Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

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Hallo zusammen,

vor ein paar Tagen fiel mir zufällig ein schon etwas älterer Modellbau-Motor in die Hände, und spontan kam mir die Idee, mal zu testen, ob sich so ein Teil als Drehstromgenerator benutzbar wäre.

Erste Überlegung: Der Gleichrichter und die nachgeschaltete Elektronik wäre relativ einfach zu realisieren.
Zweite Überlegung: Der Wirkungsgrad sollte deutlich über dem eines normalen Fahrraddynamos liegen
Dritte Überlegung: Für die straßenverkehrsordnungstaugliche Beleuchtung ist auf jeden Fall ein normaler Dynamo an Bord (Seitenläufer).
Vierte Überlegung: Der Generator sollte für Bergabfahrten und rekuperatives Bremsen deutlich mehr als 3W bringen.
Fünfte Überlegung: Die Montage und die mechanische Kopplung ans Rad sollte so ausgelegt sein, dass mindestens 70 - 100W "verbraten" werden könnten.
Sechste Überlegung: Der Akku und die daran hängende Ladetechnik muss die Leistung auch verarbeiten können.

Das waren die Gedanken, die mir so spontan durch den Kopf gegangen sind. Vielleicht gehört einiges davon (noch) ins Reich der Utopie, wohlgemerkt, ich will mit der Lösung kein Fahrrad antreiben, sondern eher vorhanene Bremsenergie (a la Hybridauto) besser ausnutzen, statt sie nur in Wärme umzuwandeln.

Ich habe also damit begonnen, an die drei Anschlussdrähte des Motors eine einfache Gleichrichterschaltung anzulöten, einen Elko drüber und das Ganze mittels eines zweiten Motors und mechanischer Kopplung anzutreiben. Das ist der derzeitige Stand der Dinge. Der Motor hat eine deutlich zu hohe Drehzahl pro Volt (in dem Fall, dass er als Antrieb verwendet wird), als dass da eine nennenswerte Ausgangsspannung zu erwarten ist. Tatsächlich kamen da bei ca. 2500 U/min etwa 2V (über den Elko gemessen) raus. Es müsste also ein Motor mit einer deutlich geringeren Nenndrehzahl verwendet werden. Hier bieten sich kleine Modellbaumotoren an, mit einer Nenndrehzahl von 300 k/V an (300 Umdrehungen pro Volt Betriebsspannung). Damit sollten sich im Drehzahlbereich eines Seitenläufers bei mittleren Geschwindigkeiten schon Spannungen um 12 - 18V erreichen lassen, das auch unter Last. Ausprobiert habe ich das nicht, ist also reine Spekulation. ;)

Der nächste Schritt wäre die Konstruktion eines Getriebes, das sowohl die passende Übersetzung vom Rad zum Motor aufweist, als auch die mechanische Festigkeit hat, möglichst viel Leistung vom Rad zum Generator zu übertragen. Die Wahl ob elektrisch "gebremst" wird oder mechanisch die Bremsenergie in Wärme umgewandelt wird, würde ich als Fahrer zuerst ein Mal selbst bestimmen, in dem ich mehr oder weniger stark am Bremshebel ziehe. Die Schalter dafür sind sowieso vorhanden, da ich vorhabe am Trike ein Bremslicht anzusteuern.

Die Ladetechnik und der Akku müssten bei 12V Nennspannung (4xLiFePo4, 9 Ah) einen Ladestrom von ca. 10A verkraften, das sollte weder für die Elektronik noch für den Akku ein Problem darstellen. Der Schalter am Bremshebel würde also einfach den Ladestrom um den Faktor 10 - 20 anheben (damit der Generator nicht wertvolle Tretenergie verpulvert). Ist der Akku voll, oder beinahe voll und der Ladestrom deshalb eher gering, würde eine LED dem Fahrer anzeigen, dass nicht elektrisch gebremst wird und er entsprechend fester am Bremshebel ziehen muss um die mechanischen Bremsen in Betrieb zu setzen. Die Regelung wieviel Energie elektrisch verbremst wird, könnte später u. U. auch proportional zum Hebelweg umgesetzt werden.

Mechanisch würde ich den Motor über einen Zahnriementrieb mit dem Hinterrad koppeln (ähnlich wie mit dem Nabendynamo), ggf. mechanisch über eine Slipperkupplung von Hand entkoppelbar und im Drehmoment begrenzt.

