Stromversorgung durch Muskelkraft (1. Prototyp)

[Gast]

Mal ein erster Versuch eines anderen Ansatzes zur Stromversorgung unterwegs auf langen Touren. Nur ein Prototyp, Prinziptest ... meine Entwicklungsabteilung ist aber schon an einem vielversprechenden 2. Gerät am basteln ...

 

Bearbeitet 13. April 2016 von TappsiTörtel

[AlphaRay]

Schönes Video! Schaut anstrengend aus..dafür reichen ja theoretisch paar MInuten für einige Stunde Laufzeit - je nach Handy - solange man im Offline Modus ist.  Wie schwer ist denn der Motor?

Mit dem Thema Stromversorgung unterwegs hatte ich mich auch schon bechäftigt. Man glaube es nicht, aber sogar mit dem Auto unterwegs kann man das Probelm haben, dass man nicht alles geladen bekommt:  vor zwei Wochen in Norwegen mussten wir uns nach drei Tagen Starthilfe Morgens geben, da die Autobatterie leer war    Zwei Handys, zwei Kameras und GPS waren ständig am laden...und wir sind da wenig gefahren.
Meine Lösung war:  Solarzelle.  Mit fast 800g nicht wirklich leicht, aber mit 9 Watt wird der Akkupack sogar noch bei gewöktem Himmel geladen.

An eine Dynamo-Lösung dachte ich auch schon. Wie du aber erwähnst, sollte das ganze natürlich auch haltbar bzw. robust sein. Hier kann man die Kaufversionen vergessen, da die meisten auf Plastikzahnrädchen basieren und sich irgendwann verabschieden.
Aus dem Windrad-Selbstbau kenne ich die leichten Windgeneratoren, die man sich selber wickeln kann. Also etwas Kupferdraht und ein paar Neodynmagnete. Das ganze kann schön kompakt (höherer durchmesser bei sehr geringer Höhe im Normalfall) in ein leichtes Alu oder Balsagehäuse gepackt werden.  Vorteile wären:  mit einem Plastikpropeller und einem in Boden gerammten Ast (oder sonst wie befestigt) könnte man das Teil wirklich als Windgenerator nutzen. Mit einem PU- oder Keilriemen und einer Kurbel könnte man das ganze, ähnlich wie hier im Video, per Muskelkraft antreiben. Vorteil:  das ganze müsste nicht irgendwo befestigt werden .D.h. man kann auch während man läuft auch mal kurbeln..oder im Zelt usw.. 

Gibts schon irgendwelche Details zur Version 2? 

[Gast]

Jo, gibt es. Auf Basis einer kleinen Waschmaschinenpumpe (Magnet getauscht und umgewickelt) wird die angestrebte Leistung von 2A wohl erreicht ... noch nicht fertig aber im Bau  ... bin sehr gespannt drauf.
Getestet wird da zum Antrieb evtl. ein Endlosseil (-riemen). Der kann gleichmäßiger gezogen werden als das hin-und-her des im Video vorgestellten Prinzips. Ist kraftsparender und erhöht den Wirkungsgrad.

[MarcG]

Wär doch ideal wenn man sowas machen kann, indem man an nem Strick am Rucksack zieht. Man läuft doch gerne mehrere Stunden am Tag und die Hände hat man ja oft frei. Vielleicht sogar beide Hände, gewissermaßen um den Hals rum? Mit der Kordel von der Kapuze? 

[kImperator]

Moin moin,

erstmal eine feine Idee, habe mir jedoch überlegt, dass es für mich keine option ist permanent zu kurbeln.

Aber einmal einen Ansatz erläutert, wie man das ganze von einer dauerhaften Arbeit auf eine punktuelle Arbeit reduziert.

 

Getriebe => Durch ein Getriebe wird der Widerstand beim Ziehen gewaltig erhöht, während die Drehgeschwindigkeit zu nimmt.

 

Nun hängt man das Konstrukt hoch und lässt die Schwerkraft ein Gewicht langsam von oben nach unten ziehen. Das könnte zum Beispiel der UH Rucksack sein, oder ein Beutel steine oder dergleichen.

Durch den Widerstand des getriebes sollten die Steine langsam zu boden fallen, während der Motor sich durch die Übersetzung des getriebes sehr schnell drehen wird.

