Pedelec-Brennstoffzelle T2

E-Bike, Pedelec, Elektrofahrrad
doran

Pedelec-Brennstoffzelle T2

Beitrag von doran » Donnerstag 26. Februar 2009, 20:03

Die Brennstoffzelle u das Pedelec ist ein interessantes Thema ( weil Neuland ). Sie wird den Zweirad / Fahrradmarkt drastisch verändern. Firmen die den Anschluß verpassen, werden sich aus dem Markt verabschieden müssen. Ob das so kommt ist nicht die Frage - nur wann u wie ? Dazu der Versuch einer Analyse:

Ich teile die Räder in 4 Gruppen ein - um Abgrenzungen zu ermöglichen.
1. Pedelec Stand. 250 W. - Serienfahrzeug - keine: Zulassung - Fahrerlaubnis - Versicher. -Helmpfl.
2. das S.-Pedelec bis 1000 W.- kein " mit: " mit " mit keine
3. das "Freestyl-Bike" ? kein " keine ? wirkungslos ?
4. das E.-Bike 500..2000 W. Serienfahrzeug mit " mit " mit mit

Manches wird zu klären sein u parallel wird der Gesetzgeber nach u nach Lücken schließen. (Grauzonen in Schwarz-Weiß verwandeln) So ist das S-Pedelec (speed) die neueste Schöpfung von EU-Recht, welches von den Mitgliedsstaaten übernommen wird. Eine "durchgängige" Gesetzgebung im Bereich Leichtmofa-Mofa-Moped-Kleinkraftrad besteht noch nicht - die Harmonisierung schreitet jedoch fort.
Heute beleuchte ich das Standard-Pedelec für Normalfahrer.
Das Standard-Pedelec krankt an der zu geringen mitgeführten Energie. 192 Wh. bei mir (ohne Zusatzakku) oder 480 Wh. bei meiner Frau sind zwar besser - aber verglichen mit der Saxo ( 1,7l x 11.000 W./liter x 15% = 2805 Watt.) Diesen 2805 W. (grob) stehen 153 W. oder 384W. bei 80% W.Grad-Radnabenmotor gegenüber. Das erklärt warum die Saxo einfach mehr "Dampf" hat, u bei Vielen beliebt ist (bei mir auch) - obwohl sie offiziell nur 20 kmh fährt, - aber nur auf dem Papier, u bei einigen "bescheidenen Zeitgenossen".

