16. September 2025

Fahrrad zum Strom erzeugen: Funktionsweise und Bauweisen von Dynamos

Damit Ihr Fahrrad auch in der Dämmerung oder in stockfinsterer Nacht sichtbar ist, benötigen Sie vorne eine weiße und hinten eine rote Leuchte, wie die Straßenverkehrs-Zulassungs-Ordnung (StVZO) vorschreibt. Allerdings leuchten diese Lampen nicht von selbst: Sie benötigen eine Stromquelle, welche sie mit der nötigen Energie versorgt.

Wozu dient der Dynamo?

Der Fahrrad-Dynamo wandelt die die Bewegung des Rades in Strom um, mit dem die Beleuchtung betrieben wird.

Muss jedes Fahrrad über einen Dynamo verfügen?

Nein, laut Gesetzgeber muss ein verkehrssicheres Fahrrad zwar über Beleuchtungseinrichtung verfügen, wie Sie diese allerdings betreiben, ist nicht vorgeschrieben. Sie können demnach auch Leuchten mit Batterien verwenden.

Drohen Sanktionen, wenn der Dynamo nicht funktioniert?

Ist der Dynamo defekt, kann dafür ein Verwarngeld in Höhe von 20 Euro drohen. Ein straßentaugliches Fahrrad muss einen Dynamo oder eine andere Stromquelle aufweisen, mit dem die Leuchten des Fahrrades betrieben werden. Wenn Sie lieber am Fahrrad ein Batterielicht beziehungsweise einen Akku anstelle von einem Dynamo anschließen wollen, dürfen Sie dies gerne machen. Der Bundesrat stimmte am 5. Juli 2013 einer entsprechenden Gesetzesänderung zu.

Mittlerweile sind jedoch Akkus und Batterien erhältlich, welche helle LED-Lampen über viele Stunden hinweg mit Strom versorgen können.

Wie funktioniert ein Dynamo?

Wenn ein Fahrrad fährt, wird je nach Bauart eine Achse im Dynamo in eine Drehbewegung versetzt. An dieser Achse ist ein Magnet mit mehreren Nord- und Südpolen angebracht, der sich innerhalb eines Käfigs aus Metallstreifen dreht. Zu einem bestimmten Zeitpunkt liegen alle Nordpole des Magneten an den Metallstreifen des einen Käfigteils an, die Südpole an den Streifen des anderen Käfigteils.

Wenn das Fahrrad fährt und sich die Achse von einem Dynamo dreht, sind die Metallstreifen der beiden Käfigteile also abwechselnd den Nordpolen und den Südpolen des Magneten ausgesetzt und werden von diesen so beeinflusst, dass sie stets einen anderen Pol haben als die benachbarte Stelle des Magneten. Die Metallstreifen beider Käfigteile sind an gegenüberliegenden Enden eines Eisenkerns befestigt.

Um den Eisenkern in einem Dynamo ist eine Spule aus Draht gewickelt. Wenn sich das Magnetfeld des Kerns ständig ändert, werden die Elektronen im Draht so in Bewegung versetzt, dass an den Enden der Spule eine Wechselspannung entsteht.

Die Möglichkeit, eine Spannung zu erzeugen, indem ein Dauermagnet und eine Drahtspule zueinander bewegt werden, entdeckte der britische Wissenschaftler Michael Faraday im Jahre 1831.

Die Fahrradlichtmaschine (fälschlicherweise wird meist Dynamo dazu gesagt) stellt eine hübsche Anwendung des Innenpolgenerators dar. Die gängige Vorstellung, dass bei der Fahrradlichtmaschine ein einfacher Magnet in einer Spule rotiert und dadurch Wechselspannung erzeugt, beschreibt die Vorgänge nur sehr grob. Ganz wesentlich ist nämlich der Eisenkäfig in welchen die Spule eingebaut ist. Würde man diesen ausbauen und den Magneten- so wie oben gesagt - nur in der Spule rotieren lassen, würde man fast keine Spannung erhalten.

