Offene Plattform für selbst gebaute Energie
Open platform for self-built energy

Strom aus Kupfer, Magneten und Holz

Power from copper, magnets and wood

Windgeneratoren wickeln, Rotorblätter schnitzen, Inselanlagen planen: jedes Thema von der Physik über die Berechnung bis zur Werkbank und zur Messung danach. Offen und nachrechenbar.

Wind alternators wound by hand, blades carved from timber, off-grid systems planned: every topic from physics and calculation to the workbench and the measurement afterwards. Open and verifiable.

12 Magnete · 9 Spulen · 3 Stränge — Beispiel 2,4 m / 24 V
12 magnets · 9 coils · 3 phases — example 2.4 m / 24 V

Sechs Ebenen je Thema

Six layers per topic

Ein Thema gilt erst als abgearbeitet, wenn es alle sechs Ebenen durchlaufen hat. Die Messung fließt zurück in den Rechner.

A topic counts as complete only after passing all six layers. Measurements feed back into the calculator.

1

Theorie

Theory

Physik, Herleitung, Gültigkeit der Näherung

Physics, derivation, validity of approximations

2

Stand der Technik

State of the art

Literatur, Normen, offene Bauweisen

Literature, standards, open designs

3

Berechnung

Calculation

Browser-Werkzeug, offline, JSON-Export

Browser tool, offline, JSON export

4

Planung

Planning

Stückliste, Zeichnung, Fertigungsdaten, Kosten

Bill of materials, drawings, fabrication data, cost

5

Umsetzung

Build

Anleitung mit Sicherheitsstopps

Step-by-step guide with safety stops

6

Evaluierung

Evaluation

Messprotokoll, Soll/Ist, Rückfluss

Test log, target vs. actual, feedback

Zwölf Themenfelder

Twelve topic fields

Von der Einzelanlage bis zur Bilanz eines ganzen Haushalts: Strom, Wärme, Wasser, Werkstatt.

From a single machine to the balance of a whole household: power, heat, water, workshop.

E1

Kleinwind

Small wind

Axialfluss, Blätter aus Holz oder Druck, Furling, Mast.

Axial flux, timber or printed blades, furling, tower.

E2

Generatoren & Motoren

Generators & motors

Axial- und Radialfluss, Nutenstern, Wicklungen, Magnete, gedruckte Statoren.

Axial and radial flux, slot star, windings, magnets, printed stators.

E3

Photovoltaik

Photovoltaics

Inselanlage, MPPT, Monatsertrag mit Neigungsgewinn.

Off-grid, MPPT, monthly yield with tilt gain.

E4

Speicher

Storage

LiFePO4, Blei, thermische Speicher.

LiFePO4, lead-acid, thermal storage.

E5

Kleinwasserkraft

Micro-hydro

Druckrohr, Rohrreibung, Pelton, Turgo, Durchströmturbine.

Penstock, friction loss, Pelton, Turgo, crossflow.

E6

Fluss

River

Wasserräder und Strömungsturbinen ohne Aufstau.

Water wheels and hydrokinetic turbines without a dam.

E7

Wärmewandler

Heat converters

Wärmepumpe Luft/Wasser, Sole, Wärmetauscher, Solarthermie.

Air/water and brine heat pumps, heat exchangers, solar thermal.

E8

Bio-Konzepte

Bio concepts

Biogas, Holz, Raketenofen, Speichermasse.

Biogas, wood, rocket stove, thermal mass.

E9

Standort & Wetter

Site & weather

Weibull, Höhenprofil, Wetterdaten, P50/P90.

Weibull, height profile, weather data, P50/P90.

E10

Systemtechnik

System design

DC-Netze, Hybridbetrieb, Dump-Load, Regelung.

DC grids, hybrid operation, dump load, control.

E11

Autarkie

Self-sufficiency

Widder-Pumpe, Regenwasser, Bilanz für Haus und Werkstatt.

Ram pump, rainwater, balance for house and workshop.

E12

Messen & Prüfen

Measure & test

Leerlauf- und Lastkennlinie, Leistungskurve, Soll/Ist.

Open-circuit and load curves, power curve, measured vs. calculated.

