Blue Freedom USB-Wasserkraftwerk im Test

Blue Freedom ist das weltweit wohl kleinste und leichteste mobile Wasserkraftwerk. Wir waren an Bächen und Flüssen und haben Blue Freedom ausführlich auf seine Leistung und Haltbarkeit getestet …

Blue Freedom Handhabung und Funktionsweise


Wir haben in der Vergangenheit auf pocketnavigation.de bereits viele Arten der mobilen Stromerzeugung (Solar, Wärme, Muskelarbeit, Brennstoffzellen) vorgestellt. Mit der mobilen USB-Wasserturbine Blue Freedom gibt es nun eine einfache Möglichkeit, die Kraft des Wassers für seine mobile Energieversorgung zu nutzen.

Blue Freedom wurde durch die Crowdfunding-Plattform Kickstarter mit gut 190.000 $ finanziert und von der deutschen Firma Aquakin entwickelt.

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Video

Um das Konzept von Blue Freedom und den nachfolgenden Test zu verstehen, ist es sinnvoll, sich über unser Vorstellungs Video einen ersten Eindruck über Blue Freedom zu verschaffen.

Blue Freedom Konzept

Blue Freedom besteht aus zwei wesentlichen Teilen, der Turbine und dem Generator. Die Turbine wird über ein Stahlseil mit dem Generator verbunden und überträgt so die Bewegung der Turbine auf den Generator. Durch dieses geniale Konzept sind keine elektrischen Bauteile dem Wasser ausgesetzt und der Generator kann sicher und trocken an Land befestigt werden. Der Generator selber ist leider nicht wasserdicht und sollte daher beim Hantieren nicht ins Wasser fallen.

Der Synchron Generator setzt die Bewegung in elektrische Energie um und speichert diese in einem eingebauten 5000 mAh starken Lithium-Ionen-Akku (2 x 18650). Die Energie steht über zwei 5-Volt-USB-Ausgänge (2A/1A) zur Nutzung mit mobilen Geräten zur Verfügung. Zusätzlich kann der Generator auch als LED-Licht verwendet werden. Der interne Akku kann über eine Micro-USB-Buchse auch ohne die Nutzung von Wasserkraft geladen werden.

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AKW war früher…

Version 1.1

Aufmerksame Leser haben sicher bemerkt, dass wir für einige Tage einen sehr kritischen Test des Blue Freedom 1.0 auf pocketnavigation.de online hatten. Dieser Test wurde von uns freiwillig zurückgezogen. Den Grund für diese für pocketnavigation.de ungewöhnliche redaktionelle Maßnahme möchten wir kurz erklären:

Während des Tests haben wir massive Probleme mit der Haltbarkeit und Performance des Blue Freedom Version 1.0 festgestellt und den Hersteller mit unseren Erfahrungen konfrontiert. Der Hersteller Aquakin hat daraufhin die Auslieferung von Blue Freedom Version 1.0 komplett eingestellt und eine umfassende Überarbeitung der Schwachstellen in Aussicht gestellt.

Dieses vorbildliche Verhalten wollten wir nicht durch einen kritischen Test über ein Gerät untergraben, welches zu diesem Zeitpunkt schon nicht mehr in der Version 1.0 zu erwerben war.

Selbstverständlich wäre es noch deutlich besser gewesen, wenn die Qualitätssicherung von Aquakin die Schwachstellen bereits in der Entwicklung erkannt hätte und das Produkt nicht mit derartigen Problemen an einige Kunden ausgeliefert hätte. Doch die Produktentwicklung unter dem Zeit- und Kostendruck einer Kickstarter Aktion ist sicher eine große Herausforderung. Innovationen verdienen unserer Meinung nach etwas Geduld und Crowdfunding Teilnehmer sind sich dessen oftmals auch bewusst.

Wir werden in diesem Test nur noch kurz auf die Schwachstellen der ersten Version eingehen, alle allgemeinen Aussagen und Testergebnisse beziehen sich aber auf die verbesserte 1.1 Version von Blue Freedom!

Weitere Herstellerangaben:

  • Maximale Leistung: 5 Watt
  • Gewicht: 400 Gramm
  • Maße: Durchmesser 20 cm, Höhe 5,5 cm
  • Betriebsdauer: max 4 h / Tag
  • Propeller: 12 cm

Die Herstellerangaben* entsprechen nicht ganz der Wahrheit! Wir haben nachgemessen und für die Version 1.1 sind es:

  • Maximale Leistung: ca. 2,5 Watt (Details siehe Abschnitt Leistung)
  • Gewicht: 700 Gramm (Version 1.0 nur 637 Gramm)
  • Maße: Durchmesser 22,7 cm (21,0 nur Gehäuse), Höhe 6,0 cm
  • Propeller: 11,7 cm

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 * soll nach Rücksprache mit dem Hersteller in Kürze angepasst werden…

Blue Freedom Praxistest

Was in der Theorie genial klingt, musste sich in unserem Test auch in der Praxis bewähren. Wir haben Blue Freedom an Fließgewässern unterschiedlicher Größe ausführlich getestet, vom kleinen gemütlichen Bächlein, über Gebirgsbäche bis zur Bundeswasserstraße (Rhein).

