Hubspeicherkraftwerk aus alten Fahrrädern

Inhaltsverzeichnis

Eine Masse wird angehoben. Solange sich der Masseträger nicht wieder absenkt, ist die Energie gespeichert. Fällt der Träger, kann man etwa einen Generator antreiben und so Strom erzeugen. Ein solches System wird als „Hub- oder Lageenergie-Speicherkraftwerk“ bezeichnet. Mein Kraftwerk habe ich mit Rädern von ausgedienten Fahrrädern bewusst offen gestaltet, um das Prinzip anschaulich zu zeigen.

Kurzinfo

• Gewicht bringt LEDs zum Leuchten
• Prinzip des Hubspeicherkraftwerks anschaulich gemacht
• Energie verlustlos über lange Zeit speichern

Checkliste

• Zeitaufwand: zwei Wochenenden
• Kosten: maximal 300 Euro, falls alle Teile neu gekauft werden, Recycling alter Teile aber fast durchweg möglich
• Mechanik: Arbeiten wie beim Fahrradbasteln
• Elektronik: solide Grundkenntnisse

Material

• 1 Fahrrad-Vorderrad 60 cm Durchmesser
• 2 Fahrrad-Hinterräder 60 cm Durchmesser, je mit Schraubritzel d = 50 mm, 13 Zähne
• 2 Singlespeed-Umbausätze optional
• 1 Freilaufkörper mit Ritzel d = 50 mm, 13 Zähne
• 4 Fahrrad-Ketten 1/2" × 1/8" à 117 Glieder ergeben drei Ketten mit je 156 Gliedern
• Fensterabdichtband
• dünner Filz
• Regal-Schienen, Schrauben, Muttern für den Rahmen
• Schrittmotor als Dynamo, etwa aus altem Diskettenlaufwerk
• Kabel
• 10 LEDs
• 2 Gleichrichter
• Kondensator
• Umlenkrolle
• Seil

Schon vor etlichen Jahren spukte diese Idee in meinem Kopf herum, inspririert von Küchen-Waagen, wie man sie so kennt: An der Wand hängend, das zu wiegende Objekt wird auf die Waagschale aufgelegt, und sie senkt sich ein wenig. Ein Zeiger wird bewegt – den Bruchteil einer Sekunde. Für einen deutlich größeren Zeitraum sollte da was mit einem Getriebe zu machen sein. Die klassische Standuhr zeigt den Weg: Hier liefern Gewichte im Bereich einiger Kilogramm die Antriebsenergie. Die Verfügbarkeit von Schrittmotoren aufgrund zunehmender Ausmusterung von Diskettenlaufwerken (schon etwas her) belebte diese Idee. Meine erste Kreation in dieser Richtung war eine mittels Schrittmotor als Dynamo betriebene LED-Lampe.

Lichtmaschine

Einerseits bedarf es einer genügend hohen Generator-Drehzahl zum Erreichen der benötigten elektrischen Leistung, andererseits sollte der Antrieb möglichst langsam und damit das System möglichst lange laufen – bis das Gewicht letztendlich am Boden aufsetzt. Das erfordert eine Übersetzung ins Schnelle: ein Getriebe, in dem große Räder kleine antreiben. Typische Standuhren laufen nach einmaligem Aufziehen mehrere Tage – dort werden jedoch (nur) Zeiger bewegt. Ein Generator, der mehrere LEDs versorgen soll, benötigt mehr Power, daher ist die Laufzeit bei gleichem Antriebsgewicht deutlich geringer. Während die Drehzahl von Rad zu Rad zunimmt, geht das Drehmoment herunter. Das Gewicht am Triebrad sollte natürlich so groß sein, dass das Drehmoment am letzten, dem schnellsten Rad ausreicht, um das Gewünschte anzutreiben.

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