Werkzeug-Module

Tool modules

Jedes Modul läuft als einzelne Datei im Browser, tauscht Daten im gemeinsamen Format AUT-X1 aus und lässt sich einzeln nutzen, ersetzen oder erweitern.

Every module runs as a single file in the browser, exchanges data in the shared AUT-X1 format and can be used, replaced or extended on its own.

IDModulModuleRechnetCalculatesBereichAreaStatus
AUT-W002BLATTWERKRotorblatt nach Schmitz/Betz, Schablonen 1:1, Druck-SegmenteBlade after Schmitz/Betz, 1:1 templates, print segmentsWindWindv0.5
AUT-W018ROTORWERKVertikalrotoren und Dachturbinen: Savonius, H-Darrieus, Helix, Hybrid; DMST, Anlauf, Dachstandort, EigenfrequenzVertical-axis rotors and roof turbines: Savonius, H-Darrieus, helical, hybrid; DMST, starting, roof site, natural frequencyWindWindv0.3
AUT-W001WICKELWERKAxialfluss-Generator, Leistungskurve, Jahresertrag, Druckteile (SCAD)Axial-flux alternator, power curve, annual yield, printed parts (SCAD)Generatoren & MotorenGenerators & motorsv0.8
AUT-W003UMBAUWERKMotor als Generator: ke, Einschaltdrehzahl, Übersetzung, Leistungskurve, UmverdrahtungMotor as generator: ke, cut-in speed, gear ratio, power curve, rewiringGeneratoren & MotorenGenerators & motorsv0.2
AUT-W014NUTENSTERNWicklungen, Wicklungsfaktor, kV/kT, Generatorkennlinie, DruckteileWindings, winding factor, kV/kT, generator curve, printed partsGeneratoren & MotorenGenerators & motorsv0.5
AUT-W006WASSERWERKDruckrohr, Turbinenwahl, Pelton, Fluss, WidderPenstock, turbine choice, Pelton, river, ram pumpWasser & FlussWater & riverv0.4
AUT-W016FLUSSWERKFlusskraft ohne Aufstau: Dauerlinie, Strömungsturbine, Wasserrad, Schnecke, VerankerungRiver power without dams: flow duration, current turbine, water wheel, screw, mooringWasser & FlussWater & riverv0.2
AUT-W007WÄRMEWERKWärmepumpe, Wärmetauscher, Solarthermie, Biogas, HolzHeat pump, heat exchanger, solar thermal, biogas, woodWärme & BioHeat & biov0.3
AUT-W013STANDORTWERKWeibull, Wetterdaten, P50/P90, PV-Ertrag, BilanzWeibull, weather data, P50/P90, PV yield, balanceStandort & WetterSite & weatherv0.4
AUT-W004SONNENWERKPV-Ertrag, Stringauslegung, Inselauslegung, StundenprofilPV yield, string sizing, off-grid sizing, hourly profileSystem & SpeicherSystem & storagev0.3
AUT-W005SPEICHERWERKBatteriebank, Zyklenlebensdauer, thermische Speicher, JahressimulationBattery bank, cycle life, thermal storage, annual simulationSystem & SpeicherSystem & storagev0.2
AUT-W008SYSTEMWERK8760-h-Simulation Wind, PV, Wasser, Speicher, Last; Größenraster8760 h simulation wind, PV, water, storage, load; sizing gridSystem & SpeicherSystem & storagev0.3
AUT-W009LEITUNGSWERKQuerschnitt, Spannungsfall, Verluste, AbsicherungshilfeCross-section, voltage drop, losses, protection helperSystem & SpeicherSystem & storagev0.2
AUT-W010BILANZWERKAutarkie Strom, Wärme, Wasser; Kapitalwert, Amortisation, CO₂Self-sufficiency power, heat, water; NPV, payback, CO₂System & SpeicherSystem & storagev0.2
AUT-W017SONNENBAUMSolarbaum: Geometrie, Eigenverschattung mit Bypass-Regel, Ertrag, Statik-Vorbemessung, Werkstoffe, SchulmodusSolar tree: geometry, self-shading with bypass rule, yield, preliminary structure, materials, school modeSystem & SpeicherSystem & storagev0.2
AUT-W012MESSWERKLeerlauf, Widerstand, Last, Wind-Leistungskurve (Bins), Wärme, Gas/Biogas, ProtokollOpen circuit, resistance, load, wind power curve (bins), heat, gas/biogas, reportMessen & PrüfenMeasure & testv0.6
AUT-W019WERKSTOFFWERKWerkstoff- und Magnetwahl: Ashby-Ranking, Bauteilcheck mit Druck-Anisotropie, NdFeB/Ferrit/SmCo, magnetfreie Generatoren, CO₂Material and magnet selection: Ashby ranking, part check with print anisotropy, NdFeB/ferrite/SmCo, magnet-free generators, CO₂Werkstoffe & FertigungMaterials & productionv0.3
AUT-W020DRUCKWERKFertigungsplanung Druck- und Laserteile: Teilekatalog, Bausätze, Druckerbelegung, Kalkulation, QSProduction planning for printed and laser parts: catalogue, kits, printer scheduling, costing, QAWerkstoffe & FertigungMaterials & productionv0.4
AUT-W021SCHUTZWERKDC-Schutz, Akku, Mechanik, Wärme/Gas, Risikobeurteilung, Kinder & SchuleDC protection, battery, mechanics, heat/gas, risk assessment, kids & schoolSicherheitSafetyv0.3
AUT-W015PROJEKTWERKProjektmappe: X1-Dateien aller Module sammeln, Varianten vergleichen, Konsistenz prüfen, Bericht (HTML)Project folder: collect X1 files from all modules, compare variants, check consistency, report (HTML)Projekt & BerichtProject & reportv0.3