Meine Hoffnung ist, auf dem Fahrrad, wo die (wertvolle!) kinetische Energie der Vorwärtsbewegung mühsam mit den Muskeln aufgebaut wurde, diese teilweise in elektrische Energie umzuwandeln, statt sie einfach in Form von Wärme zu verbraten. Mein Auto kann das schon seit über 11 Jahren, also sollte das doch auch auf dem Rad, wo die Energie ja noch "wertvoller" ist, auch möglich sein. Das Ganze soll aber nicht für den Antrieb verwendet werden (wäre auch ein wenig schwächlich), also kein Pedelec-Antrieb o.ä. darstellen.

Ich werde in den nächsten Wochen mal Experimente dazu durchführen und weiter berichten. Hat schon mal jemand von Euch so etwas versucht? Erfahrung mit Drehstrom-Generatoren gesammelt? Oder mit regenerativen Bremsen?

To be continued...

Viele Grüße

Stefan
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

Ich werde in den nächsten Wochen mal Experimente dazu durchführen und weiter berichten. Hat schon mal jemand von Euch so etwas versucht? Erfahrung mit Drehstrom-Generatoren gesammelt? Oder mit regenerativen Bremsen?

Ich würde da doch das Pedelec-Forum Empfehlen.
Reku wird da täglich gelebt (von manchen...), und das schon lange.

Was du da machen willst, machen ja auch viele BMW-Fahrer jeden Tag als Teil des "Efficient-Dynamics" Systems: eine auskuppelbare Lichtmaschine.
Prinzipiel nicht schlecht, aber am Fahrrad mit gewissen Nachteilen:

Gewicht !!! Rechne mal zusammen, was dein 9Ah LifePo, der Generator, das Getriebe, die Kupplung und die anderen mechanischen Kleinteile zusammen wiegen...
Beim Auto waren alle nennenswerten Teile sowieso schon verbaut, weshalb es da keine Rolle spielt... beim Rad ist das anders.
Das eigentlich ist schon der Tot für dein System. mit einem 9 Ah LiFePo Akku ansich kannst du wohl deine Fahrradbeleuchtung von hier bis Timbukto betreiben... also ist dein Rad schneller, wenn du den rest nicht einbaust.... Nur um (nutzloss)n ein ganz klein wenig energie nach zu tanken, so viel Aufwand zu betreiben...

Wie gesagt, die Sinnhaftigkeit wurde im Pedelecforum ausgiebig diskutiert. Und so im großen und ganzen lautet der Konsens: Hast du alle notwenigen Komponenten für die Reku schon anbord, ist es eine super Sache. Sich zusätzliches Gewicht ein zu laden, um Rekuperieren zu können, bedingt im endefekt einen Verlust an effizienz!!!
Dir musss auch klar sein, das du z.B. bei ein paar 100 Hm abfahrt so viel Energie generieren könntest, wie du ohne Antriebsunterstützung "nie" mehr aus dem Akku raus kriegst... ohne Antriebsunterstützung (und einen noch fetteren Akku...) kannst du kaum nennenwerte Energie verwerten.
Ich hab schon über 1000 km im Rekuperierenden VM hinter mir, und auch schon sowas wie 1,5 kW Rückspeisung in den Akku gesehen (steiler Berg, ca. 60 km/h....), fahre aber Persönlich eines ohne Reku, weil die Vorteile die Nachteile meiner Meinung nach nicht aufwiegen...

Also: Mechanische Kuplung: davon träumen viele, haben tut sie meines wissens im Fahrrad leider 8so gut wie...) keiner... theoretisch Energietechnisch die "non plus ultra" Lösung für gesteuerte Rekuperation... die frage ist nur, was wiegt die, und was kostet die... Gäbs das in bezahlbar und Leicht, ich würde mir einen 2.ten Motor in mein VM einbauen (der erste hat nen Freilauf und kann nicht bremsen...), und genau so ein System wie du (nur vielleicht mit was mehr leistung...) aufbauen.
Denn Fetten Akku für die Energie hab ich eh immer an Bord...
Aber an dem Punkt sehe ich leider nichts bezahlbares mit akzeptablen Gewicht im Markt...

Ich fände es ein wenig schade, wenn du viel Zeit auf ein Projekt verschwenden würdest, das nacher doch so nicht reproduzierbar ist (zu akzeptablen Kosten...) und im endeffekt dein Rad doch nicht effizienter macht.