 

=> voilla, dann nur noch alle paar Minuten den Sack Steine wieder nach oben ziehen und den Rest der Zeit mit sinnvollen Beschäftigungen wie kochen oder lesen verbringen

 

 

Bearbeitet 14. April 2016 von kImperator

[Gast]

Genau diese Idee mit der Schwerkraft testet gerade ein Youtuber (Kanal "Sel") mit langem Seil von den Höhen des Elbsandsteingebirges aus ... auf sein Ergebnis bin ich sehr gespannt.

[kImperator]

Na hätt ich mir die Gedanken ja sparen können,

aber aufs Ergebnis bin ich auch gespannt ^^

[AlphaRay]

Getriebe "verbraucht" sich aber und ist schwer, wenn man jetzt was dauerhaftes aus metall macht. Nylon wäre ja noch vertretbar. Ne Umsetzung mit Zahnriemen wäre auf jeden Fall dauerhafter.

Da man meistens sowieso in der Nähe von Bächen rast, könnte man ja auch eine Art Wasserrad dran machen (Mylarfolie und Carbonröhrchen wegen Gewicht)...  So kann es auch über Nacht laufen und alles aufladen.

Hatte auch schon überlegt wie man etwas an den Beinen befestigen könnte. D.h. an oberschenkeln via Klett und dann beim Gehen die Konstruktion vom Video da oben antreiben. Müsste dann irgendwie eine befestigung am Rucksack dran 

 

[Gast]

An den Beinen, Klamotten, Kapuzenschnur befestigen ist sicher sehr problematisch. Zum einen "baumelt" es rum, ergibt beim Laufen ja auch Widerstand, muss auf Spannung gehalten werden, muss für einen konstanten Strom auch möglichst konstant angerieben werden ... es erfordert schon eine intensive, gleichmäßige, dauerhafte Arbeit, die gegen den Widerstand des Generators geleistet werden muss ... je höher der Strom, desto intensiver, ein bisschen rumzappeln reicht halt nicht, die Physik setzt Grenzen ... siehe das "unglaublich tolle Ampy Move" !!

Auch der Gedanke mit der Wasserkraft: es braucht richtig Strömung auch für einen  solch winzigen Generator, ein Bächlein mit 3 cm Wasserstand und locker durchs Gras fliessend reicht einfach nicht um den Generatorwiderstand zu überwinden, ganz abgesehen vom Material.

Strom erzeugen benötigt viel mehr (Bewegungs-) Energie als die meisten denken !
Wie gesagt, die Physik !
Wenn es so einfach wäre, dann gäbe es ja brauchbare + Rucksack taugliche Geräte auf dem Markt ... gibt es aber nicht (Solarpanels ausgenommen, hier geht es ja um die eigene Muskelkraft).

Vor diesem Hintergrund erlangt die Wertigkeit und Selbstverständlichkeit unserer Stromversorgung aus der heimischen Steckdose auch eine ganz andere Dimension !

[Gast]

vor 1 Stunde schrieb kImperator:

habe mir jedoch überlegt, dass es für mich keine option ist permanent zu kurbeln

Genau darum geht es ja auch im letzten Teil meines Videos ... 2-3 Stunden kurbeln würde ich mir auch nicht zumuten wollen. Deshalb setzt der Gedanke eben auf die aktuellen, schnell ladbaren Geräte (mein LG G4 ist von fast leer auf 100% in 1:05h) bei 2A Ladestrom ... und ich gehe davon aus, dass die kommende Generation bzgl. der Akkutechnik noch schneller laden kann.

20min tägliche Kurbelzeit täglich für dauerhafte, robuste, wetterunabhängige Stromversorgeng wäre für mich ok, da ich ja nur ca. jeden 3. Tag eine volle Akkuladung benötige. Auf Bootstour wäre es auch gut mit dem SunnyBagLeaf (Solarpanel <200g) kombinierbar.

[kImperator]

Von dem SunnyBAG würde ich mir nicht zu viel Erwarten, 3.2W Leistung.

Hatte hier mal ein 4W Panel war sowohl bei Sonnenschein als auch bei bedecktem Himmel ähnlich praktisch wie dein Amphy Move...

