Handy laden mit Fahrraddynamo: Die ultimative Lösung für lange Radtouren

Auf langen Radtouren stellt sich oft die Frage: Wie Smartphones, Navigationsgeräte und andere Geräte wieder aufladen? Eine naheliegende Lösung ist es, dafür den Strom des Nabendynamos zu nutzen. Der Nabendynamo im Vorderrad liefert nicht nur den Strom für deine Beleuchtungsanlage, sondern er eignet sich auch hervorragend zum Handy laden.

In diesem Artikel beschreiben wir, wie das geht und was du dabei alles beachten solltest. Des Weiteren stellen wir alle Geräte vor, die sich zum Handy laden per Nabendynamo eignen.

Der Nabendynamo als Stromquelle

Als Stromlieferant für die fest installierte Fahrradbeleuchtung ist er dem historischen Seitenläufer-Dynamo um Längen voraus:

• Er rutscht bei Nässe und Schnee nicht durch
• Er liefert unter Last geringere Laufwiderstände
• Er erzeugt im Betrieb keinen Lärm
• Das Ein- und Ausschalten ist komfortabler.

Doch bei einem Nabendynamo bewegen sich die stromrelevanten Dynamo-Komponenten (Anker und Spule) als fest integrierte Bauteile der Vorderradnabe auch gegeneinander, wenn kein Strom für Beleuchtung benötigt wird, zum Beispiel bei Fahrten am helllichten Tag. Wir können den Dynamo dann also als Stromerzeuger nutzen und zum Beispiel unser Handy laden.

Die Leistung eines Nabendynamos hängt ab von Last und Geschwindigkeit. Nabendynamos mit 3 Watt Nennleistung sind ausgelegt auf eine Last von 3 Watt (Glühbirne vorn 2,4 Watt, Glühbirne hinten 0,6 Watt). Diese 3 Watt Leistung werden auch schon bei mäßiger Geschwindigkeit erreicht. Weil aktuelle LED-Scheinwerfer aber schon bei deutlich geringeren Leistungswerten ihre volle Helligkeit erreichen und der Gesetzgeber die Vorschriften für Fahrrad-Lichtanlagen reformiert hat, bietet der Markt mittlerweile auch Nabendynamos mit 2,4 oder 1,5 Watt Nennleistung.

Wenn du mit deinem Nabendynamo aber Ladestrom für dein Handy produzieren willst, liefert der 3 Watt - Nabendynamo die höhere Ausbeute. Für die LED-Scheinwerfer ist das in der Regel kein Problem, weil sie mit einem Überspannungsschutz ausgestattet sind, der sie vor zu hoher Leistungsaufnahme schützt. Frage im Zweifel den Händler, ob die angedachte Kombination aus Nabendynamo und Scheinwerfer passt.

Das Handy als Stromverbraucher

Wie alle mobilen elektronischen Geräte benötigt auch das Handy einen integrierten Stromspeicher, um den erforderlichen Betriebsstrom zur Verfügung zu stellen. Obligatorisch ist das ein wiederaufladbarer Akku, beim Smartphone in der Regel ein Lithium-Ionen-Akku. Als Ladeschnittstelle dient ein USB-Eingang.

Für die Aufladung des verbauten Akkus benötigt man einen Gleichstrom mit 5 Volt Spannung. Wird der Akku über das häusliche Stromnetz gespeist, transformiert ein vorgeschaltetes Netzteil die 220 Volt Netzspannung auf die erforderlichen 5 Volt herunter und macht aus Wechselstrom Gleichstrom.

Handy laden per Nabendynamo

Auch der Nabendynamo liefert Wechselstrom, noch dazu mit mehr als 5 Volt Spannung (6 Volt oder mehr). Somit ist klar, dass das Handy laden per Nabendynamo nur mit vorgeschaltetem Laderegler funktioniert.

Des Weiteren führt jeder Stop beim Radfahren bei den meisten Handy-Modellen zu einer Ladeunterbrechung, was zum einen nicht gut für den Akku ist und zum anderen die Ladeeffizienz in den Keller zieht. Denn nach jedem Ladestop schaltet beim nächsten Ladestart automatisch das Handy-Display ein, was unerwünscht viel Strom zieht.

Du benötigst also einen Pufferakku zwischen Nabendynamo und Handy, der auf Ladeunterbrechungen und schwankende Ladeströme unempfindlich reagiert. Dieser Pufferakku sollte dann auch gleich einen 5 Volt-USB-Ausgang bereitstellen.

