Solar - CD-Rotor

[TipFox]

Liebe Bastelfreunde,

da es in der letzte Woche so schön sonnig war, ist mir eingefallen, dass ich noch ein paar unbenutzte Solarzellen aus Billig-Solarlampen auf Lager habe.

Nun ist es so, dass diese Module eigentlich zu Nichts zu gebrauchen sind - sie schaffen es so gerade, einen 1,2V Akku etwas aufzuladen, so dass eine Solarlampe mit LED 3...4 Stunden leuchtet.

Gemessen habe ich im Leerlauf 2,2V bei voller Sonneneinstrahlung, Kurzschlussstrom etwa 27 mA. Der optimale Arbeitspunkt liegt bei 1,1V/40Ohm.

Nun - das ist erbärmlich (~ 30mW), trotzdem wollte ich irgend etwas damit bauen und so bin ich darauf gekommen, die Energie in magnetische Energie umzuwandeln und damit etwas zu bewegen, immerhin kann man hier mit viel Windungen auch bei kleinen Strömen einige Amperewindungen erreichen ....

Also wurde erst einmal eine Spule mit ca. 40 Ohm gewickelt - das sind etwa 70m Cul mit 02,mm Durchmesser. Die Windungen habe ich nicht gezählt, nach den Abmessungen werden es zwischen 2500 und 3000 sein ...

So sieht sie aus:

Nun wurde erst einmal getestet, welche magnetische Wirkung damit erzielt werden kann - ein Pendel mit einem Neodymmagneten wurde kräftig ausgelenkt - klappt also

Aber Pendel ist langweilig, also habe ich einen Rotor aus einer CD gebaut, der mit dieser Spule angetrieben wird.
Dazu wurden zunächst einmal 4 Scheibenmagnete gleichmäßig verteilt auf eine CD geklebt:
(NACHTRAG: die Magnete sind alle gleich gepolt !)

Als Lager für die CD habe ich den Motor eines CD-ROM Laufwerks verwendet, aus dem ich den Magnetring entfernt habe (soll ja keine Bremse sein ) :

Das Lager ist extrem leichgängig (kugelgelagert), einmal angestoßen, läuft die CD lange nach ...

Die Steuerung der Spule sollte ein Standard Reed-Kontakt übernehmen. Leider habe ich nur sehr unempfindliche und zudem unnötig große Reed-Kontakte (das bremst!) vorrätig - also musste ich da selber etwas frickeln. Zwei kleine Blechstreifen übereinander auf einem Eisstiel, geht bestens:

Auf dem Träger (Eissstiel) sieht man auch noch einen Funkenlöschkreis (R/C), damit der Kontakt länger hält ...



Nun musste ich die Teile nur noch zusammensetzen - fertig ist der Solar - CD-Rotor:

Hier läuft er gerade mit 1V :

VIDEO

Und in dieser Slow-Motion sieht man schön den Kontakt arbeiten:

VIDEO

Der Rotor läuft noch mit 0,7 V, das sind dann bei gemessenen 43 Ohm Spulenwiderstand gerade mal 11 mW !

Die CD liegt übrigens nur lose auf, man kann also auch verschiedene "Designs" testen, Spiralen zum Beispiel ...

Äääh - klar, dass jetzt keine Sonne mehr scheint, oder ?
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Gruß TipFox

[MGW51]

Wo nimmst Du nur immer diese Ideen her?

Ich finde es höchst erfrischend zu lesen, aus welchem Schrott Du mit schöner Regelmäßigkeit etwas völlig neues zauberst. Leider kommt hierzu im Grunde keine Resonanz.
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Grüße aus der Lausitz von MichaelZ.

Die Reform der Rechtschreibung ist ein Symptom dafür, daß die Deutschen ihre Sprache nicht lieben.
(Eugen Ruge, Schriftsteller, 2018)

[TipFox]

Hallo Michael,

also "Ideen" sind kein Problem, die sind so zahlreich, dass ich sie nicht mehr zählen kann -- und wenn mir wirklich gerade nichts einfällt, ist das Internet voll von Anregungen...

Meist scheitert es dann aber doch an irgend welchen mechanischen Problemen. Der Solar-Rotor Aufbau war für mich schon eine Herausforderung, da nehme ich Unterstützung durch Industrieschrott natürlich gerne an, eine vergleichbare Lagerung hätte ich nie hinbekommen

Der Weg hierhin war recht umwegreich, sogar einen Kollektormotor habe ich für Solarbetrieb umgewickelt. Ich hätte nie gedacht, dass das klappen würde. Aber der Ex-Cassettenrecordermotor für 6V läuft jetzt ab 0,5V . Ein Kollektormotor an Solarzelle - nun ja, auch nicht so prickelnd und so ist die CD-Player Idee entstanden

