Range-Extender "Sunny-1"

Aktuelle Informationen bekommen Sie auf der Produktseite.

https://www.facebook.com/SolarRangeExtender/


Das Video zeigt den SRE-1 (Nachfolger des Sunny-1) Er ist zwar dem Sunny-1 optisch ähnlich, allerdings übersteigt seine Ladeleistung die des Prototypes um ein vielfaches. Dennoch ist es sinnvoll sich alle Angabe hier anzuschen!

 

Vorstellung eines Projektes für E-Bikes zur Stromversorgung über ein Solarpanel

Der Sinn des ganzen ist die Reichweite im Motorbetrieb deutlich zu erhöhen.

Um dieses Ziel zu erreichen wird, u.a. ein spezielles "Solar-Ladegerät" benötigt um den Akku effizient aufzuladen.

Für Radtouren ins Grüne mit Gepäck sind neben Fahrradtaschen auch Anhänger sehr nützlich. Diese haben den grossen Vorteil, dass der Schwerpunkt niedrig bleibt, was die Stabilität deutlich erhöht. Man merkt vom leichten Gepäck somit kaum was, bis eine Steigung kommt. Im Falle des E-Bikes schaltet man den Motor ggf. hinzu und kommt somit wieder ohne grosse Anstrengung den Hügel hoch.

Bei längeran Touren kann man seine Geräte wie MP3-Player, Navi oder Video-Kamera duch Solarstrom betreiben, bzw. aufladen. Dafür reichen bei entsprechendem Sonnenschein schon ein 5 Watt Solarpanel, welche über einen Spannungsregler, z.B. mit dem 7805 Baustein die 5 Volt betriebeben Geräte versorgt.

Wenn man sich den Strombedarf bei E-Bike-Motoren anschaut dann werden andere Grössenordnungen von Strömen benötigt, was sich wieder auf die Grösse der Solarpanels auswirkt, um eine deutliche Leistungssteigerung zu erreichen. Naheliegend ist dabei die Möglichkeit den Fahrradanhänger auch als Solarpanel-Träger zu nutzen und damit die Reichweite im Motorbetrieb zu erhöhen, bzw. auch dem Akku netzunabhängig zu laden.

Nach den ersten Versuchen mit Solarpanels und einem einfachen Anhänger wurde schnell klar, dass es so nicht funktionieren kann. Der Anhänger ist nicht stabil genug um die Panels ohne schlingern zu tragen und dass ganze ist eher ein gebastel als eine vernümpftige Lösung. Generell störte mich bei der Fahrt dass gescheppere vom Anhänger. Zudem höhrt sich dass ganze nicht nur billig an, sondern sieht genauso aus. Aus der ursprünglichen Idee ein Solar-Ladegerät für E-Bikes zu entwickeln kam also noch die Entwicklung eines passenden Anhängers.

Eine Solar-Anhänger mit entsprechendem Solar-Ladegerät für E-Bikes wird derzeit entwickelt. Damit ist das Projekt um einiges grösser geworden, als am Anfang geplant war. Dafür sind alle Komponenten aber auch aufeinander abgestimmt. Auch dass Design soll sich von den üblichen Lastenanhänger in Kastenform , oder den Einrädrigen deutlich unterscheiden. Das Auge fährt schliesslich mit... ;)

 

Die Range-Extender Funktion

Bei vollem Sonnenschein kann das E-Bike zu 1/3 direkt über den Solarstrom versorgt werde. D.h. der Akku wird geschohnt was auch beim Laden der Fall ist. Falls der Motor nicht eingeschalten ist, z.B. bei einer Pause oder bei Fahrten im ebenem Gelände, wird der ganze Solarstrom zum aufladen des Akkus verwendet. Er beträgt 50% des Ladestroms eines üblichen Ladegerätes. Da hier langsamer geladen wird wirkt sich das positiv auf Anzahl der möglichen Ladezyklen aus. D.h. der Akku hat eine längere Lebenserwartung. Dennoch bedeutet 1h laden = 1h fahren! Das E-Bike-Anhänger Gespann kann theoretisch mit bis zu einer Geschwindigkeit von 12 km/h nur von der Sonnenenergie angetrieben werden. Das ist allerdings ein theoretischer Wert, denn Spannungsschwankungen würden z.B. der Elektronik signalisieren, dass der Akku fast leer ist und somit würde der Motor abgeschaltet werden. Der Akku puffert solche Schwankungen und wird bei dieser niedrigen Geschwindigkeit nicht geleert. Mit anderen Worten, so lange die Sonne scheint fahren sie mit 12 km/h alleine durch Sonnenenergie. :) Da uns aber noch Energie aus Akku und Beinen zur verfügung stehen wird hier mit einer realistischen Durchschnittsgeschwindigkeit von 20 km/h gerechnet, wobei dazu weniger Kraft benötigt wird, als bei Fahrten ohne Anhänger! Ausnahme hierbei sind stärkere Anstiege. Da kommt das Mehrgewicht natürlich zum tragen, denn jeders Mehrgewicht erzeugt zusätzlichen Kraftbedarf am Anstieg, ob es in der Fahrradtasche steckt, als Zweitakku oder im Anhänger.

