Solarbetriebene Fahrradpumpstation: Unterschied zwischen den Versionen

Aus fablab Cottbus
Zur Navigation springen Zur Suche springen
 
(33 dazwischenliegende Versionen desselben Benutzers werden nicht angezeigt)
Zeile 1: Zeile 1:
[[Datei:Fahrradpumpstation.jpg|300px|miniatur|Mikrocontroller selbst programmieren]]
+
[[Datei:Fahrradpumpstation Standort.JPG|300px|miniatur|Die solarbetriebene Fahrradpumpstation auf dem BTU Gelände]]
 
<onlyinclude>
 
<onlyinclude>
 
Bei diesem Projekt handelt es sich um eine autarke Kompressorstation, die sich durch ein Solarpanel selbst mit Strom versorgt.
 
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 B-TU Cottbus gefördert.
+
Die Fahrradpumpstation ist das erste Projekt des Fablabs Cottbus und wurde durch den Ideenwettbewerb der BTU Cottbus gefördert.
 
</onlyinclude>
 
</onlyinclude>
  
 
== Idee ==
 
== Idee ==
Das Fahrrad ist ein ökologisches Fortbewegungsmittel und wegen der kurzen Wege in Cottbus besonders interessant. Diese Aspekte sollten durch eine autarke Fahrradpumpstation gefördert werden, die an einem zentralen Ort auf dem Gelände der B-TU installiert die Wartung des Fahrrads erleichtern sollte. 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.
+
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 ==
 
== Aufbau ==
Bei dem Bau der Station wurde überwiegend Schrott verarbeitet. Das Gehäuse ist z.B. das einer ausgedienten DDR Kreissäge, die Panelhalterung aus stählernen Kleiderstangen vom Sperrmüll und der Taster zur Betätigung der Anlage von einer Elektronik-Spende eines großen Energiekonzerns. Gekauft wurde nur die Elektronik, der Kompressor und das Solarpanel.
+
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.
Einzelheiten zum Aufbau folgen.
+
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.
 +
[[Datei:Pumpstation sch.jpg|none|300px|miniatur|Schematik der Sicherheits- und Schaltelektronik]]
 +
Als Basis diente ein [https://www.offgridtec.com/komplettsysteme/solaranlagen-autark/50-watt-solar-set-big-s-50w-50ah-12v.html 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 ==
 
== 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.
 
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.
  
{{Spalten|300px}}
+
== Standort ==
[[Datei:Fahrradpumpstation_1.JPG|300px|miniatur|1]]
+
Die Station steht auf dem BTU-Gelände. Hier die genaue Position: http://osm.org/go/0MlLVVW~H?m&node=1628927045
[[Datei:Fahrradpumpstation_2.JPG|300px|miniatur|2]]
+
[[Datei:Fahrradpumpstation standort.png|left|300px|miniatur|Position der Station]]
[[Datei:Fahrradpumpstation_3.JPG|300px|miniatur|3]]
+
<br clear=all>
[[Datei:Fahrradpumpstation_4.JPG|300px|miniatur|4]]
 
[[Datei:Fahrradpumpstation_5.JPG|300px|miniatur|5]]
 
  
[[Datei:Fahrradpumpstation_7.JPG|300px|miniatur|7]]
+
== Fotodokumentation ==
{{Spalten Ende}}
+
<gallery>
 +
Datei:Fahrradpumpstation_1.JPG|
 +
Datei:Fahrradpumpstation_2.JPG
 +
Datei:Fahrradpumpstation_3.JPG|
 +
Datei:Fahrradpumpstation_4.JPG|
 +
Datei:Fahrradpumpstation_5.JPG|
 +
Datei:Fahrradpumpstation_7.JPG|
 +
</gallery>

Aktuelle Version vom 29. Mai 2017, 21:09 Uhr

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.

Standort

Die Station steht auf dem BTU-Gelände. Hier die genaue Position: http://osm.org/go/0MlLVVW~H?m&node=1628927045

Position der Station


Fotodokumentation