Der Ruf nach erneuerbaren Energiequellen ist so laut wie nie zuvor. Aktuell treibt die Angst vor extrem steigenden Kosten oder gar Stromausfällen einige an, sich nach Alternativen zur üblichen Stromversorgung umzusehen. Den Strom selbst zu erzeugen, ist dabei ein naheliegender Gedanke.
Innovative Lösungen zur Stromerzeugung mit dem Fahrrad
Es gibt viele Wege, sich etwas unabhängiger von der klassischen Stromversorgung zu machen. Eine besonders kreative Idee kommt nun aus Litauen. Dort hat ein Start-up einen Heimtrainer mit Energiespeicher entwickelt, der Bewegungsenergie in Strom umwandelt.
Der HR Bank Heimtrainer: Stromerzeugung zu Hause
Zu Hause auf dem Heimtrainer strampeln und währenddessen Strom erzeugen? Genau diese Vision hatte das aus Litauen stammende Unternehmen Tukas EV. Das Start-up entwickelte kurzerhand ein Indoor-Rad mit integriertem Energiespeicher, das durch Treten in die Pedale Strom erzeugen und speichern kann. Mit der "HR Bank" getauften Heimtrainer verfolgt das Start-up gleich mehrere Ziele. So soll das Indoor-Rad vor allem die Nutzung erneuerbarer Energien steigern und somit die Energiewende vorantreiben.
Gleichzeitig diene das Gerät als eine zuverlässige Stromquelle in Notfallsituationen. Die Idee entstand laut Firmenchef Jonas Navickas durch den Krieg in der Ukraine. Dort war für viele Menschen eine zuverlässige Stromversorgung plötzlich keine Selbstverständlichkeit mehr. Mit der HR Bank habe das Unternehmen nun eine Möglichkeit geschaffen, auch unabhängig vom Stromnetz Energie erzeugen und nutzen zu können.
Auf den ersten Blick ähnelt die HR Bank einem klassischen Heimtrainer. Der große Unterschied liegt jedoch im Batteriespeicher, den das Unternehmen in das Indoor-Rad integriert hat. Dieser verfügt über eine Leistung von 2 Kilowattstunden (kWh). Aufladen lässt sich der Energiespeicher ganz einfach durch das Treten in die Pedale. Gleichzeitig betonte Navickas, dass sich der Speicher theoretisch auch über andere Quellen wie das öffentliche Stromnetz oder eine Solaranlage aufladen ließe.
Die HR Bank eignet sich laut Hersteller sowohl für den normalen Gebrauch im Alltag als auch für den Einsatz in extremen Situationen. So sei nicht nur die Nutzung in Kriegsgebieten denkbar, sondern auch während anderer Ereignisse, die das Stromnetz über längere Zeit lahmlegen. Hierfür habe man sichergestellt, dass der Heimtrainer leicht zu transportieren und flexibel aufstellbar ist. Darüber hinaus hat Tukas EV das Gerät so konzipiert, dass es sich bezüglich Sitzhöhe und Neigungswinkel individuell anpassen lässt. Selbst Kinder und ältere Menschen können so mit dem Heimtrainer problemlos Strom erzeugen.
Fahrraddynamos: Klassische Stromerzeugung für unterwegs
Fahrraddynamos erzeugen Strom für die Fahrradbeleuchtung. Wer viel im Dunklen fährt und gerne eine zuverlässige Stromquelle benutzt, ist mit Fahrraddynamos gut beraten. Diese haben durch die fortschreitende Entwicklung eine gleichbleibende Leistung bei kleiner werdendem Widerstand. Auch Äußerlichkeiten wie Gewicht und Aussehen werden immer mehr optimiert um das Fahrerlebnis zu verbessern.
Funktionsweise und Technik
Der Dynamo ist ein kleiner Generator in welchem sich ein Magnet und eine Drahtspule befinden. Dreht sich das Magnet, mechanisch angetrieben von der Bewegung des Rades, wird Strom erzeugt. Dieser hat im Normalfall eine Spannung von 6 Volt und eine Stromstärke von 0,5 Ampere. Daraus resultiert eine Leistung von 3 Watt.