Die Lösung der Energieknappheit sind in erster Näherung natürlich größere Akkus. Da gibt es ein Optimum - überschreitet man das, so frißt das erhöhte Eigengewicht die zusätzliche Energie auf - man gewinnt kaum an Reichweite. Eigene Versuche mit Bleigel-Akkus haben mich dies erfahren lassen. Um Reichweite zu gewinnen, muß das Gewicht pro gespeicherter KWh.verringert werden, das schaffen auch Li-Ionen (160Wh./kg) u Li-Polymer (180Wh./kg) Akkus schon recht gut. Ihre Schwachstelle ist die zu geringe Lebensdauer ( ca. 5 Jahre), der schleichende Kapazitätsverlust u der hohe Preis, sowie Probleme bei Ersatz nach 5 Jahren, weil die Fertigung dieser "veralteten" Akkus
eingestellt wurde. Der "Gewichtsengpaß" schlägt auch auf den Fahrer durch. Die Saxo nimmt ein "paar Kilo" mehr nicht so übel. Das Normgewicht wird heute mit 80 Kg angenommen ( früher 75kg )
Wer also 100 kg auf die Waage bringt, braucht sich nicht wundern wenn er die angegebene Reichweite mit dem Pedelec nicht erreicht. Die Verkäufer reden nicht gerne drüber, aus Angst der Kunde springt ab. Die max. mitgeführte Energie liegt bei den E.-Schraubern um die 800 Wh.
( abgesehen v. Ausnahmen) Da wird machbar gemacht, was technisch geht, ohne Rücksicht auf Wirtschaftlichkeit. Nicht jeder will aber bis zu 800 Eur. für einen Akkusatz hinlegen (ich auch nicht) für 5-Jahre oder max. 500 Ladungen - dabei nimmt die Kapazität nach 2 Jahren schon langsam ab. Bedenkt man, was man für 800 Eu. an gebrauchter Saxo bekommt - erscheint das irre, soviel Geld
für ein "kurzes-Akkuglück" zu bezahlen - Saxos werden 20 Jahre alt, u laufen immer noch - bei guter
Wartung u Überwintern im Keller oder Schuppen / Garage.
Nehmen wir nun an, die Brennzelle kommt zu einem Preis von 500 - 1000 Eur. mit einer Leistung v. 50 W. daher. So groß wie eine Zigarrenkiste - Gewicht 1,5kg.( Annahmen sind dicht an der Realität) Würde man die kaufen? Was bekäme man für Vorteile? Wie Viele würden sie kaufen? (Marktvolumen) Vorteile: mit 50 W. Dauerleistung kann man 15kmh ohne G.Wind - gutes Rad - 80kg F.Gewicht, fahren. Heißt: der Fahrakku wird kaum leer, wenn der Fahrer mit 50..60 W. selber tritt.
Die Brennzelle kann den Akku nachladen. Fährt man mit 20 kmh. braucht man 100 W. (grob) 50 W. aus der Brennzelle u 50 W. aus dem Akku - Heißt: die Reichweite pro Akkuladung bei 20 kmh ( für Radtouren genug) wird durch eigene Ausdauer 50 W.-treten u 50 W.-Brennzellenstrom--Methanol
begrenzt. 50 W.treten stellt nichts dar - schafft Jeder. Setzt man Methanol mit 8000 W./liter an,
x 30% W.Grad = 2400 Wh. Fährt man 6h = 6 x 50 W. = 300 W. benötigte Brennzellenleistung, das
wäre mit 125 ml. Methanol zu machen. 1/8 liter Methanol für einen Sonntagsausflug - 6h fahren mit
20 kmh bei eigener Tretleistung von "schlappen" 50 Watt. Damit kann man 60km hin u 60km zurück fahren. Für "Normal-Spazierfahrer" sicher eine verlockende Möglichkeit. Wer ein paar Euro übrig hat, wird da wohl zugreifen. Verändern sich die angenommen Parameter wie G.Wind - Steigungen - Fahrergewicht - Rollwiderstand /Rad wird sich die Strecke verändern. Ob man den Leistungsgewinn für die Reichweite, die Reisegeschwindigkeit oder die Unterstützung benutzt, bleibt jedem Nutzer freigestellt. Dieser "Spaß" kostet dann 500..1000 Euro - zu Beginn ( angenommen)
Lohnt sich das? Einige werden sicher ja sagen - Andere nein. Spielt man dieses Scenario mit angenommenen 75 W. Brennzellen-Leistung - bei gleichem Preis durch, sagen sicher mehr ja zur Brennzelle. (positiver Rückkopplungseffekt) Die Sache wird zum Selbstläufer. Sinnvoll ist es, nicht das erste Modell zu kaufen, sondern etwas zu warten - auch wenn es schwerfällt . Daraus folgt, mit zunehmend besserem Preis-Leistungsverhältnis gibt es immer mehr Kunden auf dem Markt, die dann die hohen Entwicklungskosten refinanzieren.