In dem aus den acht Eisenstreifen gebildeten Käfig rotiert ein Magnet, der vier Nord- und vier Südpole besitzt. Bei Rotation des Magneten ändert sich also ständig die Richtung des Magnetfeldes, welches die Spule durchsetzt.

Verschiedene Bauweisen von Dynamos

Die klassische Version der Fahrradlichtmaschine ist der Seitenläuferdynamo. Er ist an der Halterung des Rades angebracht und kann bei Bedarf an die Außenwand des Reifens gedrückt werden. Wenn das Laufrad sich dreht, versetzt es ein kleines Rad am Dynamo in Bewegung, das wiederum den Magneten im Inneren in Drehung versetzt.

Seitenläuferdynamos sind leicht, günstig und einfach nachzurüsten, müssen allerdings genau justiert werden, um ihre maximale Wirkung zu entfalten.

In der Regel hat ein neues Fahrrad heutzutage einen Nabendynamo, welcher die Spannung dadurch erzeugt, dass er direkt in der Nabe des Vorderrades sitzt und beim Fahren in eine Drehbewegung versetzt wird. Allerdings drehen sich bei dieser Konstruktion die Metallkäfige um den still stehenden Magneten herum.

Ein Nabendynamo hat zwar einen hohen Wirkungsgrad und funktioniert unabhängig von der jeweiligen Witterung gleich gut. Allerdings ist es aufwändiger, ihn auszutauschen, falls er nicht mehr funktionieren sollte.

Der Felgendynamo funktioniert im Prinzip genauso wie der Seitenläuferdynamo. Allerdings sitzt das Rad des Dynamos nicht an der Außenwand des Reifens auf, sondern an der Felgenseite.

Speichendynamos sind an der Gabel des Rades befestigt und werden nicht vom Reifen oder der Felge, sondern von den Speichen in Bewegung versetzt.

Der Rollen- oder Walzendynamo schließlich sitzt nicht an der Seite des Rades, sondern oben auf der Lauffläche auf. Er ist zwar einfacher zu justieren als Seitenläuferdynamos. Allerdings kann es sein, dass sich bei schmutzigeren Strecken Dreck an der Walze ansammelt, welcher regelmäßig entfernt werden muss. Außerdem eignet er sich nicht für Reifen, welche ein stark ausgeprägtes Profil haben.

Nabendynamo: Aufbau und Funktionsweise

Nabendynamos sind Wechselstromgeneratoren. Das heißt, sie wandeln mechanische Energie, also Bewegung, in elektrischen Strom um. Die Bewegung kommt in diesem Fall vom Vorderrad deines Bikes. Sie überträgt sich auf einen Permanentmagneten. Dreht sich dieser nun um den sog. Stator, fließen Elektronen. Je schneller die Drehung, desto mehr Strom wird erzeugt.

Nun muss der Dynamo nur noch per Kabel mit einer Lichtquelle verbunden werden. Bei den ersten Dynamos kamen Glühbirnen zum Einsatz. Heute werden energiesparende LEDs eingesetzt.

Nabendynamos funktionieren ähnlich wie klassische Seitenläufer-Dynamos, die du vielleicht noch von früher kennst. Allerdings wurde das kleine Rädchen mittlerweile gestrichen. Stattdessen ist der Dynamo direkt in der Nabe des Vorderrads eingebaut.

Das sorgt für einen höheren Wirkungsgrad - heißt: du musst weniger strampeln, um die gleiche Menge Strom zu produzieren.

Übrigens sind Nabendynamos keine neue Erfindung. Es gibt sie schon seit über 100 Jahren. Lange Zeit jedoch waren sie zu teuer, als dass sich ihr Einsatz für Hobby-Radler gelohnt hätte. Erst die Firma SON (Schmidts Original Nabendynamos) machte sie salonfähig. Dazu kommen weitere Hersteller wie Shimano, Renak und SRAM. Sie alle bieten Nabendynamos zu erschwinglichen Preisen an.