Verschiedene Arten von Dynamos
Dynamos gibt es in verschiedenen Arten. Jeder Typ hat seine eigenen Eigenschaften und damit auch seine Vor- und Nachteile. Folgende Typen sind verbreitet und erhältlich/nachrüstbar:
- Seitenläuferdynamo: Eine weite Verbreitung hat diese Art von Fahrraddynamo erfahren. Er wird an einer Seite des Rades angebracht um bei Dunkelheit mit dem Reifen in Kontakt gebracht zu werden. Hier wird die gerillte Rolle ähnlich wie beim Zahnrad von der der Bewegung des ebenfalls gerillten Reifens angetrieben. Vorteil ist die einfache Nachrüstbarkeit und das kleine Gewicht. Dazu sind die meisten Dynamos dieser Art recht günstig. Als nachteilig erweist sich der relativ große Verlust von Kraft, welcher bei Nässe und Schnee erhöht wird.
- Nabendynamo: Der Nabendynamo ist ebenfalls recht beliebt. Er ist oft bei neuen Trekking- und Stadtfahrrädern verbaut. Vorteile sind der hohe Wirkungsgrad und die Zuverlässigkeit. Nachteilig ist das recht hohe Gewicht und der je nach Modell höhere Preis.
Beispiele für Fahrraddynamos
- Busch & Müller Dymotec 6: Der Seitenläuferdynamo hat einen Wirkungsgrad von 40% und hat die üblichen Spezifikationen.
- Shimano DH3N20 Nabendynamo: Der Dynamo von Shimano ist ein gutes Produkt für Gelegenheitsradler. Im Leerlaufverluste halten sich in Grenzen und der Wirkungsgrad ist ebenfalls für den Preis angemessen. Nachteilig ist das relativ hohe Gewicht.
- Shimano DH-3N80A Fahrraddynamo: Der Mittelklassen Nabendynamo von Shimano hat ein Gewicht von nur 481 Gramm. Dazu ist der Wiederstand im Leerlauf relativ gering.
Pedalgeneratoren: Strom erzeugen durch Treten
Dir sind die Strompreise zu hoch? Hast du schon einmal daran gedacht, dir deine Elektrizität selbst zu erstrampeln? In der Theorie ist das möglich, auch wenn in der Praxis eher selten auf menschengemachten Strom zurückgegriffen wird. Aber warum nicht zu Hause treten und den E-Bike-Akku für den nächsten Wochenendausflug laden? Oder die Musik zum Workout ganz einfach selbst erzeugen?
Pedalgeneratoren, auch als Fahrradgeneratoren oder Pedalkraftgeneratoren bezeichnet, wandeln mechanische Energie in elektrische Energie um. Die mechanische Energie entsteht durch die Rotation der Kurbel. Je kräftiger getreten wird, desto höher ist die Energieausbeute. Pedalgeneratoren produzieren Strom völlig emissionsfrei, sind also umweltfreundlich und nachhaltig.
Bestandteile und Funktionsweise
Bestandteile eines Fahrradgenerators sind ein Pedalsystem (ähnlich einem Fahrrad), ein Generator und eventuell ein Energiespeicher. Wenn der Radler in die Pedale tritt, wird die mechanische Energie über ein Getriebe an den Generator übertragen. Der wandelt die Energie in elektrischen Strom um. Dieser Strom kann direkt verwendet oder in einem Akku gespeichert werden.
Die Leistung eines Pedalgenerators hängt von der Effizienz des Generators sowie der Stärke und der Dauer des Tretens ab. Im Durchschnitt kann ein Erwachsener bei kontinuierlichem Treten etwa 50-100 Watt erzeugen. Das reicht aus, um ein Handy zu laden, Radio zu hören oder eine LED-Leuchte zu betreiben.
Beispielrechnung
Angenommen dein E-Bike-Akku hat 250 Wh und du erzeugst per Pedalgenerator 100 W Leistung. Und das beispielsweise ganz nebenbei abends vor dem Fernseher. Teile 250 Wh durch 100 W und du siehst, dass es 2,5 h dauert, um den Akku von 0 auf 100 % zu laden. Allerdings treten beim Laden Energieverluste auf, so dass mit einer Effizienz von etwa 80 % zu rechnen ist.
Weitere Möglichkeiten der Stromerzeugung am Fahrrad
Wer lieber per Hand kurbelt, kann ebenfalls mit entsprechender Muskelkraft seine Powerbank laden oder einen Akku auffüllen. Genauso ist es möglich, beim Radfahren etwas Strom abzuzapfen. Dynamo generierte Ladeports, wie beispielsweise der Cycle2Charge V3 plus, entnehmen dem Nabendynamo an deinem Fahrrad einfach etwas Energie und stellen es dir an einem USB-Ausgang zur Verfügung.
