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Gedanken zum Stromvelo

Das Stromvelo, wie wir unseren Tretgenerator auch nennen, ist eine Tretmaschine, mit der elektrischer Strom zur Ladung der Solarbatterien erzeugt werden kann,
Stromvelo
Unser Stromvelo
wenn die Pedalen wie bei einem Hometrainer an Ort betätigt werden. Verschiedentlich wurde beobachtet, dass junge Leute das ganze Haus beleuchten, auch wenn sie sich nur in einem Raum aufhalten. Während dies in Häusern mit Netzanschluss lediglich Strom- oder Energieverschwendung ist, führt es in einem Berghaus mit Solaranlage zur frühzeitigen Erschöpfung der Batterien, womit dann bei echtem Bedarf keine Reserve mehr verfügbar ist. Scheint täglich die Sonne, ist dies vielleicht kein Problem, regnet es aber oder ist die Einstrahlung zu knapp wegen der Wolkendecke, bleibt der Nachschub an Energie aus.
Halterung
Halterung am Hinterrad
Sicher hätten wir eine andere Energiequelle bereitstellen können (z.B. Benzingenerator mit Ladegerät). Wir ziehen aber eine erzieherische Variante vor, wie sie von unserem Stromvelo dargestellt wird. - Wenn also die Batterien leer sind (oder die Steuerung der Solaranlage niedrigen Stand anzeigt), sollen die jungen Leute gruppenweise in den Keller des Berghauses gehen und kräftig in die Pedalen treten. Dabei sollen sie in ihren Muskeln fühlen, wieviel sie leisten müssen, um lediglich z.B. 100 Watt zu erzeugen, was normale Glühbirnen oder der PC schnell einmal verbrauchen.
Hoffen wir, dass diese instruktive Erfahrung zu bewussterem Umgang mit der elektrischen Energie führt.
Generator
Generator und Riemen

Die Idee dazu habe ich von meinem Studienkollegen Rudolf Bertschi in Zürich erhalten, der eine ähnliche Maschine für sich und seine Kinder aufgebaut hat. - Für unsere Anwendung haben wir eine aufwändige elektronische Steuerung entwickelt, die Funktionen ermöglicht, wie sie weiter unten beschrieben sind. Im weiteren besteht die Maschine aus einem alten Fahrrad, einem alten Alternator von einem Schrottauto und einem langen Keilriemen, der in der Hinterrad-Felge läuft. Eine starke, verschweisste Halterung hält das Ganze zusammen (siehe Bild). Zusammengebaut wurde alles (Maschine und Elektronik) in der Zusammenarbeit meines älteren Sohnes Matthias (Techniker), der auch diese Homepage betreut, und mir (Elektroingenieur) im Winter 2002/03.
Zwecks Illustration wird die Betriebsanleitung für den Tretgenerator hier angefügt, wie sie im Berghaus angeschlagen ist.
Elektronik
Bedienteil


Tretgenerator-Betriebsanleitung

Der BSOP-Tretgenerator ist ein Notstromgenerator, mit dessen Hilfe mittels Muskelkraft die Solarbatterien aufgeladen werden können, sollten sie wegen Sonnenmangels oder zu hohem Verbrauch zu sehr entladen worden sein. Dabei kann der Tretwiderstand, der beim normalen Fahrrad der zu bewältigenden Steigung im Gelände und der gewählten Übersetzung entspricht, am Regler stufenlos eingestellt werden, und dies genau bei der für die antreibende Person angenehmsten Pedalen-Drehzahl (die Kettenübersetzung ist fixiert).
Dabei ist folgendes zu beachten: Der max. zugelassene Strom (entspricht dem max. Tretwiderstand) wird durch die eingebaute Elektronik auf 15A (Ampère) begrenzt (zum Schutz der mech. Konstruktion vor übermässigem Verschleiss).
Wenn die Batteriespannung 15V (Volt) erreicht (Batterie voll) redu ziert die Elektronik ebenfalls den Strom (Tretwiderstand) derart, dass die Spannung nicht weiter ansteigt (zum Schutz der Batterie).
Die elektronische Steuerung erlaubt auch eine Energiemessung, d.h. verschiedene TreterInnen können einen Wettbewerb machen, wer z.B. innert 15Minuten am meisten arbeiten bzw. Energie in die Batterie abgeben kann (Ampèrestunden = Ah). Der eingebaute Tacho zeigt in Stellung KMH den Ladestrom in Ampère an, in Stellung TRIP die geleistete Arbeit in Ah und in Stellung DIST die von allen bisherigen total geleistete Arbeit in Ah. Bei einem Wettbewerb ist die TRIP-Anzeige vor jedem Start jeweils auf 0.0 rückzustellen.  DIST kann vom Benützer nicht rückgestellt werden.
Wer maximale Arbeit leisten möchte, tritt nicht gleich zu Beginn heftig in die Pedalen (kein kurzer Sprint), was zu rascher Ermüdung führt. Im Gegenteil müssen wir unserem Körper Zeit geben, damit er seine gespeicherte Energie bereitstellen kann. Dies ist je nach Lebensalter verschieden und erfordert leichten Tretwiderstand bei der angenehmsten Pedalen-Drehzahl zu Beginn. Während der folgenden ca. 5 Minuten kann dann der Tretwiderstand kontinuierlich erhöht werden, bis die Leistung erreicht wird, welche auf Dauer durchgehal ten werden kann. - 7Ampère entsprechen ca. 100Watt elektrisch; ge treten werden ca. 200Watt wegen des Wirkungsgrades von ca. 50Prozent.


So wird es gemacht:
  1. Am Energiemesser TRIP auf 0.0 rückstellen.
  2. Leichtes Eintreten während ca. einer Minute zwecks Lockerung von Muskulatur und Gelenken.
  3. Den EIN-Sch
  4. Stecker in die Steckdose einstecken.
  5. alt-Knopf drücken.
  6. Innert max. 20 Sekunden muss nun ein minimaler Strom erzeugt werden (rote LED aus, grüne LED darunter ein), da sonst die Steuerung sich selber ausschaltet.
  7. Wie oben beschrieben den Tretwiderstand kontinuierlich erhöhen und die Leistung erbringen, die einem wohlbekommt.
  8. Ist das Ziel erreicht, den Tretwiderstand wieder langsam reduzieren, bis sich die Maschine selber abschaltet.
  9. Jetzt kann auf TRIP die geleistete Arbeit abgelesen werden; dabei ist zu sagen, dass es eine gute Leistung ist, wenn z.B. 7A eine halbe Stunde durchgehalten wurden, was einer TRIP-Anzeige von etwa 3.5 (3.5Ah) entspricht.  
  10. Zuletzt vor Verlassen des Tretgenerators den Stecker wieder aus der Dose ziehen (Brandschutz, falls mal mit der Isolation im Generator etwas schief gehen sollte).               
Hans-Peter Wirth


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