Deutlich einfacher und Erfolgversprechender wäre wohl eine Elektrische Lösung:
Forumsloader (oder ähnliches...), und einen Schalter, so das der Akku nur auf Wunsch geladen wird... so hat man zwar immer die Leerlaufverlust des Dynamos (ähm, hat jeder Nady-fahrer , oder..) aber ansonsten eine gesteuerte Rekuperation, ohne schwere mechanische Teile...
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

Deine Überlegungen sind nicht ohne Grundlage - Es gibt tatsächlich eine Firma in Deutschland die auf der Basis von Modellbaumotoren Mini-Stromerzeuger baut.
Da es sich mehr so um eine enthusiastische Bastelidee denn ein Massenprodukt handelt sind alle Komponenten auch als Bausatz und einzeln erhältlich, leider ist mir momentan der Link nicht geläufig.
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

solche Gedanken habe ich auch, meine Überlegungen gehen richtung Speichengenerator: Magnete ins Laufrad montiert und über eine oder mehrere Spulen wird die Spannung abgenommen.
Vorteil: keine bis wenige bewegliche Bauteile
Steuerbare Rekuperation
die dafür benötigten tragenden Teile sind am Trike, LR, VM, Up schon vorhanden

leider bin ich noch nicht sehr weit gekommen, ein paar kleine kräftige Magnete und eine Relaisspule um zu sehen ob sich überhaupt Resultate erzielen lassen.
habe auch schon angefangen mich in die Materie einzulesen um die Bauteile richtig zu Dimensionieren und aufzubauen. Schon erstaunlich was mann im Laufe der Zeit alles wieder vergessen kann:eek:

Dir Tricus wünsch ich viel Erfolg



Grüsse von
Kalle
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

... nett - aber bedenke wohl, dass eine Bremsleistung von 100W nicht wirklich bremst, wenn Du bremsen mußt. Anders herum: wie lange brauchst Du mit 100W Antriebsleistung um Dein Rad auf 20km/h zu bringen und wie lang ist der benötigte Weg dafür? ---> genauso lang wird also Dein Bremsweg werden :eek:

Ich habe einen wirklich rekuperierenden Motor (wie Yardonn ihn mit 1,5kW Rückspeiseleistung beschrieben hat) und das merkt man dann schon deutlich bei Bremsleistung (wenn der Akku nicht ganz voll ist). Bei nahezu vollem Akku, der Regler passt da gut auf (!!!) ist die Bremsleistung "bescheiden"!

LG

Jörg
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

Hallo zusammen,

danke für Eure Antworten! :)

Ja, dass die Bremsleistung eher bescheiden ausfällt, ist mir klar. Auch dass das System zusätzliches Gewicht bringt. Was ich aber wohl vergessen habe zu erwähnen ist, dass ich den größten Teil der Komponenten sowieso an Bord habe, also den dicken Akku und die dazu erforderliche Ladetechnik. Der Akku ist nicht nur für die Beleuchtung, GPS, Telefon u.ä. vorgesehen, sondern damit soll auch das Funkgerät (UKW Amateurfunkgerät) betrieben werden. Die Bremsrekuperation ist eher ein netter Nebeneffekt, was ich mir vorstelle ist ein Generator, der nicht alle Nachteile eines normalen Dynamos mitbringt. Oder ich schraube mir da doch mal ein Solarpanel drauf. ;)

Aber vergeudete Zeit wird es nicht sein, ich werde, selbst wenn es nicht funktioniert viel draus lernen. :) So durchgedrehte Ideen faszinieren mich...

Mir geht es ja im Prinzip darum, auch mal richtig Leistung aus dem Generator abrufen zu können, was ja mit dem normalen Dynamo nicht möglich ist, da ist die Leistung schon ziemlich begrenzt. Im normalen Fahrbetrieb wird sich die entnehmbare Leistung wohl eher im Bereich eines Dynamo bewegen, vielleicht mit einem etwas besseren Wirkungsgrad.

Mal sehen, was daraus werden kann... Aber ich werde mal ins Pedelec-Forum reinschauen, was da für Erfahrungen gemacht wurden. Vielleicht kommt da irgendwas brauchbares bei heraus.