Vor- und Nachteile von Nabendynamos fürs Bikepacking

Vorteile

Autarke Stromversorgung: Nabendynamos funktionieren ganz ohne Batterien oder Akkus. Das macht sie nicht nur günstig im Betrieb, auch die Umwelt freut sich: denn so fällt weniger Batterie-Schrott an, der entsorgt werden muss. Stattdessen wird der Dynamo beim Fahren automatisch mit Strom versorgt. Wer möchte, fährt tage- oder wochenlang durch die Wildnis, ohne auf Steckdosen angewiesen zu sein.
Minimale Kraftanstrengung: Wer früher einen Seitenläufer-Dynamo verwendet hat, weiß: das kleine Rädchen erzeugt jede Menge Reibung. Gegen diese musste man beim Fahren ankämpfen. Heute ist das anders: Ob du mit oder ohne Nabendynamo fährst, macht kaum einen Unterschied. Nur bei sehr langsamen Geschwindigkeiten um 10 km/h ist der Kraftaufwand überhaupt bemerkbar. Auch nervige Geräusche wie bei den älteren Dynamos hast du nicht zu befürchten.
Robustes Design: Nabendynamos sind von einem Gehäuse umgeben, das Nässe, Schmutz und Staub abhält. Kaum überraschend präsentieren sich diese Dynamos äußerst langlebig. Sie müssen so gut wie nie gewartet oder ausgetauscht werden.
Strom für das Smartphone: Ein Nabendynamo erzeugt bei der Fahrt permanent Strom - auch wenn die Beleuchtung ausgeschaltet ist. Sofern du einige Zusatz-Komponenten anbringst, kannst du dein Smartphone mit dem Dynamo aufladen. Batteriebetriebene Lampen bieten diese Möglichkeit normalerweise nicht.

Nachteile

Aufwändige Reparaturen: Natürlich ist auch ein Nabendynamo nicht komplett vor Verschleiß geschützt. Korrosion, Kondenswasser, aber auch Stöße können ihn beschädigen. Im schlimmsten Fall muss er repariert oder erneuert werden. Das ist wesentlich aufwändiger als bei Akku-Lampen. Du musst entweder das komplette Laufrad ersetzen oder den Dynamo austauschen (lassen).
Begrenztes Standlicht: Akku- und batteriebetriebene LEDs haben einen Vorteil: Du kannst sie auch dann verwenden, wenn dein Fahrrad stillsteht - und sogar vom Bike abnehmen. Mit Nabendynamos ist das nicht möglich. Zwar verfügen die meisten Modelle über einen Kondensator, der eine gewisse Menge Strom speichert. Doch das Standlicht ist weniger hell als im regulären Betrieb und schaltet sich nach ca. 4 Minuten automatisch ab. Als Ersatz für die Taschenlampe taugen Nabendynamos daher nicht.
Höheres Gewicht: Nabendynamos bringen mehr Gewicht auf die Waage als Akku-Lampen - allein schon durch den Magneten und die Verkabelung. Je nach Modell solltest du mit 400 bis 1.400 g rechnen. Die leichtesten Dynamos sind dabei leider auch die teuersten. Zum Vergleich: Akkubetriebene Sets aus Front- und Rücklicht wiegen meist 150 bis 300 g.

Das solltest du beim Kauf eines Nabendynamos beachten

Leistung

In Sachen Leistung unterscheiden sich heutige Nabendynamos kaum. Die meisten Modelle bringen es bei einer Geschwindigkeit von 30 km/h auf 3-4 Watt. Daneben werden Dynamos mit 2,4 oder 1,5 W angeboten. Diese sind generell etwas leichter und eignen sich, wenn du kleine LED-Lampen antreiben willst. Bei starken LEDs könnte ihre Helligkeit dagegen zu mager ausfallen.

Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad sagt aus, wie viel mechanische Energie in Strom umgewandelt wird - oder anders gesagt: Je höher der Wirkungsgrad, desto weniger musst du treten, um Strom zu erzeugen. Die Norm ISO 6742 schreibt mindestens 30 % vor. Heutige Nabendynamos besitzen jedoch meist einen Wirkungsgrad von 45-60 Prozent. Beachte, dass der maximale Wirkungsgrad nur bei einer moderaten Geschwindigkeit (z. B. 15 km/h) erreicht wird. Wenn du schneller fährst, nimmt er automatisch ab.

Leerlaufverlust

Durch das Magnetfeld in der Nabe entstehen automatisch Leerlaufverluste. Doch diese sind verschmerzbar.

Vergleichen wir dazu zwei (fiktive) Dynamos:

Modell A erzeugt 1 Watt Leerlauverlust - Model B 7 Watt.

Als Leistung beim Fahren setzen wir 100 Watt (moderate Kraftanstrengung) an. Bei Modell A beträgt die Durchschnittsgeschwindigkeit 19,6 km/h - bei Modell B 19,1 km/h. Pro Stunde wärst du mit dem zweiten Dynamo also um 2,5 Prozent langsamer.

Nur Bikepacker, die neue Bestzeiten aufstellen wollen, dürften sich daran stören. Noch geringer ist der Verlust, wenn du das Licht ausschaltest. Etwa 0,1 bis 0,7 Prozent Leistung gehen verloren, sodass du für 100 km gerade einmal 20 Sekunden länger benötigst.

Die passende Lampe

Natürlich ist es mit dem Dynamo allein nicht getan. Du brauchst auch eine passende Lampe mit Doppelkabel. Beachte, dass ein Nabendynamo beim Fahren immer Strom erzeugt - auch tagsüber. Für gewöhnlich aktivierst du das Licht über einen Schalter manuell. Etwas praktischer sind Lampen, die sich automatisch einschalten. Möglich macht es ein lichtempfindlicher Sensor. So vergisst du nie wieder, mit Beleuchtung zu fahren.

So laden Sie Ihre Geräte mit einem Nabendynamo auf

Der Strom eines Nabendynamos wird meist für die Beleuchtung genutzt. Doch lässt sich damit auch ein Smartphone, ein Tablet oder eine Powerbank aufladen?

Die Antwort: Ja, das geht. Es dauert nur eine gewisse Zeit. Nehmen wir an, dein Smartphone besitzt einen 5.000 mAh-Akku. Durchschnittlich zieht das Ladegerät 25 Watt aus der Steckdose. Nabendynamos erzeugen gerade einmal 3 bis 4 Watt - heißt: Bei normaler Fahrweise kann es 9 Stunden dauern, bis der Akku komplett geladen ist.

Das schreckt dich nicht ab? Dann benötigst du noch folgende Dinge:

Nabendynamo: Zuerst einmal ist der Dynamo selbst wichtig. Dieser sollte mindestens 3 Watt erzeugen. Modelle mit 1,5 Watt Leistung kommen zwar für die Beleuchtung infrage. Ein Smartphone oder vergleichbare elektronische Geräte kannst du damit aber nicht laden.
USB-Anschluss: Natürlich musst du das Smartphone mit dem Dynamo verbinden. Dafür brauchst du einen USB-Anschluss. USB-C ist heute die Regel. Doch Vorsicht bei iPhones! Modelle, die vor 2023 hergestellt wurden, nutzen Apples Lightning-Anschluss, sodass evtl. ein Adapter nötig wird.
Spannungswandler/Netzteil: Um ein Smartphone zu laden, benötigst du normalerweise ein Netzteil. Dieses wandelt die 220 V (Wechselstrom) aus der Steckdose in 5 V (Gleichstrom) um. Am Nabendynamo erledigt diesen Job ein Spannungswandler.
Puffer-Akku: Ein Nabendynamo erzeugt nur Strom, wenn du in die Pedale trittst. Da Ladeunterbrechungen den Akku deines Smartphones beschädigen können - und das Aufladen unnötig verzögern - sollte ein Puffer-Akku verbaut sein.