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Suche nach einer geeigneten Stelle

Zunächst muss eine geeignete Stelle mit hoher Strömungsgeschwindigkeit gefunden werden. Genauso wichtig ist es, eine gute Befestigung für den Generator zu finden. Gleichzeitig muss darauf geachtet werden, dass der Winkel zur Turbine im Wasser minimal ist. Engstellen (ob natürlich oder künstlich geschaffen) eignen sich besonders gut, sind allerdings oft in der Mitte des Baches oder schwer erreichbar (steile Ufer). Befestigt man den Generator jedoch seitlich am Ufer, driftet die Turbine gerne aus der Strömung in die langsamen Randbereiche. Eine gute Lösung bei kleinen Bächen ist es deshalb, einen Baumstamm oder dicken Ast über den ganzen Bach zu legen, um die Turbine schön mittig in der Strömung auszurichten.

  blue_freedom_bach  blue_freedom_rhein

Bei großen Flüssen ist es ungleich schwieriger an die gewaltige Energie der Strömung zu gelangen. An den allermeisten Stellen ist die Strömung am Ufer entweder gering oder es bieten sich wenig Möglichkeiten, den Generator sicher zu befestigen. Findet man eine Stelle mit hoher Strömung, sollte man sehr vorsichtig sein, jährlich sterben an großen Flüssen Menschen, weil die Kraft des Wassers unterschätzt wird. Wir raten daher explizit davon ab, Blue Freedom an solchen Stellen einzusetzen! Wer dort ausrutscht und im Fluss landet, hat es selbst als guter Schwimmer nicht leicht.

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Insgesamt ist es deutlich schwieriger als gedacht, gute Stellen für die Turbine zu finden. Ein Problem dabei ist, dass die Turbine keine Anzeige für die Anzahl der Umdrehungen bzw. der Ladeleistung hat. Dieser Umstand macht es sehr schwer, die Ausrichtung zu optimieren. Die Strömungsgeschwindigkeit lässt sich mit bloßem Auge nur schwer einschätzen. Mit etwas Mühe und einer Stoppuhr kann man die Umdrehungen allerdings zählen und so abschätzen, wie gut eine Stelle geeignet ist. Bei einem derart teuren Gerät sollte eine Anzeige der Umdrehungen bzw. der Ladeleistung vorhanden sein!

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Verbesserungen der Version 1.1 gegenüber Version 1.0

Stahlseil

Zunächst muss Turbine und Generator über das Stahlseil verbunden werden. Diese Verbindung war eine der beiden großen Schwachstellen der Version 1.0 und ist in unseren Tests mehrfach gerissen. Die neue Version 1.1 von Blue Freedom hat daher ein deutlich stärkeres Stahlseil, auch die Aufnahme an Generator und Propeller wurde verbessert und verstärkt. Schäden am Stahlseil sind im Test nicht mehr aufgetreten und durch die Stärke auch nicht mehr zu erwarten (wir werden das Gerät auch langfristig testen und den Bericht anpassen, sollte es erneut zu Schäden kommen).

Allerdings werden auch in der neuen Version 1.1 die Anschlüsse nur durch eine 90°-Drehung befestigt, was nach wie vor nicht die nötige Sicherheit vermittelt, um ein 300 EUR teures Gerät in einen reißenden Fluss zu hängen! Eine unachtsame Bewegung (z.B. wenn sich die Turbine etwas am Flussgrund verhakt bzw. beim Auslegen und Einholen) und der Verschluss kann sich lösen und die Turbine schwimmt davon.

blue_freedom_stahlseil  blue_freedom_seil

Getriebe

Die zweite Schwachstelle der Version 1.0 war das Getriebe, welches sich in unseren Tests nach kurzen Betriebszeiten zerlegt hatte. Die Version 1.1 hat nun ein verstärktes Getriebe mit Zahnrädern aus Messing, welches in unserem Test keine Probleme mehr verursacht hat. Das neue Getriebe scheint eine andere Übersetzung zu haben und/oder insgesamt etwas weniger Reibung. Die erreichbare Drehzahl liegt daher deutlich höher als bei der ersten Version, was auch die Leistungsausbeute verbessert.

bluefreedom_getriebe

Links: Version 1.0 Rechts: Version 1.1
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16 Kommentare zu “Blue Freedom USB-Wasserkraftwerk im Test

  1. Die Verbindung zw. Rotor und Speicher wirkt nicht sehr stabil.
    Bei einer starken Strömung heisst es dann tschüss teures Gerät.

  2. richtig, dass ist eines der Probleme, die wir in unserem Test auch schon bemerkt haben. Wir hatten diesen Test mit einigen Kritikpunkten bereits veröffentlicht, dann aber noch mal zurückgezogen, da der Hersteller kurzfristig eine Nachbesserung zugesagt hat.

    1. Warum habt Ihr den Test nicht online gelassen? Wenn der Hersteller nachbessert, kann man einen Nachtest machen.

      Es gibt keine vernünftigen Erfahrungswerte, das Gerät scheint trotz schon lange zurückligender Kampagne nicht wirklich an die Kickstarter in größeren Mengen ausgeliefert worden zu sein, keine Berichte weit und breit ausser eurem und den habt ihr dann weil er so schleht war auch noch zurückgezogen.

      Ich finde es enorm wichtig, sich gut anhörende Ideen/Gadgets möglichst frühzeitig anzusehen und die faulen Eier schnell zu identifizieren. Wenn man die Leute nicht warnt, und andauernd durch unreflektierte Vorabberichte ins Crowdfunding-Messer laufen lässt, dann ist irgendwann die komplette Crowdfundingidee vollständig verbrannt.

      Blue Freedom hört sich nach ein paar Eckdaten im Video so an, als könnte es in dieselbe Bresche zu schlagen wie Rawlemon, Fontus Bottle, Trinity Wind Turbine, Rebreather und diverse andere gescheiterte oder bald scheiternde Gadgets mit hoher Designqualität bei mangelhafter, teils physikalisch unmöglicher versprochener Kernfunktionalität.

      Und wenn das stimmt in eurem Video, dass Blue Freedom nur 0,5W in kleinen Gewässern und 1W im Rhein schafft, dann ist die Idee schlichtweg völlig inpraktikabel, da kaum Mehrwert gegenüber einer alleinstehenden Powerbank besteht.0,5 Watt sind bei 5V 100mA, damit wird ein 2400mA-Akku-Telefon in 24 Stunden geladen, d.H. praktisch dass man das Telefon nichtmal in Betrieb halten kann mit diesem Generator.