Viele Grüße

Stefan
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

... nett - aber bedenke wohl, dass eine Bremsleistung von 100W nicht wirklich bremst, wenn Du bremsen mußt. Anders herum: wie lange brauchst Du mit 100W Antriebsleistung um Dein Rad auf 20km/h zu bringen und wie lang ist der benötigte Weg dafür? ---> genauso lang wird also Dein Bremsweg werden :eek:

Ich habe einen wirklich rekuperierenden Motor (wie Yardonn ihn mit 1,5kW Rückspeiseleistung beschrieben hat) und das merkt man dann schon deutlich bei Bremsleistung (wenn der Akku nicht ganz voll ist). Bei nahezu vollem Akku, der Regler passt da gut auf (!!!) ist die Bremsleistung "bescheiden"!

LG

Jörg

Hallo Jörg,

genau so sehe ich das auch, allerdings geht es mir nicht darum, damit eine gigantische Bremsleistung zu erzielen, sondern die beim Bremsen sowieso zu vernichtende Energie zu einem (kleinen) Teil in elektrische Energie umzuwandeln. Und wenn es nur dafür taugt, beim bergabfahren nicht zu schnell zu werden. ;) Für richtiges Bremsen ziehe ich die Hebel sowieso durch und dann steht die Fuhre.

Viele Grüße

Stefan
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

solche Gedanken habe ich auch, meine Überlegungen gehen richtung Speichengenerator: Magnete ins Laufrad montiert und über eine oder mehrere Spulen wird die Spannung abgenommen.
Vorteil: keine bis wenige bewegliche Bauteile
Steuerbare Rekuperation
die dafür benötigten tragenden Teile sind am Trike, LR, VM, Up schon vorhanden

Dir Tricus wünsch ich viel Erfolg

Grüsse von
Kalle

Hallo Kalle,

danke für die guten Wünsche!

Die Idee mit den Speichenmagneten und dem Spulenabnehmer hatte ich auch schon. Mit einem genügend großen Pufferkondensator sollte das sogar funktionieren. Nur eine hohe Leistung ist wohl (auf Grund der wahrscheinlich geringen Anzahl der Abnehmerspulen) nicht zu erwarten. Aber Experimente damit würde ich auch machen. :) Mal sehen, ob ich noch irgendwo Magnete finde, die sich für so etwas eignen würden, Spulen könnte ich selber bauen...

Viele Grüße

Stefan
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

Ich fände es ein wenig schade, wenn du viel Zeit auf ein Projekt verschwenden würdest, das nacher doch so nicht reproduzierbar ist (zu akzeptablen Kosten...) und im endeffekt dein Rad doch nicht effizienter macht.

Du hast recht, die Effizienz wird dadurch vermutlich nicht besser. Aber vielleicht bietet sich eine Möglichkeit mein ganzes elektronisches Spielzeug am Rad damit autark zu betreiben. Ich kann es nicht leiden, wenn ich den Akku zwischendurch dauernd rausnehmen und am Netz laden muss...

Viele Grüße

Stefan
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

Aber vielleicht bietet sich eine Möglichkeit mein ganzes elektronisches Spielzeug am Rad damit autark zu betreiben. Ich kann es nicht leiden, wenn ich den Akku zwischendurch dauernd rausnehmen und am Netz laden muss...

Willst Du Fahrrad fahren, oder elektronisches Spielzeug betreiben? Für Handy / MP3 / Navi reicht der Forumslader, evtl. muss nur die Akkukapazität erhöht werden. Das ist dann effizent, aber nicht, was Dir so vorschwebt ...
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator


Den kenne ich, bzw. hab ich schon mal gesehen. Ist aber wahrscheinlich ein bis drei Nummern zu groß (alleine schon von der Polfühligkeit her). Aber das Konzept ist nicht schlecht, vielleicht kann man da aus der Elektronik was lernen.

Ich werde einfach mal ein wenig experimentieren und dann mal weiter sehen...

Viele Grüße

Stefan
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

Was ich aber wohl vergessen habe zu erwähnen ist, dass ich den größten Teil der Komponenten sowieso an Bord habe, also den dicken Akku und die dazu erforderliche Ladetechnik. Der Akku ist nicht nur für die Beleuchtung, GPS, Telefon u.ä. vorgesehen, sondern damit soll auch das Funkgerät (UKW Amateurfunkgerät) betrieben werden.
aha... Jetzt wirds heller...