Geeignete Komplett-Lösungen

Du siehst schon: Das Smartphone einfach an den Nabendynamo anzuschließen, funktioniert nicht. Versierte Bastler kombinieren die oben genannten Bauteile selbst. Für alle anderen bieten sich Komplett-Lösungen an.

Nabendynamo nachrüsten - so geht´s

Nicht alle Fahrräder sind mit einem Nabendynamo ausgestattet. Um das gute Stück nachzurüsten, kommen zwei Möglichkeiten infrage:

1. Das ganze Laufrad wechseln

Das komplette Laufrad zu wechseln, mag nach Verschwendung klingen. Es stellt jedoch die einfachere Variante dar, wie wir gleich sehen werden.

Als erstes musst du die Bremse aushängen und das Rad abmontieren. Dies geht besonders komfortabel, wenn ein Schnellspanner vorhanden ist. Andernfalls löst du beide Muttern mit einem Maulschlüssel. Ist das Laufrad dann entfernt, ziehst du noch den Reifen ab. Dieser kommt auf das neue Rad mit Nabendynamo. Beachte die Laufrichtung!

Der Kontaktstecker des Dynamos sollte nach oben zeigen. So fällt das Anschließen der Beleuchtung leichter. Vergiss nicht, zum Schluss die Bremse wieder einzuhängen!

2. Nur die Nabe austauschen

Wesentlich aufwändiger ist die zweite Variante. Das Laufrad muss dafür neu eingespeicht werden.

Konkret heißt das: Du entfernst die alten Speichen mit einem Speichenschlüssel, platzierst den Nabendynamo in der Mitte und schraubst neue, kürzere Speichen an die Felge. Das kann bei 32 bis 36 Speichen eine ganze Weile dauern!

Außerdem musst du in der richtigen Reihenfolge vorgehen und alle Speichen in das passende Loch stecken. Nur so sitzt die Nabe am Ende mittig und stabil.

Beachte auch: Nicht jeder Nabendynamo kommt infrage. Besitzt das Laufrad z. B. 36 Speichen, muss der Nabendynamo ebenso viele Aufnahmepunkte haben.

3. Beleuchtung anschließen

Egal, ob du nur die Nabe oder das komplette Laufrad wechselst - zum Schluss musst du noch die Beleuchtung anschließen. Dafür fädelst du die beiden Kabelenden passend in die Öffnungen des Steckers, baust diesen zusammen und verbindest ihn mit dem Dynamo.

Die Rückleuchte wird per Kabel direkt mit der Frontleuchte verbunden.

Funktionsweise eines Fahrraddynamos im Detail

Ein Fahrraddynamo, häufig kurz als Dynamo bezeichnet, ist ein kleiner Generator für den Betrieb der Beleuchtungsanlage eines Fahrrades. In ihm wird mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt.

Ein Laufrad ist über eine Welle mit einem runden Permanentmagneten verbunden. Innen im Gehäuse befinden sich Spulen, die mit diesem Gehäuse fest verbunden sind. Der runde Permanentmagnet kann sich innerhalb dieser Spulen drehen. Aufgrund seines Aufbaus (Induktionsspulen ruhend, felderzeugender Magnet rotiert) ist ein Fahrraddynamo ein Innenpolgenerator.

Wird das Laufrad durch eine Feder an den Reifen gedrückt, so wird es bei Bewegung des Rades in Umdrehungen versetzt. Damit rotiert der Permanentmagnet vor den Spulen und führt zu einer Änderung des von den Spulen umschlossenen Magnetfeldes. Nach dem Induktionsgesetz wird dadurch in den Spulen eine Spannung induziert. Sie beträgt bei einem Fahrraddynamo bei normaler Fahrt etwa 6 V, die elektrische Leistung einige Watt.

Das ist ausreichend, um den Scheinwerfer (meist Glühlampe mit 2,4 Watt Leistung) und Rücklicht (ca.