      Und wenn ich mit die vielen fancy LED an Blue Freedom anschaue und jede LED 20mA zieht, dann bringt der Generator in einem kleinen Bach nichteinmal die Energie für den Betrieb der LED auf. Überhaupt- was sollen die LED? Hauptsache sieht gut aus? Völlig unnötiges, ablenkendes Addon, wenn man dem Teil eine Taschenlampenfunktion geben will reicht eine LED.

      Und wer bleibt 20h an eine Bach oder lässt das >200€-Teil während er herumwandert unbeaufsichtigt am Bach?

      Die Idee sieht auf den ersten Blick gut aus, ist aber scheinbar nicht sinnvoll in der Anwendung.

      Die erziehlbare Energiemenge ist limitiert durch die Größe der Turbine, und hier kann man nicht wirklich Nachbessern, sonst könnte man diese in kleinen, flachen Gewässern nicht mehr nutzen.Und mal ehrlich- in Sachen verfügbare Bäche beim Trekking z.B. in den Alpen darf man nicht wählerisch sein.

      Durch die langsame Drehzahl muss da ein Getriebe drin sein, dass kostet zusätzlichen Wirkungsgrad.

      Ich glaube die Kickstarter stehen hier vor einem größeren Problem, weil sie an physikalische Grenzen stoßen, die eine Entwicklung des Teils zu Outputwerten, welche den Betrieb sinnvoll machen (4W Turbinenleistung min) für den 08/15-Bach, der Treckkern im Schnitt zur Verfügung steht, nicht möglich ist. Vermutlich gibt es deswegen seit April nix neus hier?

      Es wäre schön, wenn jemand das Teil unabhängig testet und potentiellen Interessenten früh klarmacht, was sie bekommen und was es wirklich taugt, bevor diese Ihr Geld eventuell in den Sand setzen und Ihr Crowdfundingengagement beeerdigen.

      1. Alles was Du schreibst kann ich gut nachvollziehen und sehe es ähnlich! Wir hatten den Test Offline genommen, weil wir dem Hersteller die Gelegenheit für eine schnelle Nachbesserung geben wollten. Man versprach uns darüber hinaus, dass das Gerät nicht mehr weiter an Kunden ausgeliefert wird. Es ist schwer ein Produkt unter dem Zeitdruck einer Kickstarter Kampagne zu entwickeln. Die von uns getestete Version war unserer Meinung nach in keinster Weise marktreif! Leider haben wir schon länger nichts mehr vom Hersteller gehört. Sollten wir in Erfahrung bringen, dass die von uns getestete Version weiter vertrieben wird, würden wir den Test auch wieder online stellen. Aber es bringt ja nichts einen extrem negativen Bericht online zu lassen, für ein Produkt was so nicht mehr zu erwerben ist. Wir bleiben aber an dem Thema dran und testen die verbesserte Version. Ich nutze Deinen Kommentar um mal wieder beim Hersteller nachzufassen…

  3. Also es scheint so, dass ich hier:
    http://blue-freedom.net/store/
    so ein Teil bestellen könnte. Es mag sein, dass der Hersteller nichts ausliefert, aber rechtlich verbindliche Kaufverträge mit Zahlung sind offensichtlich weiter möglich, somit besteht das Risiko für Interessenten, Geld zu verlieren, wenn die Firma aufgrund der vieleicht nicht ausreichenden Funktionalität des Produktes zahlungsunfähig werden könnte.

    Ich unterstelle der Firma dabei nichtmal böse Absichten wie sie z.B. bei der Trinity Wind Turbine ganz offensichtlich sind. (Da laufen mittlerweile auch Verfahren).

    Ich sehe einen Trend, bei dem oft Produktdesigner mit einer oberflächlich guten Idee aber nicht ausreichendem physikalischen Hintergrund mit viel Enthusiasmus Projekte angehen, die physikalisch einfach nicht funktionieren können. Sie nutzen Ihre Design- und Marketingkompetenz, um unkritische Fachmagazine zu ködern, Designpreise für gutes Produktdesign einzuheimsen – aber die eigentliche angedachte Kernfunktionalität nicht gegeben ist. Mit ein paar einfachgen Prototypen oder physikalischen Analsyen hätte man das vorab feststellen können, aber dieser Schritt wird heute viel zu spät gemacht, wenn die Ausgaben für die Entwicklung, Produktion und Co schön längst verloren sind. Und weil man diese nicht in den Wind schreiben will, wird krampfhaft versucht, das Investment zu retten.

    Ein sehr gutes Beispiel dafür ist die Fontus Bottle. Auch von einem Designer kommend, mit fantastischem Produktdesign (und entsprechenden Auszeichnungn dafür) und oberflächlich guter Idee, aber leider physikalisch unmöglich. Den Kampf gegen die thermodynamischen Gesetze wird er verlieren.

    Da gibt es sehr gute Debunking-Videos im Internet zu, die das Kernproblem sehr schön darlegen. Siehe eevBlog (E-Ing) und Thunderfoot(Wissenschaftler Physik).

    Es ist immer schön zu sehen, wenn jemand gute Ideen hat, Enthusiasmus zeigt und Sachen auch durchzieht. Aber leider ziehen viele das Ganze ohne Netz und doppelten Boden durch und vernachlässigen die Vorab-Tests zu Machbarkeit/Praktikabilität.

    Es gibt immer wieder Menschen mit unrealistischen Vorstellungen und einer Überdosis Enthusiasmus, die für Ihre nicht machbare/unpraktikable Idee existenzielle Risiken mit Pleitegarantie eingehen, Goodbye Germany lebt von solchen Kandidaten. Das gehöt vermutlich zum Lernprozess und zur Charakterbildung eines Menschen dazu, und diese lenen schmerzlich, dass man bei einem Höhenflug auch vor dem endgültigen Commitment auch nochmal den Bodenkontakt zur Realität suchen sollte.