Selbst mein 13W Solar Panel war auf Madeira bei permanent zugehangenem Himmel nicht ausreichend um das Entladen des Handys im Flugmodus zu kompensieren. (Über den Wolken des Pico Ruivos sah das ganze wieder ganz anders aus, da war nach andertalb Stunden vollgeladen). Bei meinem 13W Solarpanel habe ich einige nutzlose Stoffs Laschen wegschneiden können um es auf gut 300g zu bringen. Und Preislisch liegt es bei gut einem Drittel dem SunnyBag

 

Aber just my 2 cents

 

[AlphaRay]

@TappsiTörtel:   Das ist mir schon klar  Da die Oberschenkel nicht viel Weg aufbringen, müsste der Zahnriemen auch nicht lang sein. D.h nur ca. 30-40 cm Zahnriemen -> Schnur -> Gummischnur -> Klett für Oberschenkel.   Denen machen die paar Watt nichts..im Gegensatz zu den Armen, die das nicht gewohnt sind.

Wasser ist mir auch klar, weshalb ja ne umsetzung her muss.  Die Schaufeln auch eher flach und breit, wie bei einem Dampfschiff. Wenn man es Abends als erstes anbringt, dann hat man vieele Stunden Laufzeit bis zum nächsten morgen nach dem Essen.Ansonsten versuchen möglichst kleine "Wasserfälle" zu finden, wodurch man gleich viel mehr Kraft und Geschwindigkeit dahinter hat.
Hierfür müsste auch kein Riesenmotor mitgeschleppt werden. Das ganze könnte theoretisch auf unter 100g kommen.

 

@klmperator:   ich habe dieses Panel hier:  http://www.amazon.de/RAVPower%C2%AE-Ladeger%C3%A4t-Charger-Smartphone-Bluetooth/dp/B00PW40BH6

Hat im April bei bewölktem Himmel (an einem Sonnigen Tag) gereicht, um ein Online-Handy zu laden    Ein Akkupack ist aber immer sinnvoller, da die alles nehmen was kommt. Das Handy - vo rallem die ganzen iiiiiPhones - benötigt einen Mindest-Strom um das Laden zu starten. Ist auch für so einen Generator wie hier wichtig.

Das ganze Stoffzeug drumherum wil ich auch entfernen - und ggf. auf nur zwei der Panels umsteigen.  Soll dann auch irgendwie dauerhaft Außen am Rucksack befestigt werden mit dauerhaft angeschlossenem Akkupack.

Edit:   das mit dem Bach wäre auch effektiver als die Schwerkraft geschichte.  Stellt euch vor, ihr füllt einen Sack mit 10 Litern/kg Wasser und lässt das ganze jetzt 2 Meter lang innerhalb von 1-2 Minuten laufen?   In einem Bach - auch wenns ein langsamerer ist - hätte man mit 20-25 cm breiten Schaufen gut 1-2 Liter pro Sekunde, da da vorbeiströmen...das müsste man mal ausprobieren.
Bei der Schwerkraft-Geschichte müsste man das Gewicht dann nach kurzer Zeit wieder nach oben bringen.und wieder..und wieder.

Bearbeitet 14. April 2016 von AlphaRay

[Gast]

@kImperator Ich habe das SunnyBagLeaf und komme auf völlig andere erste Erfahrungen wie Du. Selbst bei bedecktem Himmel hat das Teil mein Smartphone in gut 7 Stunden aufgeladen so ca. von 10% auf 100% (weiß es nicht mehr ganz genau) und in der vollen Sonne dauert es knapp 4 Stunden (3000er Akku). Das GoalZero mit etwas höherer Leistung schafft es in der Sonne entsprechend schneller, da kommt bei bedecktem Himmel jedoch fast nix mehr ... wegen der unterschiedlichen Zellenbauweisen.

Werde da aber ohnehin noch genaue Messungen durchführen.

KORREKTUR:
Die oben angegebenen Ladezeiten waren  noch beim "alten" Smartphone mit 2000er Akku, nicht beim neuen mit 3000er Akku !!

