Solarbetriebene Fahrradpumpstation

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Die solarbetriebene Fahrradpumpstation auf dem BTU Gelände

Bei diesem Projekt handelt es sich um eine autarke Kompressorstation, die sich durch ein Solarpanel selbst mit Strom versorgt. Die Fahrradpumpstation ist das erste Projekt des Fablabs Cottbus und wurde durch den Ideenwettbewerb der BTU Cottbus gefördert.

Idee

Das Fahrrad ist ein ökologisches Fortbewegungsmittel und wegen der kurzen Wege in Cottbus besonders interessant. Diese Aspekte sollen durch eine autarke Fahrradpumpstation gefördert werden, die an einem zentralen Ort auf dem Gelände der BTU installiert die Wartung des Fahrrads erleichtert. Somit ist die Fahrradpumpstation einerseits eine praktische Einrichtung und andererseits ein öffentliches Symbol für das Fahrradfahren und die dezentrale Energieversorgung - durch die Ausstattung mit Solarpanel, Akku und intelligenter Ladesteuerung.

Aufbau

Bei dem Bau der Station wurde überwiegend Schrott verarbeitet. Das Gehäuse ist z.B. das einer ausgedienten DDR Kreissäge und die Panelhalterung aus stählernen Kleiderstangen vom Sperrmüll. Gekauft wurde die Elektronik, der Kompressor und das Solarpanel. Weil bei einem öffentlich zugänglichen Gerät mit jeder Form der Nutzung gerechnet werden muss, wurde neben der Ladesteuerung eine Sicherheitselektronik verbaut, die den Aufbau vor Überhitzung schützt (12V-Betrieb, max. 20A). Der Kern der Elektronik ist ein Arduino Nano, der die Sensorik auswertet sowie die Nutzungsdaten der Station, Temperatur- und Batteriedaten über eine Bluetooth-Schnittstelle zur Verfügung stellt.

Schematik der Sicherheits- und Schaltelektronik

Als Basis diente ein Solarstromsystem der Firma Offgridtec:

Anlagenleistung 50W (erweiterbar)
Systemspannung 12V DC
Abmessungen Modul 650mm x 505mm x 30mm
max. Laststrom 10A
Zelltyp monokristallin
enhaltenes Zubehör 1,5m Batteriekabel (6mm²) mit 30A Sicherung, 8m Verbindungskabel (Solarmodul zu Laderegler)
Enthaltener Laderegler Steca PR 1010
Enthaltene Batterie Offgridtec© 51Ah / 12V AGM Solar Batterie
Batterie Typ AGM-Batterie
max. Strom (Imp) 2,81A
durchschnittlicher Tagesertrag 200Wh (erweiterbar)
Kapazität bei HR10 (C10) 50 Ah (5.0A,1.75V)
Kapazität bei HR20 (C20) 51 Ah (1.19A,1.75V)
Modulspannung (Vmp) 17,8V
Anschlussmöglichkeiten 12V/DC
Leistung (Pmax) 50W
Leerlaufspannung (Voc) 22,3V
Kurzschlussstrom (Isc) 3,03A

Da die Last des Kompressors die Leistungsgrenze des Ladereglers überschreitet, wurde eine eigene Mosfet-Steuerung gebaut (siehe Schaltplan Q2).

Ausrichtung

Der Idealfall ist eine südliche 30° Neigung des Solar-Panels.

Team

Die Fahrradpumpstation wurde in mehreren Etappen erbaut und hat somit eine Vielzahl von Erbauern, weswegen sie ein gutes Beispiel für den sozialen Charakter unseres Fablabs ist.