Aus diesem Bild ist erkennbar, dass dieser Magnet nicht nur einen Nordpol und einen Südpol hat, sondern insgesamt 6 Pole. Diese Anordnung wird gewählt, um auch bei relativ geringer Drehzahl eine ausreichende Spannung in den Spulen zu induzieren.

Insgesamt wird in einem Fahrraddynamo mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Diese Energie muss durch den Radfahrer mit aufgebracht werden. Das bedeutet: Beim Fahren mit Licht muss eine etwas größere Energie zum Bewegen des Fahrrades aufgewendet werden als beim Fahren ohne Licht.

Bei vielen Fahrrädern wird heute auf einen Dynamo verzichtet und stattdessen die Fahrradbeleuchtung mit Batterien betrieben.

Nabendynamo: Die wichtigsten Aspekte

Mit einem Nabendynamo kann man sein Rad bequem mit Strom und Licht versorgen. Der Nabendynamo an einem Fahrrad versorgt die Lichteinrichtungen mit dem notwendigen elektrischen Strom. Erst durch eine korrekt funktionierende Beleuchtung am Rad sieht der Fahrer besser und wird zugleich durch andere Verkehrsteilnehmer besser gesehen.

Ein Dynamo am Rad ist ein Generator, welcher während der Fahrt die Beleuchtung durch Drehbewegung erzeugt. Der Generator befindet sich in der Nabe des vorderen Rades und erzeugt durch einen Permanentmagneten, welcher durch die Bewegung sich um den Stator kreist, den elektrischen Strom. Dabei handelt es sich um einen Wechselstromgenerator.

Die bedeutendsten Aspekte für einen Nabendynamo sind Haltbarkeit, Gewicht, Wirkungsgrad und die Leerlaufverluste. Die Nabendynamos besitzen die höchsten Wirkungsgrade im aktiven Betrieb.

Anders als bei Seitendynamos mit Rädchen erzeugt ein Nabendynamo keine Reibung. Zwar entsteht ein gewisser Widerstand durch das Magnetfeld. Dieser ist jedoch so schwach, dass er beim Fahren kaum auffällt.

Kosten und Verfügbarkeit

Nabendynamos sind schon ab 30 Euro verfügbar. Dazu kommen Kosten für neue, kürzere Speichen. Wenn du dir die Arbeit nicht selbst zutraust, musst du eine Werkstatt beauftragen. Kostenpunkt: etwa 50 Euro. Einfacher ist es, das komplette Laufrad auszutauschen.

Nabendynamos wandeln Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Sie erzeugen Wechselstrom. Damit lassen sich Fahrrad-Lampen versorgen. Wer jedoch sein Smartphone aufladen möchte, benötigt einen Spannungswandler, der den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt.

Standardmäßig erzeugen Nabendynamos 6 V Spannung. Dieser Wert schwankt - je nachdem, wie schnell du unterwegs bist. Die meisten Nabendynamos bringen es auf eine Leistung von 3-4 Watt. Daneben gibt es kleinere, leichtere Dynamos mit 2,5 oder 1,5 Watt. Diese eignen sich z.

Zusammenfassung der Vor- und Nachteile von Nabendynamos

Wie du siehst, bieten Nabendynamos handfeste Vorteile: Sie sind nahezu wartungsfrei, erhöhen den Kraftaufwand beim Fahren nur minimal und machen dich außerdem unabhängiger von Steckdosen. Wer das richtige Zubehör kauft, kann nicht nur die Beleuchtung, sondern auch sein Smartphone aufladen. Das ist ideal in der Wildnis. Die Nachteile halten sich in Grenzen. Ein Nabendynamo ersetzt die Speiche des Fahrrads. Durch die Drehbewegung entsteht ein Magnetfeld, das wiederum Strom erzeugt - oder anders gesagt: Der Dynamo wandelt mechanische in elektrische Energie um.

Vorteile	Nachteile
Autarke Stromversorgung	Aufwändige Reparaturen
Minimaler Kraftaufwand	Begrenztes Standlicht
Robustes Design	Höheres Gewicht
Strom für das Smartphone (mit Zubehör)