Zu erwarten ist, daß die ersten Brennzellen zwischen 30 u 100 W. liegen, die auf den Markt kommen. Kommen die Brennzellen aus dem "Laptop-Lager" werden sie auf höchstens 24 V aufgebohrt werden Laptops laufen von Hause aus mit 5 V. Im "Energieversorgungslager" arbeitet man gerne mit 48V
oder 60V. das würde Pedelecs mit 36V oder 48V begünstigen. Jeder Hersteller versucht zu Beginn die Br.Zelle so wenig wie möglich "umzustricken" u original zu belassen. In der Praxis kämen bescheidene Fahrer schon mit einer 30 W. Br.Zelle aus. Dadurch daß sie kontinuierlich lädt - auch wenn man steht - das Rad kurz abstellt, oder im Gartenlokal Kaffee u Kuchen genießt, immer füllt sie den Akku auf . Setzen wir eine Sonntagstour mit 6 h. an, so käme für Leute mit "kleinem Akku"
( 192Wh. ) wie ich, doch noch eine Reichweitenverdoppelung heraus.
Alternativ kann man natürlich auf gleicher Strecke die Unterstützung erhöhen.
Speziell fürs Standard-Pedelec entwickelte Br.-Zellen wird es anfangs nicht geben. Nach meiner Einschätzung werden Brennzellen für Laptops ( 25 W. ) etwas "aufgebohrt" u modifiziert auf 30..40W als Erstes für Pedelecs zur Verfügung stehen. Hier wird weltweit das Meiste an Forscherkapazität u Geld eingesetzt. Laptops sind ein Riesenmarkt u damit Absatzmöglichkeit für Mikrobrennzellen .
Das schafft die Möglichkeit eines bezahlbaren Preises. Brennzellen-Hersteller von größeren Geräten gehen nicht unter 250 W. (soweit mir z.Zeit bekannt) Da sie aber nicht annähernd solche
Stückzahlen erreichen, werden sie wohl noch lange fürs Pedelec zu teuer bleiben. Größere Leistung lockt einerseits Kunden an - bremst aber "Kaufschwache" aus - da haben die Marketingleute Arbeit
um ein Optimum zu finden. Inwieweit es eine Abhängigkeit von Preis u Leistung in der Mikroklasse bis 100 W. gibt, muß sich zeigen. Ob das Gewicht proportional zur Leistung steigt weiß man auch nicht. Solche Fragen werden später wichtig werden - zunächst nicht, da sind die "Wartenden" zunächst froh eine Möglichkeit zum Nachladen während der Fahrt zu erhalten. Mit steigender Br.Zellenleistung können dann die Akkus wieder kleiner werden. Sie werden dann nach u nach eine Pufferfunktion übernehmen. Stellt man sich Br.Zellen von 250 W. vor, kommt die Frage, geht das ohne Akku? Heißt: wie groß /klein ist der dynamische Innenwiderstand der Zelle? Reicht das zum
Anfahren ? oder am Berg. Wären hochkapazitive "Goldcap"- Kondensatoren als Puffer ausreichend? (Werden in Kraftfahrzeugen mit "Riesen-Audio-Verstärkern" verwendet) Braucht die Br.Zelle einen nachgeschalteten Regler - oder reicht die Stabilität im Fahrbetrieb? Mehr Fragen werfe ich nicht auf um Niemanden zu verunsichern. Wenn der Forumsleser erkennt, daß die Dinge am Anfang stehen u auf Jahre noch mit Kinderkrankheiten zu rechnen ist - reicht das.

Zunächst läuft die Um /Aufrüstung schleppend an - die "Technik-Pioniere" kaufen die Dinger, - Preis
fast egal, u fahren los. Dafür ernten sie staunende Blicke u können den "fragenden - Nichtwissern"
ihr "neues Gerät" erklären - das hat was ! Danach rennen die "ehemaligen-Nichtwisser" in die
Fahrradläden u wollen "auch so ein Ding". Dieser Prozeß zieht sich erfahrungsgemäß über 3 Sommer
hin ( Fachausdruck: Markteinführung ) Danach wundert man sich, daß man auch ohne Brennzelle, nur mit Akku fahren konnte. Solche zur Serienreife entwickelten Br.Zellen wird man weiter modifizieren um sie im Pedelec einzusetzen. Nach u nach werden diese Br.Zellen dann den Bedürfnissen des Pedelecs angepaßt. Sie "mutieren" im Laufe der Zeit zu speziellen Pedelec-Brennstoffzellen - mit Eigenschaften dem Pedelec angepasst, das dauert aber Jahre. Offen ist ferner der Betriebsstoff. Vieles spricht für Ethanol ( Brennspiritus) oder Methanol - verdunstet weniger u ist billiger. Schaut man genauer bei den Firmen hin, sieht man daß für mobile Anwendung die Methanol-Zelle den Anfang machen wird, bei der Einführung.
Denkbar sind aber später auch Benzin - Diesel - Petroleum - Propanol - Butanol - u.s.w. aber erst als 2. oder 3. Generation. Wasserstoff nur wenn einige Probleme gelöst sind , siehe Bericht - T1
Oft gewinnt nicht das technisch beste System, sondern das mit größerer Verfügbarkeit - besserer Service - Ersatzteil-Sicherheit - Verkaufspreis (subventioniert oder nicht)
Das erste Brennstoffzellen-Pedelec in der Preisklasse 2500..2800 Eu. vermute ich im Sommer oder Herbst 2009. Wahrscheinlicher ist aber 2010. Parallel wird es wohl auch eine Nachrüst-Brennzelle geben. Ob sich das lohnt, ist äußerst schwierig - sicher nicht bei einem billigen "Discounter-Pedelec" . Da eine Grenze ziehen ist unmöglich - letztlich eine "Gewissensfrage" . Wer gerne experimentiert wird wohl zugreifen u stolz als Erster mit einem "aufgemotzten" Pedelec sich unter die "Sonntagsfahrer" mischen. Natürlich lernt man nur durch "machen," - wer also die Materie lernen
will, muß kaufen u werkeln - das wird dann Erfolg u Mißerfolg nach sich ziehen, aber auch Selbst
vertrauen u "Durchblick". Sich mit Gleichgesinnten in einer Gemeinschaft (z.B. Forum) "kurz-zu-schließen," ist dabei Jedem zu raten! Im Laufe der Zeit mutieren diese Leute dann zum "Brennstoffzellen-Pedelec- Spezialisten". Ideal wäre, wenn sich "Mechaniker" u "Elektroniker" wechselseitig helfen / ergänzen.
Ich ende heute hier um nicht zu überziehen, Gruß Doran

