Projekt-Beschreibung :
Schrittmotor (oder anderer) als Generator.
( "Opfer-"Akku als Zwischenpuffer. )
Powerbank als Speicherzelle.
Indem verschiedene "Aufsätze" auf die Welle gesetzt werden, können Wellendrehung auf folgende Arten erzeugt werden :
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Pendel (wie bei Automatikuhren nur größer) + zwei Piezo Elemente (je eins am Ende des Pendelbereiches)
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kleiner Rotor für Wind
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kleines Rad für fliesendes Wasser
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Kurbel
Das Pendel kommt zum Einsatz wärend das Gerät (der tragbare Generator) im Rucksack liegt und gewandert wird. Die meisten Schritte sollten dann ein hin und her schwingen des Pendels bewirken. Sollte es zu einem sehr starken Ausschlag kommen und der Pendelbereich überschritten werden (ca. 45°) "schlägt" das Pendel gegen ein Piezo Element um das Potential nicht vollständig zu verlieren.
Das Wind- und Wasserrad wird, wenn nicht gewandert wird, im/beim Camp aufgebaut (Windrad am Wanderstock mit Halterung) wenn entsprechende Verhältnisse gegeben sind (Bach/Wind).
Die Kurbel wenn Not am Mann ist per Hand.
Ein Microcontroller oder ein Schaltkreis wird dafür verantwortlich sein, wann die Powerbnk geladen wird, was immer dann stattfinden soll, wenn der "Opfer-"Akku bei über 30% Kapazität ist.
Rahmenbedingungen :
Tägliche Gehzeiten werden irgendwo zwischen 5h - 10h liegen.
Tägliche Arbeitszeiten mit dem laptop bei 1h - 3h.
Es steht also viel Zeit zum Energie speichern zur Verfügung. Das Pendel hat z.B. die gesamten Gehzeiten um Energie zum speichern bereit zu stellen.
Der Laptop ist der größte Verbraucher. Smartphone ist aus und nur für Notfälle und die Taschenlampe verbraucht wenig Energie.
Bockiges Prinzipienproblem :
Ich kann Solarzellen nicht leiden, ich weiß das sie praktisch sind und ihren job erfüllen und es fertige Wander-Solar-Module mit Akkupacks gibt, nur der bockige kleine Mann in mir sagt nein.
Mein Ansatz :
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Gleichrichter mit Dioden
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Spannungsregler ( Vin -0,3 -> +40 VDC ) https://www.reichelt.de/spannungsregler-einstellbar-1-2--37-v-to-220-lm-317-220-sg-p120703.html?&nbc=1
( 4. ggf. einen kleinen "Opfer-"Akku um die Powerbank mit einem konstanten Strom zu Laden )
- Powerbank Als Energie Speicher/Ladestromquelle für Endgeräte (Laptop/Handy/Taschenlampe ...) https://de.hama.com/i/00200012/hama-universal-usb-c-power-pack-26800mah-power-delivery-pd-5-20v-60w?bySuggest=powerbank
Meine spezifischen Fragen :
- Gleichrichter :
1.1 - Bei der Suche für Dioden für den Gleichrichter, macht es dort Sinn nur auf den Spannungsverlust zu achten oder gibt es andere Werte die ebenfalls wichtig sind?
1.2 - Welcher Spannungsverlust ist denn wohl realistisch? Ich habe bei Reichelt eine Diode gefunden mit 0.24V UF. https://www.reichelt.de/schottkydiode-30-vrrm-0-2-a-sot-23-bat-54a7f-dii-p219352.html?&trstct=pol_0&nbc=1
1.2.1 Ist noch nedriger realistisch?
1.2.2 Würde diese Diode für einen/diesen Gleichrichter funktionieren?
1.3 Da der Spannungsregler scheinbar mit -0.3V Eingangspannung zurecht kommt, würde ich mir den Kondensator im gleichrichter sparen, oder verstehe ich da etwas falsch?
- Laderegler :
3.1 Mit dem Spannungsregler ist es möglich, zumindest im Datenblatt beschrieben, einen Ladeschaltkreis zu bauen. Lohnt sich dann der Laderegler noch oder macht es mehr Sinn einen bestimmten Akku-Typ für den "Opfer-"Akku zu verwenden der keinen weiteren Ladeschaltkreis benötigt?
3.1.1 Gibt es überhaupt solche Akkus?
- OpferAkku :
4.1 Meine Vermutung ist, dass der Akku eine recht kurzen Lebenszyklus haben wird, da der Ladestrom sehr wechselhaft ist. Ist die Vermutung Berechtigt?
4.2 Welcher Akku Typ wäre am Sinnvollsten? (NimH scheint recht schmerzfrei zu sein was die Ladeströme angeht wenn ich das nicht falsch verstanden habe)
- Spannungspulse :
6.1 Mit den -0.3V Eingangspannung des Spannungsreglers sollte ich eigentlich kein Problem mit den Spannungsimpulsen (minimale spannung & Leistung) von dem Pendel haben oder doch?
Für Anregungen und Anmerkungen bin ich sehr dankbar, selbstverständlich auch für alle Antworten.
P.S. (um euch eine Vostellung zu geben für wen ihr Antworten verfasst) :
Ich lerne gerne und auch gerne viele Details, ausführliche Antworten sind immer gerne wilkommen sowie links zu Wissensquellen.
Ich habe eine verkürzte Ausbildung zum Mechatroniker gemacht und dann nur ein halbes Jahr als selbiger gearbeitet (im Anlagenbau). Daher ist mir die Thematik nicht gänzlich fremd, nur habe ich keine Ahnung von den Details, da meine Aufgabe das zusammenbauen von Anlagen war, da ging es eher ums Motoren montieren und Roboter stellen, beide wurden von anderen Leuten (Konstrukteuren) ausgesucht.