Nutzstrombremse fürs Fahrrad?
Hey Leute,
Ich habe ein großes Projekt fürs Fahrrad vor, und zwar möchte ich eine sogenannte Nutzstrombremse für mein Fahrrad bauen, damit die Bewegungsenergie beim Bremsen in elektrische Energie umgewandelt wird und nicht durch Reibung in Wärmeenergie verheizt wird, da ich das für eine echte Energieverschwendung halte. Mit der Formel E=mv²/2 ausgerechnet hätte ich bei 18 km/h Geschwindigkeit eine Bewegungsenergie von etwa 1,25 kJ, womit man schon einiges anfangen könnte, wenn ich 4 mal Bremsen würde könnte ich damit schon 1 Liter Wasser um mehr als 1 °C erwärmen, was schon ordentlich ist. Als Generator würde ich einfach einen Motor aus einem alten Akkuschrauber nehmen, dieser hat etwa 200W Spitzenleistung, ausgerechnet könnte ich damit das Fahrrad in 5 Sekunden von 18 auf 0 km/h bremsen, das würde für mich erst mal ausreichen.
Zu meiner Frage: Wie könnte ich den beim Bremsen erzeugten Strom am besten speichern bzw. wofür könnte ich ihn direkt am Fahrrad nutzen? Lithium Akkus kommen für mich nicht in Frage, diese brauchen ewig zum Laden, um dieses Projekt zu realisieren, bräuchte ich einen Lithium Akku mit mindestens 200 Wh, und mit einem Bremsvorgang würde ich ihn um vielleicht 0,13% geladen bekommen, was für mich viel zu wenig ist, dafür schleppe ich keinen schweren Akku mit, zumal ein Lithium Akku mit 200 Wh sau teuer wäre, mindestens mal 100€.
Also gibt es vielleicht Akkus die man schnell vollbekommt mit möglichst viel Leistung? Oder könnte ich eventuell den erzeugten Strom direkt am Fahrrad für irgendwas nutzen?
Ich bedanke mich schon im Vorhinein für eure Antworten
7 Antworten
wenn ich 4 mal Bremsen würde könnte ich damit schon 1 Liter Wasser um mehr als 1 °C erwärmen, was schon ordentlich ist.
Das bekommst du auch einfacher hin. Einfach eine Trinkblase mit 1 L Wasser unters Unterhemd stopfen. Körperwärme und so ;)
Lithium Akkus kommen für mich nicht in Frage, diese brauchen ewig zum Laden
Ähm - was ist in dieser Hinsicht an einem Li-Akku anders als z.B. an einem NiCd-Akku? Dein Problem ist die geringe anfallende Strommenge. Nicht die Art des Akkus.
um dieses Projekt zu realisieren, bräuchte ich einen Lithium Akku mit mindestens 200 Wh
Warum? Nur, weil dein Generator maximal 200 W liefert (was noch zu beweisen wäre, ob der umgepolte 200 W-Motor das auch bringt)?
dafür schleppe ich keinen schweren Akku mit, zumal ein Lithium Akku mit 200 Wh sau teuer wäre, mindestens mal 100€.
Ich schaue mir hier gerade mal meine Powerbank an. Die hat 23 € gekostet und wiegt ca. 350 g. Sie hat bei 5 V eine Kapazität von 20 Ah, das sind 100 Wh. Zwei davon, also 46 € und 700 g, ergeben deine 200 Wh.
wofür könnte ich ihn [den Strom] direkt am Fahrrad nutzen?
Da fällt mir nur der Antrieb ein. Das wäre dann schlichtweg ein E-Bike mit Nabenmotor, das rekuperieren kann. Ansonsten gibts auf dem Fahrrad keine ernsthaften Stromverbraucher.
Um das mal in Relation zu setzen:
Radreisende haben ziemlich häufig am Vorderrad einen Nabendynamo und dazu ein USB-Ladegerät, mit dem sie Handy, Powerbank und ggf. noch eine LED-Lampe füttern. Damit sind die dann zum Teil wochenlang ohne Steckdose unterwegs. Und der Nabendynamo bringt nicht annähernd 200 W... eher 10 W, wenn man zügig fährt.
Mit dem Akkuschraubermotorgenerator wird das wohl nichts.
Das Hauptproblem ist nicht die Leistung, sondern die mechanische Kopplung zwischen Fahrrad und Generator. Das heisst, wie bringst du die Energie mechanisch vom Rad in den Generator.
Am weitesten fortgeschritten und auch am effizientesten sind da jene Ebike-Motoren, mit denen Rekuperation möglich ist. Da ist das mechanische Problem schon gelöst, und meist ist auch eine Leistungsregelung drin, die sowohl zu starkes Bremsen wie auch eine Überlastung des Generators verhindert.
Das nächste ist die Speicherung bzw. deine Frage, was mit der gewonnenen Energie anzufangen wäre.
In der Summe ist die Bremsenergie einfach sehr wenig. Klar, ein paar kleine Akkus kann man damit schon laden.
Falls du ein Ebike hast oder umbaust, kann die Bremsenergie am besten gleich wieder als Anfahrhilfe eingesetzt werden. Dazu eignen sich Kurzzeitspeicher wie SuperCaps.
Also einfach mal was basteln ist da schwierig...
Rekuperation ist bei E-Bikes mit Nabenmotor relativ einfach zu realisieren.
Deinen Phantasie-Akku hingegen... Das was dem am nächsten kommen würde wäre z.B. ein Powercap aus der HiFi-Ecke.
Prinzipiell wäre aber das Eigengewicht der Anbauten bereits mehr Energieverlust als du Nutzen daraus ziehen könntest.
Ja aber er will ja nen "Nabendynamo" der nicht dauerhaft Strom erzeugt, sondern nur beim bremsen an springt und dann Rekuperiert. Der müsste also ne effektive Bremswirkung haben.
Mit Bremsen erzeugst du keinen Strom. Der Generator muss sobald eine negative Beschleunigung einsetzt einen Akku laden. Anhand der unterschiedlichen Leistungen die abrufbar sein sollen, läuft der Generator verschieden schwer und bewirkt mit der Kopplung zum Rad einen Bremsvorgang. Andersherum musst du den Generator auch antreiben wenn du fährst. Dass wird dich schwitzen lassen.
Aber der Generator hat doch nur einen Widerstand, wenn eine Last (in dem Fall ein Akku) daran hängt?
Du musst mehrere zuschaltbar verbauen. Damit schaffst du unterschiedlich starke Abbremsungen.
Mit Nabendynamo lässt sich z.B. vorzüglich das Handy laden. Machen viele Radreisende. Für den geringen Strom, der da heraus kommt, brauchst du keinen riesigen Akku.