Hardware-Baukasten

Hardware kit

Feste Schnittstellen für Welle, Blattflansch, Stator, Elektrik, Mast und Messung: Rotor, Stator, Blätter und Elektronik lassen sich frei kombinieren und einzeln tauschen.

Fixed interfaces for shaft, blade flange, stator, electrics, tower and measurement: rotor, stator, blades and electronics combine freely and swap individually.

Zu jedem Modul gehören Druckteile mit Stückliste als Bausatz; Messbox und Laderegler laufen mit eigener ESP32-Firmware, deren Messdateien MESSWERK direkt liest.

Every module comes with printed parts and a parts list as a kit; the measurement box and charge controller run their own ESP32 firmware whose data files MESSWERK reads directly.

IDModulModuleSchnittstellenInterfaces
HM01MagnetrotorMagnet rotorI1
HM02Stator in HarzResin statorI3 · I4
HM03Radialfluss-MaschineRadial-flux machineI1 · I4
HM04BlattsatzBlade setI2
HM05Rahmen, Gierlager, WindfahneFrame, yaw bearing, tail vaneI1 · I3 · I5
HM06GleichrichterboxRectifier boxI4
HM07Laderegler mit Dump-LoadCharge controller with dump loadI4
HM08MessboxMeasurement boxI6
HM09Wasser-AdapterWater adapterI1
HM10Flussrotor, Darrieus-Klemme, Wasserrad-Zelle, SchwimmerschelleRiver rotor, Darrieus clamp, water-wheel cell, float clampI1
HM11Solarbaum: Knotenlehre, Modellstamm, BlatthalterSolar tree: node jig, model trunk, leaf holder–
HM12Vertikalrotor: Savonius-Schale, Darrieus-Segment, NabeVertical rotor: Savonius bucket, Darrieus segment, hubI1
HM13Kinder-Energiekoffer: Kurbelgenerator, Zahnräder, EinsatzKids energy case: crank generator, gears, insert–

Bausätze

Kits

Zu jedem Thema gibt es Bausätze aus parametrischen Druckteilen und Zukaufteilen, vom Kinder-Energiekoffer bis zum Generator. Die Druck- und Laserteile fertigt Schicht-Werk, die Bausätze kommen über doyourself. DRUCKWERK plant Druckzeit, Material, Druckerbelegung und Kosten je Bausatz; SCHUTZWERK prüft die Sicherheit je Altersstufe.

Every topic has kits made of parametric printed parts and bought parts, from the kids energy case to the generator. Schicht-Werk produces the printed and laser parts, the kits come via doyourself. DRUCKWERK plans print time, material, printer scheduling and cost per kit; SCHUTZWERK checks safety per age group.