    In der Crowdfunding-Welt ist das leider so, dass der Höhenflieger hohe Risiken eingehen kann ohne vorher die Machbarkeit abzuchecken, jedoch leider das finanzielle Risiko fast ausschließlich bei den Crowdfundern liegt, welche die Zeche zahlen müssen.

    Und leider fehlt in dem ganzen Crowdfundingthema die Instanz, welche die Spreu von dem Weizen trennt.

    Es gehört zur Natur des Crowdfundings, dass dort oft die Visionäre aufschlagen, welche nicht durch die Plausibilitätschecks bei der Bank oder anderen Investor-Geldquellen kommen und auf die Crowdfunder angewiesen sind.

    Somit ist das Risiko prinzipiell schon hoch, so toll ich die Crowdfunding-Idee auch finde.

    Es fehlt einfach noch neben dem üppig vorhandenem enthusiastischen Idee-Pusher-Journalismus, den viele Crowdfunding-Projekte auch verdient haben und auch brauchen, der kritische, investigative Journalismus, der Ideen vor dem erreichen des Goals zum Schutz der Crowdfunder durchleuchtet. Das würde letztendlich auch den Höhenfliegern helfen und vor einer Niederlage im Kampf gegen die Physik bewahren.

    Wie könnte das im Falle von Blue Freedom aussehen? Z.B. so:
    Der wichtigste Kritikpunkt ist die erreichbare Leistung für eine sinnvolle Anwendung. Das ist schließlich der Zweck, nicht das wirklich gelungene schöne Design. Es handelt sich schließlich nicht um ein reines Dekoobjekt.

    Zu den physikalischen Grundlagen kann man die Quellen zu Meeresströmungskraftwerken durchsehen, ist praktisch derselbe Hintergund.

    Hier ein Dokument mit den benötigten Formeln:
    http://www.bs-wiki.de/mediawiki/images/Wirkungsgradberechnung.docx

    Zuersteinal kann man berechnen, wieviel Energie überhaupt in fließendem Wasser, bezogen auf den Turbinendurchmesser steckt:
    Turbinendurchmesser=12cm, wasserdurchströmte Fläche ist somit 0,0113 m².

    Somit ergeben sich für die maximal mögliche extrahierbare Energie, Wirkungsgrad des Gerätes aussen vor, folgende Werte in Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit: (Fließgeschwindigkeit-Maximale Energie)
    0,5m/s 2,9W
    1m/s 5,8W
    1,5m/s 8,7W
    2m/s 11,6W
    2,5m/s 14,5W
    3m/s 17,4W
    Soweit so gut, das hört sich vielversprechend an. Jetzt muss man eine Idee dafür bekommen, wie schnell ein Bach im Mittel fließt.
    Laut dieser Seite:
    http://fliessgeschwindigkeit-von-fluessen.npage.de/fliessgeschwindigkeiten.html
    Liegen die Werte so etwa zwischen 0,45m/s und 0,8m/s, also etwa knapp Gehgeschwindigkeit, was denke ich hinkommt für 08/15 Alpenbäche oder die Bäche in eurem Video.

    Damit ergibt sich für die aufgeführten Flüsse/Bäche eine Brutto vorhandene Energie von 2,9W bis 4,46W.

    Laut der oben verlinkten Wirkungsgradberechnung kommen professionelle größere Strömungskraftwerke auf 42% Wirkungsgrad.

    Setzt man diesen Großkraftwerkwirkungsgrad auf die oben genannten Bachwerte an, bleiben noch 1,22W bis 1,95W übrig.

    Leider kann man von so einem kleinen Gerät keinen ähnlichen Wirkungsgrad erwarten wie von einem Goßkraftwerk. Dem Großkraftwerk helfen hier Skalierungseffekte. Direktläufer-Großgeneratoren haben sehr hohe Wirkungsgrade>90%, die großen Turbinen sind ebenfalls sehr gut verglichen mit kleinen.

    Bei kleineren Generatoren kann man sich zur Abschätzung die erzielbaren Wirkungsgrade von Fahrraddynamos ansehen. Diese sind professionell von großen Firmen hergestellt und können auf eine lange Entwicklungs-/Optimierungszeit zurückblicken. Die Dynamos liegen Stand der Technik bei ca. 60-70%. ABER: Dynamos arbeiten oft ohne wirkungsgradfressenden Getriebe, Blue Freedom hat dagegen eins.

    Also das Ganze nochmal etwa 10-15% reduzieren. Ob die Schöpfer von Blue Freedom ähnliche Möglichkeiten haben, Ihr Produkt auf Wirkungsgrad zu trimmen wie z.B. Shimano ihre Dynamos, kann bezweifelt werden angesichts des deutlich unterschiedlichen Manpowers und Erfahrungsschatzes.

    Dann wird die Energie in einem LI-Akku zwischengespeichert. Wirkungsgrad Li_Akkus Speichernwiederrausholen=95% wenns gut läuft. Dann muss die Energie noch in den Akku durch eine Ladeschaltung durch->95% Wirkungsgrad max. Anschließend muss die Spannung zum Laden der Geräte von 3,6V auf 5V Hochtransformiert werden->95% Wirkungsgrad. Alles bestmögliche Werte, Realität vermutlich deutlich darunter.

    All diese Probleme hat das ins Netz einspeisende Großkraftwert nicht.

    Multipliziert man all die Wirkungsgrade Getriebe(0,9), Generator (0,65), Ladeschaltung (0,95), Stepup (0,95) kommt man auf einen maximalen elektromechanischen Wirkungsgrad von 52%. Das muss maan mit dem elektrischen Wirkungsgrad des Großgenerators (95%) und dessen Einspeiseelektronik (95%) vergleichen. Angesichts des Unterschiedes der elektromechanischen Wirkungsgrade ohne Turbine vom Blue Freedom (52% bestenfalls) und Großkraftwerk (90%) kann man sich ausmalen, was vom Gesamtwirkungsgrad des Großkraftwerks (42%) herunterskaliert und mit Zusatzverlusten versehen bei Blue Freedom noch übrig bleiben wird.