Aber es kann auch mehr Power generiert werden: Zum Beispiel mit dem Oekotrainer, der bis 50-V-DC-Ausgangsleistung und in der Spitze bei kräftigem Antritt 1.000 W erzeugt. Dieser Reibrad-Generator wird per Schnellspanner an das Heck eines ein gängiges Fahrrad montiert.
Einige Ideen, die Tretenergie auch anderweitig zu nutzen, zeigen zahlreiche Erfindungen aus der Vergangenheit. Das schweizerische Unternehmen Stromvelo warb beispielsweise mit erlebbarer Energieerzeugung für Messen und Events, das One Bike-Elektrofaltrad lud sich schon vor über zehn Jahren im Heimtrainer-Modus auf. Und das Green Microcycle bringt dich mit einem 350-W-Antrieb zügig auf der Straße voran und erzeugt indoor abzapfbare Energie.
Lediglich E-Bike-Antriebe mit Rekuperation, wie z.B. der Heckantrieb von Zehus, finden sich aktuell noch an einigen E-Bikes. Diese Motoren bringen beim Bremsen oder bei Bergabfahrten etwas Energie zurück in den Akku.
Handkurbel-Generatoren im Vergleich
Hier ist eine Übersicht von Handkurbel-Generatoren, die im Test verglichen wurden:
| Modell | Leistung | Anschlüsse | Lademethode | Kundenwertung |
|---|---|---|---|---|
| Captok CAPPSS60 | 5 | 18 W | 1 x Mini-USB, 2 x USB | Handkurbel | Solar | Ladegerät | 45 Bewertungen |
| Huaban AIER-001-GR-DC | 30 W | 1 x Mini-USB | Handkurbel | Solar | Ladegerät | 180 Bewertungen |
| Vobor Kurbelgenerator Handkurbel-Generator | 20 W | 2 x USB-A | Handkurbel | 66 Bewertungen |
| Jectse Handkurbel-Generatoren | 20 W | 2 x USB-A | Handkurbel | 56 Bewertungen |
Die Tabelle zeigt eine Auswahl von Handkurbel-Generatoren mit ihren jeweiligen Eigenschaften. Die Kundenwertungen geben einen Einblick in die Zufriedenheit der Nutzer mit den Produkten.
Fazit
Egal ob zu Hause im heimischen Wohnzimmer oder als MINT-Projekt an Schulen: Die Energieerzeugung per Pedalkraft ist umweltfreundlich und nachhaltig, hat aber auch seine Grenzen. Je mehr Menschen kräftig in die Pedale treten, desto weiter werden diese Grenzen jedoch verschoben. Gerade deshalb wären Stromgeneratoren genau dort sinnvoll, wo ohnehin viel Bewegung stattfindet, z.B. in Fitnessstudios. Gespeichert in Akkuzellen, kann der tagsüber pedalierte Strom nachts abgerufen oder gleich direkt für Beleuchtung oder Ähnliches verwendet werden. Gestrampelt wird ja ohnehin.
Klar sollte allerdings sein, dass echte Unabhängigkeit vom Stromnetz in der Regel nur sehr schwer zu erreichen und mit hohen Kosten verbunden ist. Allerdings kommt es hier natürlich auch auf die persönliche Lebensweise an. Wer beispielsweise in einem Tiny-House wohnt, nur kalt duscht, sich von Rohkost ernährt und als Arbeitsgerät ausschließlich ein sparsames Office-Notebook nutzt, hat einen deutlich geringeren Energiehunger als eine Person, die täglich kocht, gerne heiß badet und mit einem vollausgestatteten Highend-PC mitsamt 34-Zoll-Monitor in einer 5-Zimmer-Wohnung hockt.
Völlige Unabhängigkeit vom Stromnetz ist aber meist auch nicht nötig. Wer unkompliziert schnell viel Energie benötigt, bekommt mit Benzin oder Diesel betriebenen Notstromaggregatoren die passende Lösung an die Hand. Solche mobilen Stromerzeuger gibt es vielen Ausführungen und Leistungsklassen. Man sollte sich daher vorher überlegen, wofür man ein Notstromaggregat benötigt. Solche Stromaggregate sind in der Anwendung recht simpel und auch relativ günstig zu haben. Allerdings sollte man bei häufiger Nutzung den Pflegeaufwand nicht unterschätzen. Hinzu kommt, dass mit Benzin oder Diesel betriebene Geräte meist sehr laut sind.
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