USB-Ladegeräte für Nabendynamos

Seit vielen Jahren schon gibt es eine ganze Palette geeigneter USB-Ladegeräte, die den Strom aus dem Nabendynamo speichern und über einen 5-Volt-USB-Ausgang bereitstellen, beispielsweise zum Handy laden. Daneben werden mittlerweile auch fest im Vorbau integrierte Ladeanschlüsse und Scheinwerfer mit integriertem Pufferakku und Ladeausgang angeboten.

Nicht alle Modelle eignen sich für jedes Smartphone, aber es gibt ja noch eine ganze Reihe weiterer mobiler Verbraucher mit USB-Ladeanschluss: Powerbank, Navi, MP3-Player, usw. Welches Modell für dich nun das passende Ladegerät ist, erkennst du an den individuellen Eigenschaften der Geräte unter Berücksichtigung deines Nutzungsprofils:

Laderegler ohne Pufferakku (Cycle2Charge V3, Velotor SE2, Kemo M172, usw.) haben zwar ihre Daseinsberechtigung, eignen sich für das Handy laden allerdings weniger gut. Mit integriertem Pufferakku ist das Handy laden problemlos möglich, aber das Zwischenspeichern der Ladung in diesem Pufferakku erhöht die Summe der Verluste zwangsläufig. Zudem ist die Lebensdauer der Pufferakkus erfahrungsgemäß auf wenige Jahre beschränkt, denn diese Akkus verschleißen im Laufe der Zeit wie alle anderen Akkus auch. Aus dieser Sicht empfehlen sich hier vor allem Ladegeräte, deren Akku-System ausgetauscht werden kann, sobald die Leistung zu stark abfällt. Besonders nachhaltig ist in diesem Zusammenhang, wenn sich der neue Pufferakku aus Standard-Akkuzellen (z. B. AA Mignon-Zellen mit 1,5 V) aufbauen lässt.

Ein weiteres Kriterium für die Auswahl ist der Schutz gegen Bewitterung. Geräte, die fest im Fahrrad verbaut sind (z. B. im Vorbau), unterliegen der Witterung, selbst wenn die Kontakte durch Schutzkappen abgedeckt werden können. Andererseits fällt bei solchen Modellen die Verkabelung einfacher aus.

Wer nicht nur sein Handy, sondern noch andere Verbraucher mit unterschiedlichen Anschlusswerten versorgen will, der wählt am besten ein Ladegerät mit einstellbaren Ausgangswerten: Der Forumslader und das E-Werk von Busch & Müller bieten sich hier an.

Vorstellung einzelner USB-Ladegeräte für Nabendynamos

Hier werden Laderegler vorgestellt, die den Strom des Dynamos über eine USB-Buchse zur Verfügung stellen und den Nabendynamo so zum Ladegerät machen.

Busch & Müller USB-Werk

Busch & Müller bietet zwei Varianten an: USB-Werk und E-Werk. Das USB-Werk hat einen Pufferakku mit lediglich 100 mAh fest verbaut und nicht auswechselbar. Der USB-Ausgang liefert 5 Volt und bis zu 0,5 Ampere. Gewicht: 53 g, Preis: 70 Euro.

Wer die Leistungswerte am Ausgang (Spannung und Stromstärke) flexibel auf verschiedene Verbraucher einstellen will, sollte das E-Werk wählen. Ausgangsspannung variabel bis 13,3 Volt einstellbar, Stromstärke variabel bis 1,5 Ampere einstellbar. Gewicht: 53 g, Preis: 130 Euro. Hier ist der Pufferakku allerdings ein separates Zubehör mit 1400 mAh Ladekapazität. Gewicht: 180 g, Preis: 64 Euro.

Cinq Plug6 plus

Dieses smarte Ladegerät verschwindet vollständig in Steuerrohr und Gabelschaft (Gabelschaft-Innendurchmesser 24,1 mm erforderlich). Der Pufferakku hat eine Kapazität von 1100 mAh, der USB-C-Ausgang liefert bis zu 1200 mA. Mit Ladestandsanzeige. Gewicht: 197 g, Preis: 280 Euro.

Cycle2Charge V3

Dieser Laderegler wird als Kappe fest auf dem Vorbau installiert. Eine drehbare Abdeckung schützt vor Bewitterung, ein Pufferakku ist nicht integriert. Der USB-Ausgang liefert 5 Volt und max. 1000 mA. Ein Überspannungsschutz ist integriert. Geeignet für Navi, Powerbank, MP3-Player und Handy, aber nicht jedes Smartphone. Gewicht: 50 g, Preis: 80 Euro.

Gute Ladeleistung für einen vergleichsweise moderaten Preis. Es kommt zwar nicht ganz an einige Top-Lader heran, kostet aber auch deutlich weniger. Durch den fehlenden Pufferakku ist es aber keine Lösung, die in jedem Fall optimal funktioniert.