 

Wie viel Kraft wird am Anstieg benötigt?

Um einen sinnvollen Vergleich zu haben muss der Einsatzzweck berücksichtigt werden. Nutze ich den Anhänger leer, also nur als Range-Extender oder zugleich zum Transport?

1. Range-Extender Nutzung (Vergleich zum Fahren ohne Anhänger mit Zweitakku)

Hierbei sind es um die 16,5 kg Mehrgewicht. Das entsprich im Schnitt 15% mehr Kraftaufwand beim Anstieg.

2. Nutzung zum Transport (Vergleich zu anderen Anhängern mit 30kg Zuladung + Zweitakku)

Nun sind es gerade mal 4kg Mehrgewicht. Das entspricht um die 4% mehr Kraftaufwand.

Diese Prozentangaben müssen zu dem Mehrbedarf an Kräften, welche sich aus dem Anstieg ergeben dazugezählt werden! Diese Kräfte können, wie aus Erfahrung bekannt, beträchtlich einen zum schwitzen bringen, es sei denn man überlässt den grössten Teil dem Motor. Aber auch dessen Leistung hat seine Grenzen, meistens bei 250 Watt. Alles mehr muss dann durch Beinarbeit erfolgen.

Lange Rede, kurzes Sinn. Wenn sie hauptsächlich Touren mit vielen Anstiegen vor sich haben, dann werden sie keine Reichweitenverlängerung mit dem Anhänger erreichen können. Nutzen Sie in diesem Fall einen Zweitakku, wenn sie nicht viel an Gepäck mitnehmen und somit keinen Anhänger benötigen. (Anderst sieht es aus mit der neuen Version SRE-1 200W! Sie leistet das 3-fache von SUNNY-1 so dass esdeutlich leichter bergauf geht!)

Ist ihre Tour mit wenig oder flachen Anstiegen verbunden, dann ist die Mitnahme des Anhängers als Range-Extender ein klarer Gewinn, mal ganz abgesehen von der zusätzlichen Möglichkeit für den Transport und der netzunabhängigen Stromversorgung für mobile Verbraucher. Detailierte Angaben dazu finden sie weiter unten.

SUNNY-1 ist ein echtes Leichtgewicht. (Der SRE-1 ist nochmals entscheidend leichter geworden!) Der Anhänger ist für das Fahrrad entwickelt worden und wiegt ohne Solarpanel 15 kg. D.h. auch, es gibt keine Zuladungen von 150 kg im Handwagenbetrieb. So ein Typ von Anhänger hat wenig mit Leichtbau zu tun (siehe den Lastenanhänger Quick-Shopper) und wirkt sich bei Berg und Talfahrt entsprechend negativ auf die Fahrleistung und den Fahrspass aus. Ganz klar, dass auch die Hersteller bei Fahrradbetrieb dieser Schwertransporter auch nur 40 kg an Zuladung erlauben, denn die Masse muss ja auch beschleunigt und abgebremst werden. Das Leergewicht solcher Kästen auf Rädern liegt dann schon bei 25 kg. (Beim Quick-Shopper sind es 12 kg.) Über das Aussehen eines solchen  Gespanns... lieber nicht schreiben. :-)

Vorbereitung für die erste Testfahrt... Die max. Zuladung ist 30 kg. Beim SRE-1 sind es 40 kg.)  Das mag wenig erscheinen, allerdings soll die Fahrt mit dem Anhänger Spass machen und vor allem sicher sein. Wer mehr mitnehmen muss sollte zusätzlich Fahrradtaschen an das Fahrrad montieren. Das Platzangebot im Anhänger ist dafür gross, so dass auch sperrige Sachen transportiert werden können.