IDBausatzKitStufeLevelAnleitungGuide
K01/K02Generator 2,4 m (Druckteilsatz / Bausatz)Generator 2.4 m (printed set / kit)B · HA001
K03Blattsatz, 3 Blätter à 3 SegmenteBlade set, 3 blades of 3 segmentsBA002
K04Lehrmotor 12N14PTeaching motor 12N14PS2 · BA006
K05Lernkoffer InduktionInduction teaching caseS1 · S2B011
K06–K08Elektrik-Insel, Mast/Windfahne, Pelton-LehrmodellElectrics, tower/tail, Pelton teaching modelS2 · B · HA003–A005
K09Flusskraft-Lehrkit (Strom-Boje)River power teaching kit (current buoy)S2 · B · HA009
K10Solarbaum-ModellSolar tree modelK · S1 · S2A010
K11Savonius-SchulkitSavonius school kitS1 · S2A011 · A013
K12Kinder-EnergiekofferKids energy caseK · S1A013

Bauanleitungen

Build guides

Schritt für Schritt vom Rechner zur fertigen Maschine, mit Stückliste, Sicherheitsstopps und Prüfpunkten.

Step by step from calculator to finished machine, with parts list, safety stops and check points.

IDAnleitungGuideStufeLevelDauerDuration
AUT-A000Bauanleitungen — Übersicht
AUT-A001Axialfluss-Generator 2,4 mB4 (Lernleiter AUT-B001; mit Kursbegleitung ab B3)ca. 6–9 Arbeitstage + ca. 55 h Druckzeit + Aushärtezeiten des Harzes
AUT-A002Rotorblätter 2,4 m (geschnitzt oder gedruckt)B3 (Lernleiter AUT-B001, Modul L03)Variante A Holz ca. 3–5 Arbeitstage; Variante B Druck ca. 2 Arbeitstage + ca. 190 h Druckzeit
AUT-A003Kippmast, Gierlager und WindfahneB4 (Lernleiter AUT-B001; Aufstellen nur im Team mit erfahrener Leitung)ca. 4–6 Arbeitstage (Stahlteile, Anker, Probeaufstellung) + ca. 16 h Druckzeit + Laserzeit Fahne
AUT-A004Gleichstromseite der Inselanlage — Gleichrichter, Laderegler mit Dump-Load, MessboxB4 (Lernleiter AUT-B001, Modul L10)ca. 3–5 Arbeitstage + ca. 23 h Druckzeit
AUT-A005Pelton-Lehrmodell mit MessungB2 (Lernleiter AUT-B001, Modul L06; Auswertung ab B3)ca. 2–3 Arbeitstage + ca. 11 h Druckzeit; Messung ½ Tag
AUT-A006Radnabenmotor (Hoverboard) als GeneratorB3 (Lernleiter AUT-B001, Modul L05)Motor prüfen und auswerten ca. 1 Arbeitstag; Wasserrad mit Antrieb ca. 3–4 Arbeitstage + ca. 19 h Druckzeit
AUT-A007Selbstbau-Flachkollektor für Wasser oder LuftB2 (Lernleiter AUT-B001, Modul L07; Kennlinienauswertung ab B3)ca. 2–3 Arbeitstage Bau + 1 sonniger Messtag
AUT-A008Biogas-Lehrversuch im Glas oder Kanister (1–20 l)B2 (Lernleiter AUT-B001, Modul L08; Auswertung mit Nullprobe ab B3)Aufbau ca. ½ Tag; Versuchsdauer 30–40 Tage mit täglicher Ablesung (5–10 min)
AUT-A009Flusskraft ohne Aufstau — Strom-Boje und Wasserrad mit HDPE-ZellenB3 (Lernleiter AUT-B001, Modul L06; Verankerung, Hochwasserplan und Wasserrad ab B4, nur im Team)Standortmessung 1–2 Tage; Strom-Boje ca. 4–6 Arbeitstage + ca. 65 h Druckzeit; Wasserrad ca. 8–12 Arbeitstage + ca. 100 h Druckzeit
AUT-A010Solarbaum — Tischmodell 3 W und Garten-Solarbaum 1 kWp(a) B1–B2 (Lernleiter AUT-B001, Module L01/L10; Kinderstufen K/S1 nach AUT-A013); (b) B4 (Stahlbau, Fundament, Elektrik; nur im Team)(a) ½–1 Tag + ca. 15–20 h Druckzeit; (b) ca. 5–8 Arbeitstage + Aushärtezeit Fundament (≥ 7 Tage) + ca. 6 h Druckzeit
AUT-A011Vertikalrotoren — Savonius-Schulmodell und H-Darrieus-Hybrid für das Dach(a) B1–B2 (Lernleiter AUT-B001, Module L02/L03; Kinderstufen nach AUT-A013); (b) B4 (Dachmontage, Bremsen, Generator; nur im Team)(a) 1–2 Tage + ca. 80 h Druckzeit; (b) ca. 8–12 Arbeitstage + ca. 315 h Druckzeit + Generator nach AUT-A001 (Druckzeiten nach dem Schätzverfahren AUT-HW000 §0 wie DRUCKWERK v0.2, Slicer maßgebend)
AUT-A012Speicher, Wärmepuffer und Sicherheit des GesamtsystemsB4 (Lernleiter AUT-B001, Modul L10; Akkumontage, Druckkreis und Inbetriebnahme nur im Team)ca. 4–6 Arbeitstage + 1 Messtag Aufheizen + 1 Messtag Entladen + ca. 10 h Druckzeit
AUT-A013Kinder- und Schulkits Energie — Stufen K, S1, S2 mit ExperimentkartenAufbau der Kits B3–B7 (Lehrkräfte, Werkstatt); Durchführung K (6–10 Jahre), S1 (10–14), S2 (14–18); Lernleiter AUT-B001 Stufen B1–B2, Module L01, L02, L03, L06, L10Kitbau je Klassensatz ca. 13 Werktage Druck (4 Drucker) + 2–3 Tage Montage; Experimentkarte je 30–90 min