    Wirkungsgrad Turbine:
    Das andere Problem des Geräts ist, dass die Flügelgeometrie fest ist. Meereskraftwerke passen die Flügelwinkel an die Flussgeschwindigkeiten an bzw. fest installierte Kraftwerke haben bekannte relativ konstante Flussgeschwindigkeiten des Einsatzortes und sind daraufhin optimiert, sodass ein höherer Wirkungsgrad bei der Energieextraktion aus dem Wasser erreicht wird.

    Blue Freedom muss dagegen mit einer Flügelgeometrie für alle Flussgeschwindigkeiten auskommen=>schlecht für den Wirkungsgrad über die verschiedeen Flussgeschwindigkeiten.

    Zusätzlich gibt es sicherlich auch noch in eurem Bachbeipiel Verluste durch Reibung von Turbine und Steinen /Grund.

    Mal abschätzen, wie der aktuelle Wirkungsgrad von Blue Freedom ist:

    Die Fließgeschwindigkeit im Rhein liegt laut Wasseramt zwischen 0,7m/s und 2,9m/s an der schnellsten Stelle. Eure Rheinstelle im Video scheint sehr schnell, ich habe im 0,25x-Geschwindigkeitsmodus die Dauer gestoppt, die Luftblasen für die Strecke des Antriebsstranges (1,8m laut Webseite) benötigt. Das sind etwa 1,5 Sekunden, also etwa 1,2m/Sekunde Fließgeschwindigkeit. Mit Sicherheit deutlich schneller als jeder Alpenbach, den ich bisher gesehen habe.

    Die maximale nutzbare Energie des Wassers im Testszenario ist also 7W. Ihr habt 1W gemessen, somit ist der Blue Freedom`s Wirkungsgrad bei diesen Flussgeschwindigkeiten ca. 14%.

    Bei dem Bachtest mit 0,5W Output ist die Fließgeschwindigkeit schwerer zu schätzen, aber es dauert etwa 2,5-3 Frames, bis eine Luftblase die Länge der Turbuine (6cm) langeflossen ist. Somit ganz grob geschätzt 0,65m/s. Damit standen 3,8W zur Verfügung, 0,5W kommen raus= 13% Wirkungsgrad.

    Mit dem Wirkungsgrad macht die Sache keinen Sinn, grade wenn man die 4h maximale Betriebsdauer pro Tag betrachtet.

    0,5W bei 5V=100mA, das 4h pro Tag= maximale Ausbeute 400mA. Verbrauch meines optimierten Xperia Z3:1100mA/Tag, und das ist schon wenig. Selbst im Rhein schafft das Teil nur 800mA pro Tag.

    Die Frage ist: Kann man hier signifikant nachbessern?

    Ich denke nein. Selbst wenn man den 42% Wirkungsgrad von Großkraftwerken erreichen könnte (völlige Utopie) kämen bei eurem Bachtest nur 1,6W oder 320mA heraus, bei 4h pro Tag also 1200mA. Immer noch zuwenig.

    Die 1,5h, welche aus der Blue Freedom-Ecke als Ladezeit angegeben werden für ein Handy sind ausschließlich nur einmal aus dem Akku zu erreichen.

    Am zweiten Tag der Trekkingtour schafft der Generator ohne Akkuunterstützung nichtmal eine halbe Handyladung in 4h.

    Realistisch gesehen- wenn die Macher wirklich gut sind – verdoppeln die maximal den aktuellen Wirkungsgrad. Macht 1W im Bach und 2W im Rheinszenario. Viel zu wenig.

    Und dazu kommen alle andern Nebenprobleme wie Sinnhaftigkeit des Teiles bei realistischen Outdoor-Touren unter Berücksichtigung der verfügbaren Energiequellen=Bäche.

    So eine Analyse hätte ich gerne vor dem Auslaufen der Kampagne in einem Fach-Onlinemagazin gesehen, dann hätte man so manchem Backer vom Investment abhalten können. Vielleicht wäre den Machern des Teils auch das, was sie vermutlich im letzten halben Jahr durchgemacht haben und vor allem noch durchmachen werden in der kommenden Zeit erspart geblieben.

    Die Aquakin-Jungs tun mir ehrlich leid. Die Physik ist ein unüberwindlicher, harter Geger.
    Noch mehr tun mir aber die Crowdfunder leid.

    Es gibt sogar einen Nachahmer, den EStream. Dieser ist meiner Ansicht nach dem Blue Freedom-Konzept deutlich unterlegen. Die Turbine über eine Welle an den Generator zu koppeln und die Wirkungsgradverluste und Probleme durch Dichtungen damit zu umgehen ist deutlich schlauer als alles in den Tauchkörper zu packen wie beim EStream.

    Sinnvoll in der Anwendung sind aber leider beide Varianten nicht, da kann man auch nicht wirklich nachbessern.

  4. Hallo Peter!
    Hattest Du unseren Testbericht gelesen, bevor wir diesen teilweise Offline genommen hatten?
    Danke für Deinen Kommentar, welcher mir in weiten Teilen aus der Seele spricht. Dein Kommentar ist so mit der Beste, was ich hier an Kommentaren in den letzten Jahren gelesen habe!
    Wir werden den Hersteller erneut kontaktieren und wenn er nicht bald unsere defekten Geräte durch die angekündigte und verbesserte Version ersetzt und parallel aber das alte Produkt kaufbar bleibt, unseren Test auch wieder vollständig veröffentlichen…
    Gruß
    Tobias

  5. Danke für die Wiederveröffentlichung mit dem Update. Ein guter Bericht, detailliert und umfassen, mit klarer Aussage. Den Spagat zwisachen deutlicher Kritik, Faszination für das Thema und Hersteller nicht angeriffen gut gemeistert.