LEICHT, TIEF, BREIT UND FLACH... Die einfache Variante ohne Range-Extender Funktion

Das Ladevolumen beträgt bis zur Oberkante 300 Liter und bietet somit mehr Volumen als so manch ein Lästenanhänger. Damit ist er optimal für den Campingurlaub und längeren Radtouren mit dem Fahrrad geeignet, wo grössere Mengen an leichtem Gepäck mitgenommen werden.

Das speziell auf den Lithium-Ionen-Akku abgestimmte Ladegerät zeigt die Ladespannung und den Ladestrom an. Damit kann der Ladervorgang und die Leistung geprüft werden. Auch kann hiermit das Solarpanel optimal zur Sonne ausgerichtet werden.

Spass mit dem Anhänger...

SUNNY-1 ist nicht nur ein leichter und schöner Anhänger und Range-Extender für das E-Bike. Der Anhänger übernimmt hier neben den Transport gleich auch die 230V Stromversorgung. Es wird nur ein kleiner Inverter für die Spannungswandlung auf 230V benötigt. Damit ist man voll netzunabhängig.

Ab zum nächsten Auftritt bevor die Sonne untergeht... Das ganze Equipment passt problemloss in den Anhänger.

 

Technische Daten des SUNNY-1 aus der Testfahrt:

- Der Solaranhänger ersetzte einen klassischen Lithium-Inonen-Akku mit 360 Wh, also 36V und 10 Ah Strom.  Dafür benötigt das Solarpanel vollen Sonnenschein und 6 Stunden Zeit am Tag.

- Fahrzeit / Ladezeit Verhältnis 1:1, d.h. 1 Stunde Fahren = 1 Stunde Laden = 100% aufgeladener Akku

- Energiebeiträge: Solarpanel, Akku und die Beine leisten jeweils 1/3 der Gesamtleistung von 130 Watt.

 

Zu den Testbedingungen und Testergebnissen im Detail:

Fahrstrecke: 6 km mit kurzen Gefälle und Anstieg und grösstenteils ebene Streckenabschnitte

Fahrzeit: 20 Minuten

Durchschittsgeschwindigkeit: 18 km/h

Uhrzeit: 14:00, klarer Himmel im September (Sonne steht schon einiges tiefer als im Hochsommer)

- Für die Fahrtstrecke wurde eine mittlere Leistung von 130 Watt ermittelt.

- Die Leistungsanteile waren folgendermassen verteilt:

   Batterie  37,5%

   Solar      32,5%

   Beine     30,0%

 

Die Durchschnittsgeschwindigkeit liegt um die 20 km/h. (Leistungsbedarf 130W)

Bei einer max. Zuladung mit 30 kg Gepäck werden zusätzlich 20 Watt verbraucht. (Leistungsbedarf 150W)

Die prozentualen Werte der Leistungsanteile hängen natürlich von der Fahrtstrecke, dem Sonnenstand und nicht zuletzt von der eigenen Beinarbeit ab. Als Richtwert kann man sagen, dass jeder Anteil 1/3 der benötigten Leistung von 130 - 150 Watt aufbringt. Das kommt ziemlich gut, so zw. 9:00 und 15:00 Uhr hin. D.h. auch, dass man mit nur 1/3 der Kraft die Fahrstrecke meistert. Mit einer Akku Ladung kommt man, am Tag, bei dieser Fahrweise  zw. 100 - 120 km weit, bevor dem Akku der Strom ausgeht und dann, durch den niedrigen Sonnenstand auch nicht mehr, durch dass Panel nachgeladen werden kann. Ein Aufladen ist dann nur noch, im Stand durch dass aufstellen des Panels möglich. Allerdings beträgt der Ertrag gegen 16:30 Uhr nur noch 60% der Nennleistung.

Bei der Ladung im Stand wurde das Panel hochgestellt, so dass es ideal zur Sonne ausgerichtet war.  Die Ladung ging deutlich langsamer weil der Akku nur minimal entleert wurde. Für diese Fahrtstrecke (6 km / 20 Min. Fahrzeit) musste 35 Minuten geladen werden bis der Akku voll war. Ist der Akku mehr entladen dann wird auch schneller geladen.

Ein total leerer Akku ist innerhalb von 6h vollständig aufgeladen.

Zum Vergleich... Das original Ladegerät von Trio benötig für eine komplette Ladung 4,5h.

Bsp. Laden im Stand

Das Solarpanel ist zur Sonne hin ausgerichtet.