Lernmodule

Learning modules

Zehn Module mit Theorie in zwei Tiefen, Arbeitsblättern, Messaufgaben und Lösungen.

Ten modules with theory at two depths, worksheets, measurement tasks and solutions.

IDModulModuleStufenLevelsDauerDuration
AUT-B010Modulkatalog Selbstbau-Energie
AUT-B011Induktion zum AnfassenB1–B2
AUT-B012Wind verstehenB1–B3
AUT-B013RotorblätterB2–B4
AUT-B014Axialfluss-GeneratorB3–B5
AUT-B015Motoren und WicklungenB3–B6
AUT-B016WasserB2–B5
AUT-B017WärmeB2–B5
AUT-B018Bio — Biogas und HolzB2–B5
AUT-B019Standort und StatistikB4–B6
AUT-B020System und AutarkieB4–B7
AUT-B021Flusskraft ohne AufstauK–F
AUT-B022Solarbaum und GeometrieK–F
AUT-B023Vertikalrotoren und DachturbinenK–F
AUT-B024Werkstoffe und MagneteK–F
AUT-B025Sicherheitstechnik für Selbstbau-EnergieK–F
AUT-B026Wetter, Standort und DatenK–F
AUT-B027Fertigung mit 3D-Druck — vom Entwurf zum BausatzK–F
AUT-B001Lernleiter Selbstbau-Energie

Generatorenwerk & Motorenwerk

Generator works & motor works

Rechnen, drucken, wickeln, messen: Die Rechner erzeugen die Druckteile, Schicht-Werk fertigt sie, die Messung fließt in den Rechner zurück.

Calculate, print, wind, measure: the calculators generate the printed parts, Schicht-Werk makes them, measurements flow back into the calculator.