    Ich finde das Thema ansich auch sehr spannend, mobile Energie ist eines meiner Steckenpferde, was sich an meiner mittlerweile 5 Ladegeräten starken Sammlung an solaren Faltladern zeigt.

    Aber ich bleibe dabei, so faszinierend das Produkt ist, es macht keinen Sinn. Die Bedingungen für eine sinnvolle Nutzung sind einfach zu weit weg von der Realität und die Leistung zu klein.

    Mein kleinstes Paneel, Powerpond 7,2W, hat mein Handy auf La Gomera mit 4,5 echten Watt in 2 1/2 Stunden geladen, und das für 25€ und superklein, handlich und leicht. Einen ernsthaften Bach gibt es dagegen nicht auf den Kanaren.

    Klar ist man abhängig von der Sonne, aber Sonnenenergie kann man wenn Sie scheint an fast jedem Punkt der Welt anzapfen, nutzbare Bäche wird man dagegen nur an wenigen Stellen finden.

    Mal sehen, wann einer einen ernsthaften Windlader auf den Markt bringt. So in etwa wie Trinity, nur eben ohne Betrug.

    Obwohl man bei unseren Windverhältnissen vermutlich auch sehr auf dem trockenen steht, sogar an der Küste.

    Ich war letztlich in Ostfrisland auf einem begehbaren Windkraftwerk, 1,5MW-Klasse, raus kamen als ich drauf war nur 40kw.

    Aber in Island hätte ich mit einem Windlader beim Campen im Nirgendwo viel anfangen können … Keine Sonne, aber 100km/h Wind im September. Und bei der fantastischen gegen Null gehenden Kriminalitätsrate kann man das auch bedenkenlos stehenlassen.
    Hmm… angesichts der vielen Wasserfälle wäre eventuell auch so ein Blue Freedom nutzbar gewesen.
    Mal sehnen was noch kommt.

    1. Das Produkt Blue Freedom als sicher funktionstüchtige Innovation, dessen wirtschaftliche Praktikabilität zu erproben wäre, setzt zur jederzeitigen Nutzung ein Fließgewässer voraus. Dazu eine nicht unkritische Meinung.
      Dies bedingt
      – Nähe und Zugang zu einem geeigneten Fließgewässer bei jederzeitigem Ladebedarf
      – Schlechte Witterung bei Ladedauer eher nachteilig (bis Gewässervereisung)
      – Dunkle Nächte eher nachteilig
      – Reißende Strömung bei Hochwasser eher nachteilig
      – Rotorhindernis Schwemmgut (ab Laub)
      – Mindestwassertiefe t = ? samt Über- und Unterströmung am Ufer
      – Mindeste Fließgeschwindigkeit am Ufer: z.B. bei Niedrigwasser v = < 0,30 m/s, v³ = 0,027
      – Leistungsbeiwert: cp max. = 0,59, Ist-cp = ?
      – Wirkungsgrad η = ? mechanischer und elektrischer
      – Leistung P = 1/2 * A * v³ * η = ? erforderlich nach bei Ladebedarf und welcher Ladedauer

      Bei letztgenannten Preis von über 250 € steht das FB im Wettbewerb zu den preiswerteren Handdynamos und Reserve-Akkus, die bei jederzeitigen Ladebedarf an jedem Standort bei Wanderungen nutzbar sind.

      Hele

      1. Laub ist in der Tat ein Problem! Jetzt im Herbst setzt sich der Rotor in kleineren Bächen sehr schnell mit Laub zu und dreht dann wesentlich langsamer. Bei den nötigen langen Einsatzzeiten, sind also „Wartungsintervalle“ einzuplanen 🙂 um die Leistung hoch zu halten.

  6. Lieber Peter,

    herzlichen Dank, dass Ihr Euch so intensiv mit der Blue Freedom beschäftigt, denn nur so kann man echt gute Ideen von anderen unterscheiden und die Umsetzung beurteilen. Besonders ein großes Lob an Den Redakteur der Artikels, der sehr sachlich und fair mit den ersten Problemen im Getriebe umgegangen ist. Die Leistungsberechnung des fließenden Wassers ist jedoch ein grobes Foul gewesen, was man nicht stehen lassen kann, denn das ist die Grundlage der Glaubwürdigkeit dieses Energie-Konzepts. Hier wurde von Dir Peter angezweifelt, dass die Leute von Blue Freedom richtig mit dem Taschenrechner umgehen können und Leistungen versprechen die überhaupt nicht im fließenden Wasser steckt. Leider ist die Rechnung von Dir falsch und daraus folgte eine Vorverurteilung mit nicht unerheblichen folgen.

    Zur Richtigstellung: Die Formel die von Dir angegeben wurde ist richtig, ja, aber bei der Berechnung wurde leider der Exponent(3) auf der Fließgeschwindigkeit V vergessen. Auswirkung des Exponenten (3): Wenn man die Fließgeschwindigkeit verdoppelt, verachtfacht sich die Leistung und das ist eben auch die Tücke bei Stürmen und bei reißenden Flüssen, denn diese Kraft lässt sich kaum mehr bändigen. Die Leute von der Blue Freedom haben bei der Berechnung demnach nicht die Regeln der Physik „verbogen“, sondern haben ihre Nennleistung bei 5 Watt eher konservativ angegeben, obwohl bei 1,75 m/s Fließgeschwindigkeit schon 31 Watt kin. Energie am Rotor anliegt. Der Gesamtwirkungsgrad bei Nennleistung wurde demnach mit 16 % angesetzt und ist wahrscheinlich eher konservativ ausgewiesen.

