistern lernt man nicht in den Vorlesungen, sondern nur im praktischen tun durch Teamarbeit. Wir lernten strukturiert und diszipliniert eine gestellte Aufgabe gemeinsam zum Erfolg zu führen“, resümiert Jonathan Schneider.

„Mir hat die Zusammenarbeit mit den Studierenden gefallen. Die Meetings waren konstruktiv und die Anregungen wurden jeweils immer super aufgenommen und verarbeitet. Wichtig ist, dass Aufgabenstellungen verstanden, die Randbedingungen geklärt und dann Lösungen erarbeitete werden können. Mir liegt daran, die Studierenden darauf vorzubereiten, im Team zu arbeiten, so wie es in der realen Projektwelt erwartet wird“, so Prof. Dr.-Ing. Daniel Metz.