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Ein Kurbelkraftwerk im Eigenbau
als Beitrag zur Energiewende.

von Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.Ing. (FH) Bernd Obergassel
(Für Schäden und Folgeschäden aus Nachbau, Benutzung und Betrieb übernehme ich keine Haftung!)

Vorwort

Jeder redet von der Energiewende. Auch ich wollte einen Beitrag dazu leisten. Nachdem ich bereits einen alten Heimtrainer zu einem Muskelkraftwerk (MKW 1) umgebaut hatte, fiel mir die Idee zu einem Kurbelkraftwerk (MKW 2) ein als ich im Kellerregal ein paar alte Relais liegen sah.



Die Vorgehensweise

Als Erstes zerlegte ich ein paar alte 6-Volt-Relais, von denen ich ausging, dass ich sie eh nicht mehr benötigen werde.

Relais für den Bau eines Kurbelkraftwerk
Abb. 1: Demontage alter Relais

Nun entfernte ich das viele „unnütze Zeugs”. Die durchsichtige Plastikabdeckung und die Schaltkontakte. Danach konnte ich die Spule abschrauben, die mit einer Mutter an der Unterseite befestigt war. Nachdem ich acht Relais so demontiert und nun die Spulen freigelegt hatte, lötete ich Anschlusskabel an.

Eine große runde Metallscheibe sollte die Relais tragen. Sie war zwar etwas zu klein, aber ich ließ die Relais einfach über den Rand hinausragen. Verbessern kann man es später immer noch.
Das Mittelloch war etwas zu groß. Also musste eine große Unterlegscheibe her, die mit Schraube und Mutter befestigt wurde.
Was man unten auf dem Bild auf Anhieb sieht: Es ist noch viel Luft zwischen den Spulen. Also, da lässt sich definitiv noch einiges optimieren.

Angeordnete Relaisspulen auf einer Metallscheibe
Abb. 2: Angeordnete Relaisspulen auf einer Metallscheibe

Ein paar alte Computer-Festplatten mussten zerlegt werden, damit ich an die starken Neodym-Magnete kam. Vom Fuß einer Standlampe hatte ich mal irgendwann eine runde Eisenscheibe herausgeschraubt. Auf diese Scheibe klebte ich die Magnete auf. In der Mitte sollte eine 5mm-Welle aus einem uralten 5 1/4-Zoll Floppylaufwerk die Scheibe mit den Magneten drehen.
Ein Festplattenlaufwerk zerlegte ich komplett und verwendete dessen Grundplatte, um darauf alles aufzubauen. Wo der Festplattenmotor saß, schraubte ich das Lagerschild des alten Floppylaufwerkes an. Eine Deckplatte aus Aluminium sollte die Scheibe mit den Relaisspulen in definiertem Abstand zu den Magneten tragen. Dazu brauchte ich vier Abstandshalter.

Die wichtigsten Einzelteile des Kurbelkraftwerkes
Abb. 3: Die wichtigsten Einzelteile des KKW

Nach dem ich alles montiert hatte und eine provisorische Kurbelschiene anbrachte, stellte ich fest, dass eine Übersetzung mit einem Zahnriemen ganz sinnvoll ist. In einem Karton hatte ich ein paar Zahnräder und Zahnriemen aus demontierten Druckern aufbewahrt. Das kleine Zahnrad hat 12 und das große Zahnrad 22 Zähne. Das ergibt immerhin eine Übersetzung von 1:1,8333. Eine Kurbelumdrehung setzt sich um zu 1,8333 Umdrehungen der Magnetscheibe.

Kurbelkraftwerk mit Kurbelkomponenten
Abb. 4: Kurbelkraftwerk mit noch nicht montierter Übersetzung

Für die Kurbel verwendete ich eine lange Schraube und eine Aluminiumhülse. Dann schraubte ich alles schön zusammen :-) Als nächstes machte ich mich an die Elektronik: Gleichrichter, Kondensator, Festspannungsregler für 5 Volt und einen USB-Anschluss.

Zusammengesetzte Mechanik des Kurbelkraftwerks
Abb. 5: Zusammengesetzte Mechanik des Kurbelkraftwerks

In Abbildung 6 ist die Elektronik im Detail abgebildet. Je zwei Spulen speisen einen Brückengleichrichter. Die Ausgangsseiten der vier Brückengleichrichter sind parallel geschaltet und die gleichgerichtete Spannung wird mit einem 220uF/25Volt Elektrolyt-Kondensator geglättet und zu einem 5-Volt-Festspannungregler (LM 340T5 7805) geführt. Eine kleine LED zeigt an, dass eine Spannung erzeugt wird. Die 5-Volt-Spannung kann dann am USB-Anschluss abgegriffen werden.

Zum Schluss schraubte ich noch einen Haltegriff an die obere Seite an, damit man das Kurbelkraftwerk auch gut halten kann. Bohrlöcher befanden sich da ja bereits.

Die Elektronik im Detail
Abb. 6: Die Elektronik im Detail

Was bringt es an Leistung?

Nun ja, für ein Klimagerät reicht es natürlich nicht. Der Kurzschlussstrom beträgt so knapp 150mA. Mit so um die 100mA bei den 5 Volt Ausgangsspannung, ergibt sich also eine (schwache) Leistung von 0,5 Watt. Aber es funktioniert schon mal. Und mit besseren und näher an den Magneten positionierten Spulen, ist eine erhebliche Steigerung der Ausgangsleistung möglich.


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ein Muskelkraftwerk
Abb.: Muskelkraftwerk im Eigenbau

und auch ein Pedalierkraftwerk (MKW 3) im Eigenbau:

Zusammengesetzte Mechanik des Pedalierkraftwerk
Abb.: Zusammengesetzte Mechanik des Pedalierkraftwerk



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