Sparky

Re: Pedelec-Brennstoffzelle T2

Beitrag von Sparky » Freitag 27. Februar 2009, 22:53

Hallo,
wenn es erstmal Brennstoffzellen gibt, dann macht der Akku bald keinen Sinn mehr.
Dann besser eine größere Brennstoffzelle nehmen und den schweren Akku ganz weglassen.

Kleine Korrektur: Ethanol siedet höher als Methanol und verdunstet darum auch langsamer.
Teilweise die Einheiten für die Leistung (Watt, W) und für die Energie (Wattstunden, Wh) ungenau verwendet.
Trotzdem ein guter Beitrag - wollen wir hoffen, dass die Brennstoffzellen bald kommen...

Grüße - Sparky

Saxorotti

Re: Pedelec-Brennstoffzelle T2

Beitrag von Saxorotti » Samstag 28. Februar 2009, 03:20

dann brauchen wir nur noch spielkarten in die speichen klemmen um etwas sound zu haben um noch so etwas wie fahrspass zu empfinden :mcgreen:

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Re: Pedelec-Brennstoffzelle T2

Beitrag von Urban » Samstag 28. Februar 2009, 09:15

Für 2 Räder ist die Brennstoffzelle meiner Meinung nach dummes Zeug, selbst verkapselt ist dann ein sparsamer Otto oder warum nicht ein Dieselwinzling besser,
gab schon mal ein Testmoped mit Diesel das verbrauchte 1 Liter auf 300 km .

Dann doch lieber so ein Rad

http://www.kiel-unter-volldampf.de/damp ... dspith.php



Dampfende Grüße
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Saxorotti

Re: Pedelec-Brennstoffzelle T2

Beitrag von Saxorotti » Samstag 28. Februar 2009, 11:09

testen würde ich ein brenstoffzellen rad schon gerne. das dampfrad ist schon ne geile sau muss ich sagen. kannte ich noch nicht. es gibt so schöne kleine viertakter von honda die drehen schön schnell hoch und brummen schön sowas wärs doch.

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Re: Pedelec-Brennstoffzelle T2

Beitrag von Sporti » Samstag 28. Februar 2009, 11:14

Hallo Urban,
es geht doch auch darum, die vorhanden Gesetze auszutricksen.
Ein Pedelec mit Elektromotor ich immer noch ein Bedelec, egal wie während der Fahrt die Batterie aufgeladen wird.
Könnte sogar ein stinkender Zweitakter sein.
Ein Pedelec mit einer zusätzlichen Brennstoffzelle von 50 Watt Leistung, lädt die Batterie immer nach, auch wenn man das Rad abstellt.
Morgens zur Arbeit - Accu leer, abends wieder voll, ab nach Hause. So ein Pedelec würde damit Fahrradtouren-Reisetauglich sein, da man auf keine Steckdose angewiesen ist. Ist der Accu leer, macht man halt eine Pause.
Und wenn im Zelt mal Langeweile aufkommt, kann man bedenkenlos einen Fernseher oder Laptop anschließen, ohne Angst zu haben daß am anderen Morgen nix mehr geht. Und hat trotzdem den Accu voll.
Ich fände es nicht schlecht eine Sicherheit zu haben: Ich komme mit dem Rad immer mit Motorkraft nach Hause.
Dauert nur halt was.

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Re: Pedelec-Brennstoffzelle T2

Beitrag von Urban » Samstag 28. Februar 2009, 19:26

HI Sporti,

als Gesetzeslücke finde ich das OK...ich bin auch nicht generell gegen Elektroräder oder Pedelecs......es kommt halt immer auf den Verwendungszweck an. Für meine Gewichtsklasse aber ungeeignet, jedenfalls meine beiden Markenräder waren echt Mist...
30- 40 km Reichweite entpuppten sich als echte 12 km Reichweite, selbst mit einem 2.Akku eine klägliche Reichweite.