    Nochmal die Berechnung für alle die es genau wissen möchten:

    Formel der mech. Leistung P = 0,5 x Dicht x A x v^3
    Kinetische Energie im Wasser für den Blue-Freedom-Rotor von A 0,0113 m^2 (beim Rotor Durchmesser 0,12 m) und V = Fließgeschwindigkeit/Wasser und Dichte von Wasser 1030 kg/m^3

    Leistung in Abhängigkeit der Fließgeschwindigkeit V:

    V = 1 m/s P = 5,8 Watt
    V = 1,5 m/s P = 19,64 Watt
    V = 1,75 m/s P = 31,2 Watt (Nennleistung)
    V = 2 m/s P = 46,5 Watt
    V = 2,5 m/s P = 91 Watt

    Ab der kin. Leistung von 90 Watt wird der Generator in den unbelasteten freien Lauf übergeben, um die Elektronik zu schützen. Zur Info: Ab 2017 wird ein absolut leichtes Solarteil mit 7 Watt (Peak Leistung) im Neoprenbeutel untergebracht, damit man auch ohne Fließgewässer die Chance auf eine unabhängige Energieversorgung hat. Zudem wird eine neuen Blue Freedom mit 50 Watt Nennleistung und eine weitere mit 300-500 Watt Nennleistung (Ladeleistung) gearbeitet, um auch die stationären Bedürfnisse von Campern, Seglern und Menschen in der dritten Welt abzudecken, die sonst keine Stromversorgung genießen.
    Also, ich hoffe Ihr habt viel Spaß mit dem Gerät am Wasser und freut Euch ebenso wie wir, dass diese Idee immer weiterentwickelt und Dank euch auch verbessert wird.

    Viele Grüße aus dem Alpenvorland.
    Rolf

    1. Hallo Rolf,

      in der Tat, ich habe tatsächlich beim Überschlagen in der Excel-Tabelle den Exponenten vergessen. Insofern sind alle Energieinhalte ausser bei 1 ordentlich daneben. Dafür entschuldige ich mich und in der Tat sollte es bei 1,75m/s möglich sein, bei eurer konservativen Effizienzschätzung mindestens 5W aus dem Wasser zu holen. Die Physik in diesem Fall ist also nicht unmöglich.

      Das Problem bei meinem Fehler ist allerdings auch, dass der Exponent ^3 die möglichen Leistungen unter 1m/s Geschwindigkeit genauso stark kleiner macht wie die Leistungen über 1 gewinnen. Eure Tabelle fängt also nicht ohne Grund erst bei 1m/s an.

      Ich hatte oben mit der unvollständigen Formel für 0,5m/s 2,9W ausgerechnet, in Wirklichkeit sind es nur 0,72W
      Unter 1m/s, also 3,6km/h sieht das jetzt wie folgt aus, die zweite Spalte ist die Energie im Wasser, die dritte Spalte ist der Output bei 16% Wirkungsgrad, den Ihr annehmt:
      0,4m/s 0,37W 0,060W (16%)
      0,5m/s 0,73W 0,116W (16%)
      0,6m/s 1,26W 0,201W (16%)
      0,7m/s 2,00W 0,319W (16%)
      0,8m/s 2,98W 0,477W (16%)
      0,9m/s 4,24W 0,679W (16%)
      1,0/s 5,82W 0,931W (16%)
      1,1m/s 7,75W 1,239W (16%)
      1,2m/s 10,06W 1,609W (16%)
      1,3m/s 12,79W 2,046W (16%)
      1,4m/s 15,97W 2,555W (16%)

      Somit sind beim Test im Rhein bei geschätzt 1,2m/s 10,06W vorhanden gewesen, 1,8W kamen raus, also knapp 18% Wirkungsgrad.
      Beim Test am Bach lag ich wohl mit der Schätzung von 0,65 daneben, denn bei der Geschwindigkeit stehen nur 1,6W zur Verfügung, und bei gemessenen 0,5W sollten es wohl eher 0,8m/s gewesen sein, dann kämen die 16% Wirkungsgrad auch hier hin.

      Ich gebe euch recht, dass man mehr als 5W bei 1,75m/s erreichen kann. Allerdings zeigen die neuen Zahlen auch, dass man Blue Freedom auch in verbesserter Version bei Bächen mit Fliessgeschwindigkeiten unter strammer Gehgeschwindigkeit mangels vorhandener Energie nicht wirklich nutzen können wird. Und ich denke, dass die Mehrzahl der Bäche in diese Kategorien fallen. Die großen Flüsse wie Rhsin, Neckar und co liegen wohl bei um die 7km/h, also 1,94m/s, allerdings nimmt die Geschwindigkeit zum Rand hin, also im durch die Antriebswellenlänge begrenzten nutzbaren Teil, ab, daher waren es wohl auch nur 1,2m/s bei Tobias Test (was immer noch ziemlich schnell aussieht). Die Ruhr jedoch liegt z.B. bei 0,45m/s, und die Bäche in meinem Link oben waren auch deutlich unter 1m/s.

      Die Bäche mit Power sind vorhanden, mit Sicherheit aber nicht zahlreich. In Island hat man da vermutlich mehr Chancen, aber nach meinen Erinnenrungen an die Alpen (meist Oberallgäu) waren da nicht wirklich viele Bäche mit ausreichend Tiefgang. Schneller als Schrittgeschwindigkeit waren auch nur wenige.

      In Island wäre das vermutlich etwas anderes. Da hab ich sehr viele Stellen dafür gesehen.

      Ich halte es nach Fehlerbehebung auch für in Ordnung, dass Blue Freedom mit 5W bewerorben wird. Die Windkraftanlagenhersteller werben ja auch mit 7,8MW Leistung, die nur bei 16m/s zustande kommen, was nur seltenst der Fall ist.
      http://www.enercon.de/fileadmin/Redakteur/Produkte/e-126/LK_E-126_7580kW_de.png
      Insofern ist das mit den 5W eine normale Produktbewerbung, allerdings sollte man Interessenten auch deutlich klarmachen, das dies nur bei wenigen Prozent der verfügbaren Fließgewässer möglich sein wird. Das grenzt den Käuferkreis natürlich ein.