Durch einen Algorithmus zur Neuaushandlung des Ladestroms werden Probleme zwar minimiert, aber nicht in jedem Fall klappt das optimal. Gegebenenfalls muss man das Cycle2Charge mit einer geeigneten Powerbank als Pufferakku verwenden. Hier muss man in jedem Fall selbst etwas probieren, was mit der eigenen Gerätekombination gut funktioniert.

DynaLader Digital

Dieses Ladegerät besitzt einen ungewöhnlich großen Pufferakku mit 25 Wh Ladekapazität, daher ist diese kompakte Box auch relativ schwer. Das mitgelieferte 2 Meter lange Kabel wird vom Nabendynamo bis zum Lenker verlegt, das Ladegerät verschwindet auf der Fahrt in der Lenkertasche oder in einer passenden Halterung am Lenker. Der USB-Ausgang liefert 5 Volt und bis zu 1000 mA. Für das Laden von Smartphones und anderen Geräten bestens geeignet. Gewicht: 312 g, Preis: 140 Euro.

Sehr großer Pufferakku. Zusätzlich zum USB-Ausgang gibt es einen 7,2 V Ausgang, an den der Akkuscheinwerfer IQ-XM Speed angeschlossen werden kann.

Forumslader V6

V6 ist die aktuellste Version des berühmten Dynamoladers. Als Bastelobjekt gestartet und in zahlreichen Iterationsschleifen immer weiter perfektioniert. Enthält einen Pufferakku mit 2,1 Ah (3 × 0,7 Ah) oder 8,7 Ah (3 × 2,9 Ah), als Gehäuseversion oder im Ahead-Gabelschaft verbaut, als Bausatz oder fertig aufgebaut käuflich. Preis: je nach gewählter Ausführung. USB-Ausgang mit 5 Volt, 3 Ampere sowie 12 Volt Ausgang mit bis zu 4 Ampere. Anzeige Ladezustand in 5 Stufen, Bluetooth. Gewicht: 120 g oder 210 g, je nach Ausstattung.

Sehr hohe Leistung bei üblichen Geschwindigkeiten. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten sind einige andere Lader leistungsfähiger. Zusätzlich zum 5 V USB-Ausgang hat der Forumslader einen 12 V Ausgang, an dem sich unter anderem E-Bike-Scheinwerfer betreiben lassen.

Kemo M172 Laderegler

Dieser Laderegler ist schlicht und kompakt, bringt aber einen größeren Verkabelungsaufwand mit. Der notwendige Verdrahtungsplan ist im Lieferumfang enthalten und du solltest ihn auf längeren Touren dabei haben. Per Kippschalter Umschaltung von Beleuchtung auf Ladebetrieb. Enthält keinen Pufferakku. Liefert am USB-Ausgang 5,2 Volt und max. 300 mA. Für viele Verbraucher geeignet, aber für viele Smartphones nicht. Gewicht: 53 g, Preis: 27 Euro.

Eher geringe Ladeleistung.

Lumi-Con Bike Energy Harvester PM (X)

Der Bike Harvester wird in mehreren Versionen angeboten. Die Versionen PM und PMX eignen sich als Ladegeräte für Nabendynamos. Der integrierte Pufferakku hat eine Kapazität von 15 Wh (PM) bzw. 10 Wh (PMX). Die verbauten Akkuzellen sind auswechselbar. Der USB-Ausgang liefert 5 Volt und bis zu 1,5 Ampere. Überspannungsschutz und LED-Anzeige für Lade- und Betriebszustände sind integriert. Preis: 160 / 170 Euro

Lumotec Luxos U Scheinwerfer

Fahrrad-Scheinwerfer mit integriertem USB-Ladeausgang (im Lenkertaster) und kleinem Pufferakku. Beleuchtungsstärke 70 Lux, Helligkeitssensor, Tagfahrlicht, Standlicht, Panorama-Nahlicht, Flutlicht (90 Lux), Bedienung über Lenkertaster. Das Highlight: Eine Kontroll-LED zeigt an, ob der Rückstrahler funktioniert. Preis: 150 Euro

Velotor Sport E2 Pro

Erlaubt Ladebetrieb bei eingeschalteter Beleuchtung, enthält aber keinen Pufferakku. Stellt bis zu 13 W Ladeleistung bereit. Wird zwischen Nabendynamo und Fahrradbeleuchtung geschaltet. Preis: 293 Euro

Der Velotor SE2 Base überzeugt bei hohen Geschwindigkeiten mit viel Leistung. Auch bei weniger als 25 km/h ist die Ladeleistung durchaus in Ordnung, aber nicht rekordverdächtig. Die Nachteile eines Laders ohne Pufferakku werden durch einen Algorithmus zur Neuaushandlung des Ladestroms recht gut verringert. Erwähnenswert ist auch die gute Energieverteilung zwischen Scheinwerfer und USB-Ausgang. So kann man auch mit eingeschaltetem Licht noch etwas Ladeenergie gewinnen - zumindest wenn man zügig unterwegs ist. Die Funktion des Scheinwerfers (maximal moderater Helligkeitsverlust) ist trotzdem immer sichergestellt.