 

Das Display zeigt eine Ladeleistung von 62 Watt an. Nach einer 1h Pause ist die Energiemenge von 62 Wh aufgetankt. Ich habe aus meiner Testfahrt (6 km / 20 Min.Fahrzeit) gemessen, dass 22,5 Wh dafür, aus dem Akku entnommen wurden.

Wie weit komme ich nach dieser 1h Ladungspause?

Nach dem Dreisatz ergibt dass: 16,53 km oder eben fast 1h Fahrtzeit, wie bereits zuvor angegeben

Somit ersetzt der Range-Extender einen E-Bike Akku von 360 Wh und bietet die Vorteilen eines grossen Anhängers.

 

Zur Qualität:

Der Anhänger ist komplet vezinkt und Pulverbeschichtet, so dass es optimal geschützt ist. Der ganze Rahmen ist 100% geschweisst. Es gibt nichts zu schrauben und montieren. Er ist nicht klappbar und hier klappert auch nichts bei der Fahrt. Die Qualität ist nicht nur zu sehen, sondern auch zu hören. Die Ladeelektronik ist spritzwassergeschütz und es wird eine passendes Verdeck als Regenschutz mitgeliefert. Das Solarpanel kann, für das Be-und Entladen  natürlich aufgeklappt werden, oder um es optimal zur Sonne auszurichten. Die Laderelektronik für den Akku hat eine Leistung von 75W. Das ist recht ordentlich wenn man es mit E-Bike Solar-Ladegeräten vergleicht, die alleine schon über 200,- € kosten und bei denen bei max. 55W Schluss mit dem Laden ist. Das ganze Konzept ist stimmig und auch das Design ist ansprechend, praktisch und edel. Das Gewicht ist selbst inkl. Solarpanel deutlich geringer als bei Lastenanhänger, wobei das Ladevolumen grösser ist. Genau so sollte ein Fahrradanhänger, meiner Meinung nach sein mit dem es dann auch Spass macht zu fahren. Dazu trägt bei Tagestouren auch die verdoppelung der Reichweite, des E-Bikes deutlich bei.


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Es fehlen noch einige Kleinigkeiten wie die Front- und Rückleuchte, welche dem Range-Extender sein futuristisches Design unterstreichen und gleichzeitig für mehr Sicherheit sorgen.

Auch wenn die Sonne schon untergegangen ist macht SUNNY-1 eine gute Figur und bleib weiterhin ein eyecatcher.

 

Die Beleuchtung

Ein wichtiger Punkt zur Sicherheit bei abendlichen und nächtlichen Fahrten mit dem Anhänger ist die Beleuchtung. 

Übersehen wird man mit der Beleuchtung sicherlich nicht.

 

Viel Platz im Anhänger

Damit man einen Eindruck bekommt, wie viel Laderaum hier vorhanden ist, hier ein Beispiel. Neben einem PC-System (24" Monitor, PC, Tastatur und Drucker) geht noch ein Schweissgerät, Rucksack und 2 Kartons mit Material mit auf die Tour. Im Anhänger ist aber noch Platz. Bei Versuchsfahrten wurden Ladungen mit bis zu 100 kg gefahren. Bei ebener Strecke ist das ohne grossen Aufwand möglich. Dennoch sollte man sich im klaren sein, dass der Bremsweg sich erheblich verlängert! Deshalb sollte die Zuladung nicht mahr als 30 kg betragen.

Regenwetter und Verdeck

Um den Anhänger auch bei schlechtem Wetter nutzen zu können ist ein Verdeck entwickelt worden, welches das Solarpanel nicht abdeckt und Fenster für die Beleuchtung besitz. Des weiteren ist darauf geachtet worden, dass es schnell und einfach montiert werde kann und absolut wasserdicht ist. Auch muss es zum beladen nicht demontiert werden, sondern besitzt einen Klettverschluss, welcher schnell gelöst ist. Es ist kein Problem wenn der Anhänger ohne Verdeck, im stehen nass wird. Allerdings wird bei der Fahrt Matsch vom Hinterrad hochgeschleudert, so dass man ein Verdeck nutzen sollte.


 

Das Verdeck sichert zusätzlich die Ladung, damit nicht herausfallen kann. Hier einmal ohne E-Bike...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die erste Serien diese Anhänger, mit der Bezeichnung SRE-1 werden derzeit gefertigt.

 

Weitere, aktuelle Informationen bekommen Sie auf der FB-Projektseite.

 

https://www.facebook.com/SolarRangeExtender/

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