Was die Resonanz angeht - ich finde es schon interessant, dass gerade die eher skurilen Threads erstaunliche "Clicks" erzielen. Die "Zitronenbatterie" oder die "Kurbellampe" z.B. ...
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Gruß TipFox

[TipFox]

Ich konnte die Leistung des Rotors noch erheblich steigern durch

1. Parallelschalten eines 1000µF - Elko's zur Solarzelle
2. Verwendung eines sehr kleinen und leichten Magnetkontaktes

Nun läuft der Rotor sogar ohne direkte Sonneneinstrahlung, auch bei teilweise bedecktem Himmel
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Gruß TipFox

[TipFox]

Und noch ein Nachtrag:

die CD musste ich nun doch auf dem Lager festkleben - bei voller Sonneneinstrahlung wird das Ding irrsinnig schnell, da ging die CD einfach fliegen
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Gruß TipFox

[MGW51]

Und das alles aus einer einzigen, eher minderwertigen Solarzelle

Es ist schon sehr beeindruckend, zu welchen Leistungen sich Klärchen von Dir überreden läßt

Auch hier: Man muß erstmal draufkommen daß Elektroenergie pur nicht als Allheilmittel gesehen werden darf!
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Grüße aus der Lausitz von MichaelZ.

Die Reform der Rechtschreibung ist ein Symptom dafür, daß die Deutschen ihre Sprache nicht lieben.
(Eugen Ruge, Schriftsteller, 2018)

[TipFox]

Hallo Michael,

nun - was ich hier gebaut habe, ist so etwas wie ein mechanischer Energiespeicher. Die paar Milliwatt von der Solarzelle reichen zum Ausgleich der Reibungsverluste und etwas mehr. Dieses "etwas mehr" wird in der Schwungmasse (cd + Magnete) gespeichert, solange sie noch schneller werden kann. Wenn das sich dann entlädt, dann scheppert es kräftig, jedenfalls hat es beim Abflug der CD einen Magneten zerrissen

Ein ähnliches Prinzip verwendet man bei grossen Notstromaggregaten als Anlasser. Ein große Masse (Betonscheiben) wird durch einen relativ kleinen E-Motor ständig in Rotation gehalten. Wenn das Netz ausfällt, wirft diese Schwungmasse die Dieselaggregate an...

Also wenn ich "Anschubsen" in Kauf nehmen würde, könnte auch meine Schwungmasse noch deutlich Größer ausfallen - hab schon einige Gegenstände, z.B. Porzelanfiguren mit rotieren lassen
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Gruß TipFox

[TipFox]

Bei dem schönen Sonnenschein heute konnte ich endlich einmal etwas messen ...

Am Kontakt sind Impulse (und kräftige überschwinger durch die Gegeninduktion) zu sehen, mit einer Frequenz von 480 bis 500Hz.

Da es 4 Magnete sind, entspricht das 120 bis 125 Umdrehungen /Sekunde oder 7200 bis 7500 Umdrehungen/Minute.

Bin gespannt, wann die CD auseinander fliegt

Nachtrag: da muss ich wohl was falsch gemacht haben - jedenfalls sind die angegebenen Werte um den Faktor 10 zu hoch, trotzdem recht flott
ein permanenter 500Hz-Ton hätte mich wohl auch gestört ...
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Gruß TipFox

[TipFox]

Der Solar-Rotor funktioniert immer noch einwandfrei. Da allerdings bei voller Sonneneinstrahlung schon mehrfach Magnete abgeflogen sind, wird da offensichtlich mehr Energie produziert, als ich eigentlich benötige...

Nun - wenn man sich den Rotor mal elektrisch vorstellt, sieht er so aus:

Man sieht: eine große Spule (= große Induktivität) schaltet sich selbst ein und aus. Das bedeutet, dass beim Ausschalten hohe Spannungsspitzen auftreteten müssen, die man nutzen könnte.

Also habe ich das heute mal so verändert:

Eine Schottky-Diode leitet den Spannunsimpuls auf einen kleinen Elko. An diesem konnte ich je nach Sonneneinstrahlung tatsächlich zwischen 2,5 und 16V messen. Man kann den Ladevorgang allerdings bequem beobachten - d.h. der Ladestrom ist sehr klein.

Trotzdem - und trotz des heute wenig geeigneten Wetters habe ich mal einen NiMH-Akku (1,2V) drangehängt. Gestartet bei 1,10V hatt er sich in ein paar Stunden immerhin auf 1,16V "hochgearbeitet", das funktioniert also tatsächlich. Man muss berücksichtigen, dass bei den momentanen Lichtverhältnissen bei "normalem" Ladebtrieb mit dieser Zelle überhaupt nichts mehr passieren würde.

Bevor jetzt jemand auf dumme Gedanken kommt: das hat NICHTS mit "Free-Energy" zu tun - alles erklärbar, und ja - natürlich hat das Auswirkungen auf die Drehzahl, aber nur wenig
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Gruß TipFox