Zzing Smartphone Edition

Das Zzing ist kompakt und wird per Klick-Fix-Halterung am Lenker fixiert (oder in der Lenkertasche deponiert). Der integrierte Pufferakku mit wahlweise 5 x 2700 oder 5 x 2000 mAh ist austauschbar. Das Kabelset mit Stecker ist wahlweise für SON oder Shimano Nabendynamo bestellbar. Gewicht: 259 g, Preis: 99 Euro (Basisversion) + x je nach Variantenwahl.

Vor- und Nachteile von Ladegeräten mit und ohne Pufferakku

Auch wenn Lader ohne Pufferakku viele Geräte nicht optimal laden können, gibt es aber auch Vorteile gegenüber Ladern mit integriertem Pufferakku. Zum einen der Preis. Aber auch die Haltbarkeit sollte man beachten. Die Lebensdauer von Akkus ist nicht unendlich. Auch besteht die Gefahr, dass der Pufferakku tiefentladen und irreparabel geschädigt wird, wenn der Lader längere Zeit nicht verwendet wird.

Um das zu vermeiden, sollte man mit dem angeschlossenen Lader vor längerer Nichtbenutzung einige Zeit ohne angeschlossenes Gerät fahren, um den Pufferakku aufzuladen.

Was tun, wenn das Handy nicht richtig lädt?

Ohne selbst zu messen leider gar nicht. Die Gerätevielfalt ist hier leider so groß, dass ich hier nicht wirklich eine Hilfestellung bieten kann. Mein Eindruck ist aber, dass Smartphones meistens nicht mit schwankender Leistung klarkommen. Was man versuchen kann ist, ein Messgerät zwischen Dynamolader und zu ladendes Gerät zu schalten, dieses am Lenker zu montieren und bei der Fahrt zu beobachten. Sucht einfach mal nach „USB Power Meter“ o.ä. bei den üblichen Onlinemarktplätzen.

Was passiert mit dem Ladestrom, wenn man langsamer wird und dann wieder beschleunigt? Man kann auch mal die angezeigte Ladeleistung bei einer Geschwindigkeit mit meinen Kurven vergleichen. Wenn hier deutlich kleinere Werte herauskommen, harmoniert das Gerät ggf. nicht gut.

Ja, im Prinzip kann man das. Harmoniert das zu ladende Gerät nicht gut mit dem gewünschten Lader ohne Pufferakku, kann man erst eine Powerbank (ein Akku in einem Gehäuse, der über USB geladen wird und über einen weiteren USB-Anschluss andere Geräte laden kann) laden und mit dieser dann das zu ladende Gerät.

Bedenken muss man dabei allerdings, dass bei der nötigen Spannungswandlung und dem Laden in der Powerbank zusätzliche Verluste entstehen. Einige Messungen die ich durchgeführt hatten deuten darauf hin, dass beim Laden und wieder entladen einer Powerbank ca. 30 % Leistung verloren gehen.

Will man die Powerbank als „richtigen“ Pufferakku verwenden, also diese gleichzeitig laden und damit andere Geräte laden, gibt es ein weiteres Problem. Nicht alle Powerbanks können das, teilweise wird am Ausgang keine Leistung zur Verfügung gestellt. Viele Powerbanks geben auch am Ausgang einfach nur die 3,7 V des internen Akkus aus (statt 5 V USB), solange geladen wird. Auch das ist wenig hilfreich.

Auf Nabendynamo umrüsten

Wer an seinem Fahrrad noch den alten Seitenläufer-Dynamo montiert hat, kann auf einen Nabendynamo umrüsten. Entweder durch Umspeichen von der alten Vorderradnabe auf den Nabendynamo oder durch den Austausch des gesamten Laufrades. Ersteres ist preiswerter, setzt aber Know-how und Werkzeug (Speichenschlüssel, Zentrierständer) voraus.

Stromversorgung auf Radreisen

Für eine ausgedehnte Radreise gibt es noch eine ganze Reihe weiterer Geräte und Zubehörteile für die Stromversorgung und das Laden diverser Akkus.

Tabelle: Übersicht USB-Ladegeräte für Fahrraddynamos

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