Thermoelektrischer Generator zum Laden von Smartphones

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Wirkungsgrad, Wärmequellen, Preis, Fazit und Links

Wärmequelle

Getestet wurde das Gerät mit drei Wärmequellen:

Teelicht

Die Leistung eines Teelichtes reicht nur für das LED-Licht, eine effektive Ladung von Smartphones und anderen Geräten ist kaum möglich. Maximale Leistung im Test: 0,1 Watt

Kleiner Brenner

Video Teil 1

Der kleine Brenner hat nur ein Volumen von ca. 10 ml und kann im Betrieb nicht reguliert werden. Der Einsatz des Lüfters hat in unserem Test mit dem kleinen Brenner nicht gut funktioniert, da der Eigenverbrauch die Mehrleistung geschluckt hat. Maximale Leistung im Test: 0,5 Watt

Großer Brenner

Video Teil 2

Der größere Brenner hat ein Volumen von ca. 50 ml und die Wärmeabgabe kann auch während des Betriebs durch Verändern der Dochtlänge gut reguliert werden. Dieser Brenner ist die ideale Wärmequelle und bringt in Verbindung mit einem Lüfter die bestmögliche Leistung. Maximale Leistung im Test: 1,0 Watt (bei dieser Leistung wurde die Wärmezufuhr zurückgenommen um keine Schäden zu riskieren). Eine Dauerleistung von 0,8 Watt wurde erfolgreich über einige Stunden getestet.

 

Wirkungsgrad

Ein wesentlicher Grund, warum Thermogeneratoren nicht in wesentlich mehr Bereichen Anwendung finden, liegt im geringen Wirkungsgrad. In den technischen Datenblättern von Thermoelementen werden meist Wirkungsgrade von 3-8% angegeben, doch lassen sich diese Wirkungsgrade auch mit unserem Testgerät in der Praxis erreichen?

Zur Ermittlung des Wirkungsgrades haben wir eine abgemessene Menge Bio-Äthanol verbrannt und dann mit einem Leistungsmessgerät die Energiemenge gemessen:

Kleiner Brenner ohne Lüfter

  • Bio-Äthanol Heizwert 6,3 kWh pro Liter
  • 15 ml Bio-Ethanol, Heizwert: 94,5 Wh (weit mehr als in jedem Notebook-Akku)
  • Gemessen: 97 mAh bei ca. 5,15 Volt: 0,5 Wh
  • Betriebsdauer: 85 min, durchschnittliche Leistung: 0,35 Watt
  • Wirkungsgrad: 0,53 %

Großer Brenner mit Lüfter

  • Bio-Äthanol Heizwert 6,3 kWh pro Liter
  • 50 ml Bio-Ethanol, Heizwert: 315 Wh
  • Gemessen: 470 mAh bei ca. 5,05 Volt: 2,37 Wh
  • Betriebsdauer: 175 min, durchschnittliche Leistung: 0,8 Watt
  • Wirkungsgrad: 0,75 %

Der Wirkungsgrad steigt also durch die Nutzung der aktiven Kühlung und der höheren Leistung deutlich an. Wohlgemerkt: die Energie für den Lüfter ist in der Rechnung bereits abgezogen, der Lüfter verbraucht also weniger Energie als er Mehrleistung bringt!

Für einen derart kleinen Generator ist das ein Wirkungsgrad, der unsere Erwartungen übertroffen hat! Denn auch bei anderen technischen Systemen, wie z.B. der Solartechnik, sind die Wirkungsgrade in der Praxis meist weit vom theoretisch Möglichen entfernt. So haben wir eine Solartasche von Sunload getestet, welche nur einen Modulwirkungsgrad von 1,9% erreichte. Der Wirkungsgrad von preiswerten Solargadgets wird oftmals noch geringer sein!

Ein Vorteil hat der geringe Wirkungsgrad: 99,25% der Wärme werden an den Raum abgegeben und dienen somit als kleine Zusatzheizung von immerhin gut 100 Watt!

 

 

Preis

Der Thermogenerator M3004 kostet bei Thermalforce.de je nach Zubehörausstattung zwischen 150 und 200 EUR. Der genaue Preis ist zu erfragen. Dieser Preis ist sicherlich recht hoch und eher etwas für Schulen (z.B. Physikunterricht), jedoch werden die Geräte in Handarbeit gefertigt.

 

Fazit

Ein spannendes Thema, noch nie war das Laden eines Smartphones erwärmender! Aufgrund der geringen Ladeleistung des M3004 von durchschnittlich 0,3 Watt kann das Gerät nicht unbedingt als praxistaugliches Ladegerät bezeichnet werden, aber in kalten langen Winternächten könnte es durchaus vorkommen, dass bei pocketnavigation.de ein Lichtlein brennt und ein Smartphone sich daran erlaben darf.

Das Gerät macht Lust auf mehr, Leistungen bis 15 Watt sind mit entsprechenden Modulen, aktiven Lüftern und kräftigen Gasbrennern möglich!

 

Links zum Thema



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