      Ein Ladeelektronikupdate schein mir sehr sinnvoll, allein schon wegen der fehlenden Passthrough-Fähigkeit. Wenn Ihr den Ladeteil separat als eigenen Zweig mit mppt-Tracking realisiert, und einen eigenen Stepup-Zweig für die 5V einbaut, wäre das mit dem gleichzeitigigen Generatorbetrieb und Laden der Endgeräte kein Problem mehr und die 5% Verlust durch die Speicherung und Abruf der Energie in die Li-Zellen fällt dann auch weg.
      Für mppt braucht Ihr vermutlich einen µC, (ich kenne zwar mppt-IC wie LT8490 und SPV1040 mit echtem Tracking, aber diesind auf Solar ausgelegt) und wenn Ihr den µC sowieso habt, könnt Ihr auch ein Display einbauen, welches die aktuelle Energiebilanz darstellt. Für Gadget-Freunde und Technik-Freaks allgemein, bei denen die Sinnhaftigkeit nicht im Vordergrund steht, wäre das ein attraktives Zusatzgimmick. Ich hab jedenfalls bei meinem Solarrucksack immer einen Powermonitor dran und freu mich an jeder mAh, die ich von der Sonne geschenkt bekomme, auch denn mich wegen der Investitionsseite trotzdem 1 kWh 2€ gekostet hat :-D. Was allerdings auch hier ein Problem ist, ist der Mangel an passthrough-USB-Powerbanks.

      Ich wünsche euch jedenfalls viel Glück. Blue Freedom ist sicher faszinierend, ich bin allerdings immer noch nicht von der Sinnhaftigkeit überzeugt.

  7. Hallo Rolf,

    vielen Dank für Deinen guten Kommentar! Dein Kommentar erweckt beim oberflächlichen Lesen den Eindruck, als hätten wir als Redakteuere eine falsche Leistungsberechnung durchgeführt, ich denke aber Du beziehst Dich auf den Kommentar eines Lesers!?
    Wir haben keine Berechnungen durchgeführt sondern intensiv getestet und daraus unsere Leistungskurve entwickelt. Ich denke diese Leistungskurve wird, mit der genannten Fehlertoleranz sicher auch durch Euch bestätigt werden können. Ich kann mir nicht vorstellen, dass 5 Watt Leistung (über den Akku gepuffert, denn nur so gehts) erreichbar sind. Wir haben bei 300 Umdrehungen wie gesagt ca. 1,8 Watt gemessen, wobei die Kurve nach oben eher abzuflachen scheint. Die Frage, warum mit 5 Watt geworben wird wenn diese (zumindest aus unserer Sicht) nicht in der Praxis zu erreichen sind, bleibt bestehen. Alternativ bitte ich um Angaben, bei welchem Gewässer die 5 Watt (über den Akku gepuffert) erreichbar sind. Ich reise dann gerne an um nachzumessen 🙂
    Auf die Verbesserungen sind wir gespannt und freuen uns, schön auch das sich der Hersteller hier meldet und auf Feedback eingeht!

  8. Lieber Tobias,

    Du hast absolut recht, das Schreiben war an Peter gerichtet und ich habe es auch wenige Minuten nach dem Versandt gleiche nochmal mit geänderter Anrede (und korrelierter Rechtschreibung) auf Deiner Seite geladen. Vielleicht kannst Du diesen zweiten Brief einlegen, damit es korrekt ist. Also, war etwas hektisch heute.
    Der Einwand von mir, dass die Berechnung von Peter einen Handwerklichen Fehler besaß der uns ausschauen ließ als wenn wir die Physik außer Kraft gesetzt hätten, den mußte ich einfach mal absetzen. Ansonsten war die Detailkenntnis von Peter z.B. über die Berechnung des Wirkungsgrads absolut beeindruckend. Richtig ist auch, dass wir noch nicht am Ziel unserer Träume angekommen sind.
    Also, wir stellen fest, die gewünschte Energie ist in der vermuteten Höhe tatsächlich im Fließgewässer enthalten und die angegebene Leistung ist absolut möglichen. Dass wir mit der aktuellen Version 1.1 diese Leistung leider nicht in Strom umgewandelt bekommen ist eine Tatsache die Du selber ausgemessen hast. Das Problem liegt jedoch nicht am Wasserstrom, nicht am Rotor, nicht am Getriebe, sondern an der Ladelektronik, die wir aus diesem Grunde derzeit nochmal mit hohem Aufwand neu entwickeln lassen (jetzt in Deutschland). Also, in der Version 2.0 die März 2017 erscheinen wird, gibt es Stand heute einen wahrscheinlich neuen Generator und sicher eine neue Elektronik, die dann die ersehnte Ladeleistung von 5 Watt auf die Akkus geben wird.
    Wenn wir die BF 2.0 fertig haben, laden wir Dich herzlich ein sie nochmal zu testen und am liebsten gemeinsam an unseren Testkanal in Oberbayern, denn hier gibt’s viele Bäche mit ordentlichem Wumms.

    Viele Grüße
    Rolf

  9. Zu meinem Kommentar folgende Berichtigung:
    – Leistungsbeiwert: cp max. = 0,59,  Ist-cp = ?  (0,45) Widerstandsfläche A = r*π*cp = 0,0141317
    – Leistung P = 1/2* A *v³ *ρ* η = 0,5*0,014* 1,26³*1000* 0,72 = 10,18 Watt; bei v =0,30 ist P = 0,14 W
     
    – Mindeste Fließgeschwindigkeit v = 1,26 m/s; Niedrigwasser v < 1,00 m/s
    Hele

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