1

Auslegen

Design

WICKELWERK · NUTENSTERN

2

Exportieren

Export

SCAD, SVG, Stückliste

SCAD, SVG, parts list

3

Drucken

Print

Wickler, Statorform, Spulenkörper, Blätter

Formers, stator mould, bobbins, blades

4

Wickeln & gießen

Wind & cast

Spulen, Harz-Stator, Magnetrotor

Coils, resin stator, magnet rotor

5

Messen

Measure

Leerlauf, Last, Widerstand

Open circuit, load, resistance

6

Freigeben

Release

Bauplan, Druckteilsatz, Bausatz

Plan, parts set, kit

Von der Schule bis zur Forschung

From school to research

StufeZielgruppeAudienceBeispielExample
B1Volksschule, UnterstufePrimary, lower secondaryMagnet und Spule, BecherwindradMagnet and coil, cup anemometer
B2Oberstufe, LehrbeginnUpper secondary, apprenticesFahrradgenerator messen, Turbine druckenMeasure a bicycle generator, print a turbine
B3Lehre, Werkmeister, HTLVocational and technical schoolGenerator 1,2 m bauen und vermessenBuild and test a 1.2 m generator
B4StudiumUniversityWicklungstheorie, ValidierungWinding theory, validation
B5IngenieurpraxisEngineering practiceSystemauslegung, Standort mit P90System design, site with P90
B6ForschungResearchMessreihen, offene DatensätzeTest series, open data sets
B7Erwachsene, GewerbeAdults, tradeWerkstatt-Wochenenden, WeiterbildungWorkshop weekends, further training

Systemkonzepte & Baureihen

System concepts & series

Fünf Referenzsysteme vom Gartenhaus bis zur Werkstatt mit 3D-Druckern, jeweils als Projektdatei für PROJEKTWERK; dazu die Generator- und Motorbaureihen für die Serienfertigung im 3D-Druck.

Five reference systems from garden shed to 3D-printing workshop, each as a PROJEKTWERK project file; plus the generator and motor series for 3D-printed series production.

Forschungswerk

Research work

Preprint-Entwurf mit allen Modellgleichungen, Verifikation der Werkzeuge und Plan der Validierung am realen Generator.

Preprint draft with all model equations, tool verification and the validation plan on a real generator.

IDDokumentDocumentFassungVersion––
AUT-F001Selbst gebaute Energie — Theorie, offene Rechenwerkzeuge und additive Fertigung dezentraler Eigenversorgungv0.3 Entwurf (Preprint-Volltext; Vorgänger v0.2 Gerüst vom 2026-09-28 und v0.1 vom 2026-09-24 unverändert erhalten)
AUT-F001Self-Built Energy — Theory, Open Calculation Tools and Additive Manufacturing for Decentralised Self-Supplyv0.3 draft (full preprint text; predecessors v0.2 outline of 2026-09-28 and v0.1 of 2026-09-24 kept unchanged)
AUT-F001Literaturverzeichnis mit Prüfnachweisv0.3 Entwurf

Offen gerechnet

Calculated in the open

Die Auslegung folgt dem Prinzip der Piggott-Bauweise: Die Windungszahl wird so gewählt, dass die Gleichspannung bei Einschaltwind die Batteriespannung erreicht.

The design follows the principle of Piggott-style builds: the number of turns is chosen so the DC voltage reaches battery voltage at cut-in wind.

P = ½ · ρ · A · cp · v³
n = λ · v · 60 / (π · D)
B ≈ Br · 2tm / (2tm + μr·g)
Uph = 4,44 · f · Φ · N · kw
UDC ≈ 2,34 · Uph − 2 · UD = UBatt @ vein

Messen statt schätzen

Measure, don't guess

  • Generator auf der Drehbank oder Bohrmaschine antreiben, Leerlaufspannung über Drehzahl aufzeichnen.
  • Flussformfaktor im Rechner nachstellen, bis Rechnung und Messung übereinstimmen.
  • Wicklungswiderstand kalt und warm messen, Lastkennlinie an der Batterie aufnehmen.
  • Messdaten fließen als Validierung ins Forschungswerk zurück.
  • Drive the generator with a lathe or drill, log open-circuit voltage against speed.
  • Adjust the flux form factor in the calculator until calculation and measurement agree.
  • Measure winding resistance cold and warm, record the load curve at the battery.
  • Measured data feeds back into the research work as validation.
Batterien, Magnete und drehende Rotoren sind gefährlich: jede Anleitung enthält Sicherheitsstopps. Die Rechner sind Näherungen für Planung und Lehre.
Batteries, magnets and spinning rotors are dangerous: every guide includes safety stops. The calculators are approximations for planning and teaching.