Bearbeitet 14. April 2016 von TappsiTörtel

[AlphaRay]

OT: Bezüglich Solar bin ich immer noch am überlegen mir das hier zuzulegen...ich glaube der Originalpreis lag irgendwo um 200-300 €. Das einzige Problem könnte die Spannung sein. Auch nach dem Zerschneiden sollte da gut was raus kommen:

http://www.pollin.de/shop/dt/NzU5OTA0OTk-/Haustechnik/Solartechnik/Solarpanele/Flexibles_Solarmodul_FUJI_ELECTRIC_FWAVE_FPV1096SLN_92_W.html

Stärke: 1 mm
Gewicht: 1,57 kg
92 wP -> 9 wP = 157g + Elektronik.

 

Bearbeitet 14. April 2016 von AlphaRay

[Gast]

@AlphaRay Das ist sicher gut geeignet zum Anbringen auf dem "Oberdeck" eines Kajaks oder der Spritzdecke eines Kanus, will ich bei meinem Ally-Kanu evtl. so machen.

[kImperator]

Ok da bin ich mal gespannt, was gemessen wird.

Habe eben mal grob überschlagen:

.

Edit: Ah mit deinem Edit der Akkukapazität passt deine Aussage wieder @TappsiTörtel

 

 

Bearbeitet 14. April 2016 von kImperator
Beschriftung

[Gast]

vor 8 Minuten schrieb kImperator:

Ah mit deinem Edit der Akkukapazität passt deine Aussage wiede

Sorry, da war das Denken mal wieder langsamer als das Schreiben ! 

Wenn ich neue Tests mit meinen beiden Solarpanels mache, werde ich die jedoch nicht mit dem Smartphone machen (brauche ich ja im Job ständig), sondern mit den 1050er Akkus der Actioncam GIT2. Immer 2 davon gleichzeitig im Ladegerät, so soll es auch draußen dann sein.

Bearbeitet 14. April 2016 von TappsiTörtel

[AlphaRay]

Das Handy und auch das Ladegerät müssten dann aber auch die volle Stromstärke ab können. Wenn das Handy sich maximal 1 oder 1,5 A zieht, dann bringen 2A keine Geschwindigkeitsvorteile.  Und wenns mal stärker bewölkt ist und < 0,5A raus kommen ldt das  Handy nicht.  Daher immer einen Akkupack zwischenschalten.  Solar -> Kabel zum Akkupack -> Kabel zum Handy/Ladegerät.  Akkupack müsste dann fairerweise komplett leer sein am Anfang. Und klar gibts hier mehr Verluste - dafür nimmt der Akkupack aber auch alles was rein kommt 

 

[AlphaRay]

Hab mal gegoogelt, um mal paar Formeln zu bekommen (Flussgeschwindigkeit -> Umstezung usw.). Es gibt sogar schon ferigen Bach-USB-Stromgenerator". Sogar meine Zweitanwendung verwirklicht:  "Besonders praktisch: Abends kann das kleinste Wasserkraftwerk der Welt am Zeltdach aufgehängt werden.

http://www.ingenieur.de/Themen/Erneuerbare-Energien/Mini-Kraftwerk-erzeugt-Strom-in-Bach-Fluss

Gibts auch schon zu kaufen:
"Wasserkraftwerk Blue Freedom   299,00 €"  

Bearbeitet 14. April 2016 von AlphaRay

[Gast]

Könnte mal jemand anderes 300 €uronen ausgeben zum Testen 

Das Teil sieht ja gut aus, so auf die Schnelle findet sich allerdinge (wie letztes Jahr beim Ampy) nur Vorstellungen des Projektes, nirgendwo mal Zahlen oder Tests ... nur Masse und Gewicht (400g) sind zu finden.

[AlphaRay]

Nach dem Prinzip funktioniert ein anderer Generator - erfunden haben die den nicht. Hatte mich mal mit Wind- und Wassergeneratoren beschäftigt.

Es war glaube eine deutsche Entwicklung:  schwimmende Röhren, welche lokal mehrere hundert Watt erzeugen konnten. An sich wie das hier. nur halt mit Verlängerung und Trichterförmig am Eingang, um den Druck zu steigern.