Also, mit der Technik drin, wird es ja wohl eh nicht so ein Renn und Langstrecken-Rad, oder?
Da würde ich doch direkt zu einem Pedelec-Antrieb mit Reku gehen...
Anständigen Spannungwandler lfür 12 Volt an den Pedelec-Akku, und alles ist gut.
Wäre aber vielleicht zu einfach, nicht wahr...
Vom Funktionellen und Finanziellen Aspekt her aber sicherlich die beste Lösung....

P.S. den Generator bei torcman.de hab ich vorletzte Woche bestellt.....
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

P.S. den Generator bei torcman.de hab ich vorletzte Woche bestellt.....

Berichte bitte mal! Wenn's hier allzu OT ist, könnte ich dann nen Link nach 'drüben' bekommen? Ich les im Pedelecforum nicht mit ...

Grüße
Heiko
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

aha... Jetzt wirds heller...

Also, mit der Technik drin, wird es ja wohl eh nicht so ein Renn und Langstrecken-Rad, oder?

Na ja, auf dem UP habe ich derzeit auch jede Menge Krempel verbaut und es fährt noch... ;) Aber ich schätze mal, das die ganze Fuhre mehr als 20 kg wiegt, deutlich mehr. Und es bewegt sich noch recht gut. Aber Du hast natürlich recht, es soll keine Rennmaschine werden, und Langstrecken sind ja bekanntlich für jeden anders definiert. Wenn ich mit dem Trike 100km/Tag schaffe, wenn ich auf Tour bin, bin ich hoch zufrieden.

Die andere Idee war ein Solarpanel, aber das wird mit der Befestigung usw. wahrscheinlich deutlich zu schwer und zu sperrig. Außerdem hat das dann auch hohen klau-mich-Effekt.

Die Idee von Kalle hat mich ob ihrer Einfachheit noch nicht losgelassen und ich bin bei den Windkraftanlagen auf brauchbare Lösungen gestoßen. Da werden aber noch einige Experimente folgen. Muss ja nicht alles sofort sein, noch habe ich genug Kapazität im Akku für einen ganzen Tag. :)

Viele Grüße

Stefan
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

Zu so Speichen-dranklips-Induktionsbeleuchtung:
Reelight ist dir schon bekannt, oder?
Magtenlight wurde eingestellt. Vielleicht gibts das noch irgendwo.
Über beides sollte sich genügend ersuchen lassen. Zum Magtenlight verweise ich noch speziell auf den Test in der Velovision.

Hab da auch ein bisschen ein Auge drauf, weil am Einrad halt kein Nabendynamo geht... Seitenläufer natürlich schon.
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

Willst Du Fahrrad fahren, oder elektronisches Spielzeug betreiben? Für Handy / MP3 / Navi reicht der Forumslader, evtl. muss nur die Akkukapazität erhöht werden. Das ist dann effizent, aber nicht, was Dir so vorschwebt ...

Beides Reinhard, beides... Sofern das möglich ist. Man sagt mir nach, ich wäre ein Freak was das betrifft. Über Effizienz möchte ich da lieber nicht nachdenken. :D

Viele Grüße

Stefan
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

Zu so Speichen-dranklips-Induktionsbeleuchtung:
Reelight ist dir schon bekannt, oder?
Hab da auch ein bisschen ein Auge drauf, weil am Einrad halt kein Nabendynamo geht... Seitenläufer natürlich schon.

Ja, Reelight sagt mir was, und wenn das funktioniert, dann müsste doch auch eine Stromerzeugung mit einem Haufen Magneten in Felgenhöhe und mehreren Spulen funktionieren...

Viele Grüße

Stefan
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

Ja, Reelight sagt mir was, und wenn das funktioniert, dann müsste doch auch eine Stromerzeugung mit einem Haufen Magneten in Felgenhöhe und mehreren Spulen funktionieren...

Um ein vernünftiges Feld zu erzeugen, musst Du auf geringe Luftspalte achten. Ich stelle mir eine entsprechende Anordnung sehr aufwendig und im Falle einer Reifenpanne auch sehr nachteilig vor. Bleib lieber bei einem klassischen konzentrierten Aufbau.

Gruß,

Christian
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

Hallo Christian,

darüber habe ich mir auch schon Gedanken gemacht, vielleicht gibt es eine Lösung dafür, das will ich in den nächsten Tagen ausprobieren. :)

Viele Grüße

Stefan
 
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