Habe gerade eine Fernsehsendung über Neue Akku Techniken gesehen...es soll noch 20 Jahre dauern bis es wirklich gute Akkus geben wird....allerdings wird zB ein Auto Akku Satz soviel Kosten wie ein Smart.


Es gab mal eine ehemals DDR Entwicklung , dort hatte das Rad einen Akku, aber man betrieb das Rad mit einem Generator mit Pedalen. Man trat also in die Pedale und erzeugte so den Strom zum Fahren, der Akku half beim schnellen Anfahren.........

Angeblich waren Geschwindigkeiten bis 100 kmH möglich


Das Rad wäre aber so teuer wie ein Kleinwagen gewesen und wurde wohl deshalb nicht gebaut.


Elektronische Grüße
Urban
herzliche Zweiradgrüße
Urban


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Re: Pedelec-Brennstoffzelle T2

Beitrag von Alpenflitzer » Sonntag 14. Juli 2019, 09:07

Ich glaube, der Verfasser des Artikels hat doch sehr wenig Ahnung was ein Brennstoffzellenantrieb heisst. :-X
Zuvorderst müsste das Fahrrad einen Hochdrucktank für mindesten 1/2 Liter Wasserstoff haben. Alleine um diesen zu betanken wäre ein Gerät nötig, das soviel kostet wie ein Ferrari. Desweiteren wird kein Gesetz die Verwendung eines solchen kleinen Tanks am Fahrrad erlauben wegen der Explosions- und Brandgefahr. Dan wäre ein Motor nötig, der den Wasserstoff als Antrieb für einen E-Generator mit Akuu verwendet. Von diesem Akku ginge dann der Strom zum Radantrieb. O-)
Hey! Geht es noch komplizierter? :/

Eine Motorsaxonette betrieben mit E-Fuel ist die Zukunft. E-Fuel kostet z.Zt. noch 4.30 pro Liter und ist nicht nicht überall erhältlich. Wenn der Treibstoff in großem Stil produziert wird, dann wird der Preis sinken.
Also, bleibt besser beim Akku. Ich bin vor 15 Jahren schon mit einem E-Bike gefahren. Der Akku waren zwei kleine Bleiakkus. Höchstgeschwindigkeit 45 km/h, Reichweite 45 km, Ladezeit 6 Stunden. Da bleibe ich doch bei der Zweitakt- Saxonette. 8-)
Einen grünen Gruß aus dem Salzkammergut vom Alpenflitzer

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Re: Pedelec-Brennstoffzelle T2

Beitrag von Sporti » Sonntag 14. Juli 2019, 10:48

Mehr als 50 Watt braucht so eine Brennstoffzelle nicht zu leisten..
Und dieser Doran hatte Ahnung, ein absoluter Experte auf dem Gebiet der Elektrofahrräder , damals 2009.
Schade dass er lange nicht mehr schreibt.
Aber schau mal hier:
https://www.fritz-berger.de/artikel/efo ... bac6b67672
Scheint Deine Äußerungen ziemlich zu wiederlegen.

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Re: Pedelec-Brennstoffzelle T2

Beitrag von Alpenflitzer » Sonntag 14. Juli 2019, 18:33

Hallo Sporti, ich bewundere immer Deine Videos, die prima sind. Nur bei der Brennstoffzellen sieht das anders aus. Was Du da siehst in der Anzeige ist nur ein Stromaggregat, sonst nichts. Du kannst dieses Aggregat nicht so klein machen, dass das auf einer Pedelc zu transportieren wäre. Überdies wäre die Gefahr der Wasserstoffpatrone viel zu groß für den Strassenverkehr. Ich habe selbst bei den U-Booten an den Brennstoffzellen als Unterlieferant mitgearbeitet und dort funktioniert es. Ein U-Boot der Marine mit Brennstoffzellen fuhr getaucht von Kiel bis Portugal. Das wird fürs Pedelc nicht machbar sein. *THUMBS DOWN*:
Deshaslb E-Fuel ist die Lösung. Keine Kosten zum Umbau und weiter geht es mit bewährter Technik. Oder willst Du irgendwo in der Walachei dann jemand fragen " hast mal ne E-Ladung für mich, ich komme nicht weiter?" :'( Da hole ich mir lieber nen Liter E-Fuel in Zukunft.
Grüße aus den Bergen. :trinken:
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