Dieser Aufbau hat aber zwei/drei Nachteile:

- es wird ein Gewässer mit einer bestimmten Tiefe benötigt. Zu flach:  es dreht sich nichts, da der Rotor am Boden steht
- das ganze muss ziemlich gut abgedichtet werden. Der Generator ist im Rotor verbaut
- das Kabel kann reißen/einreißen, da dieses das ganze Gewicht und den Zug trägt

Das sind alles Nachteile die ein Schaufelrad-Generator nicht hätte.  Hier reichen zwei in den Grund gesteckte "Stäbchen" oder ein über den Bach gespanntes Seil aus - und schon kann es los gehen    Effektiv und dicht düfte das mittels Neodym-Magneten und lackiertem Kupferdraht werden. An paar Stellen noch ein wenig Silikon und fertig.

Hier hätte man schon eine optimale Schaufelform..sowas wird ja heute per Computer simuliert. Natürlich viel weniger Schaufeln, um gewicht zu sparen. Das ganze müsste dann auch zerlegbar sein:
http://www.wasserrad-drews.de/dokumente/Exposee2.pdf

Hier hat einer einfach nen PC-Lüfter im Bach versenkt...müsste man mal testen  

  Gewichtstechnisch wäre das optimal. Diese funktionieren übrigens auch gut als Windgereatoren. Auch bei Fahrrädern, z.B. am Lenker angebracht.

Bearbeitet 14. April 2016 von AlphaRay

[Gast]

@AlphaRay es gibt so viele Anleitungen auf YT ... nur fast nie irgendwelche Angaben zur Leistung ...

OK ... noch was zum Schmunzeln:

 

Bearbeitet 14. April 2016 von TappsiTörtel

[AlphaRay]

Naja..gar nicht soo dumm.  Kenne das vom Vater früher, als der Aquarium gereinigt hat.  Wenn man Stück schlauch hat, kann man so auch bei einem sehr langsamen Gewässer oder sogar aus einem Bach/See wasser ziehen..  Man konnte sogar irgendwie kleine Erhöhungen überwinden. In einem Bach kann man den Wasserdruck mitnutzen -> kleiner Tritchter entgegen der Strömung 

Bearbeitet 14. April 2016 von AlphaRay

[AlphaRay]

Lustig..habe einen Eintrag von jemanden aus dem Forum hier in dem Kleinwindanlagen-Forum gefunden:

http://www.kleinwindanlagen.de/Forum/cf3/topic.php?t=4461&page=fst_unread&highlight=pollin

Das interessante ist aber hier:
"Ich nahm einen Nabendynamo und habe mir diesen ine das Rad eines Kinderfahrrades einspeichen lassen- das kleinste das ich gefuinden habe. Aus Aluminiumprofilen habe ich mir dann eine Radgabel gebaut, daran befestigt ein ausziehbarer holm der hinten eine Querstange hat. Diese Querstange konnte ich unten unterm Rucksack befestigen und habe das Rad dann beim Wandern hinter mir hergezogen. OK, ich muss zugeben dass es etwas dämlich aussah...ziemlich sogar aber beim normalen Wandern ( und ich hatte 16 Kilo Gepäck und war entsprechend langsam) kamen so etwa 1,5-2 Watt bei rum, genug um jeden zweiten Tag das Smartphone voll zu laden und im Pufferakku war immer ncoh genug Luft um die Taschenlampe jeden Abend 4-5 STunden zu verwenden. "

Gar nicht schlecht, die idee... Jetzt stell dir deinen Motor da vor mit zwei kleinen Rädchen, welchen du hinten an Rucksack hängst - wie einen Streitwagen - und beim gehen hinter dir her ziehst.  Die meisten Wege erlauben sowas ohne Probleme... 

Es müsste nur ein kurzes Stück Riemen zwischen Achse und Motor her. Akkupack kann direkt auf dem "Wagen" montiert weden um Gewicht beim Kabel zu sparen.  Sieht wohl immer noch komisch aus, aber noch lange nicht so merkwürdig wie bei ihm da mit dem Rad     Und immer noch leicht..  
An den Rädern könnte man innen oder Außen kleine Schaufeln anbringen, womit man das ganze auch an einem Bach betreiben könnte - oder ggf. sogar auch als Vertikal-Windrad.

Bearbeitet 14. April 2016 von AlphaRay

[blind]

Für Radtouren gibts auch den Nabendynamo basierten Forumslader. Ziemlich

ausgeklügelte Sache allerdings nicht unbedingt UL.