Hand crank generator met supercapacitor maken

[Henk88]

Beste Preppers,

Ik ben voor mijn EDC rugzak nog steeds op zoek naar een compacte oplossing om zelf stroom op te wekken. Daarbij vind ik een zonnepaneel niet ideaal omdat ook opvouwbare zonnepanelen niet heel compact zijn en je bovendien s'avonds en s'nachts geen stroom kunt opwekken. Ik heb ook een kleine 5v windturbine maar deze is net als het zonnepaneel niet heel compact en je kunt geen stroom opwekken als het niet hard waait. Een flinke powerbank is ook een optie maar je kunt nog steeds zelf geen stroom opwekken en mijn ervaring is dat powerbanks zwaar zijn en langzaam leeglopen en dat je dan net als je de powerbank nodig hebt met een lege of bijna lege powerbank zit.

Een hand crank generator zonder accu leek me daarom toch een interessante optie maar dit heeft twee belangrijke nadelen. De meeste hand crank generators die ik kan vinden via Google zijn van slechte kwaliteit, vaak wekken ze weinig stroom op en zijn ze niet erg stevig gemaakt. Daarnaast levert een hand crank generator enkel stroom als je de zwengel gebruikt wat onhandig kan zijn als je een serieuze hoeveelheid stroom op wilt wekken omdat het een gedoe is met slingeren maar ook omdat je niet echt veel minder of meer stroom kunt opwekken dan het verbonden apparaat nodig heeft.

Nu vond ik echter een interessante oplossing, namelijk een handcrank verbonden met een supercapacitor. Een supercapacitor heeft een veel langere levensduur dan een batterij en is minder brandbaar en minder gevoelig voor wisselende temperaturen. Bovendien kan een supercapacitor dienen als buffer voor de handcrank. Zo kun je bijvoorbeeld 2 minuten lang stroom opwekken op 12 volt om op 12 volt geschakelde supercapacitors op te laden en daarna de supercapacitors gebruiken met een step down converter om een paar minuten je telefoon of zaklamp op te laden op 5 volt. Zo is het een stuk minder gedoe om voldoende stroom op te wekken met de handcrank en kun je bovendien de hand crank ook gebruiken voor 12 volt toepassingen zoals bijvoorbeeld het opladen van een auto accu. Dit zal alsnog best wat tijd kosten maar het is handig dat het kan in een noodgeval.

Nu kan ik helaas geen kwalitatieve handcranks vinden met een supercapacitor maar ik vond wel enkele hobbyprojecten.
Een filmpje van iemand die een hand crank generator maakt van een oude stuurbekrachtiging motor

Een filmpje en uitleg van iemand die het concept uitlegt van een hand crank verbinden met een supercapacitor
https://www.instructables.com/How-to-charge-a-super-capacitor-using-a-hand-crank/

Nu begrijp ik hoe het principe werkt maar mijn kennis van weerstanden, DC motoren en tandwielen is beperkt. Daarbij is het assortiment van bijvoorbeeld DC motortjes erg groot. Ik vroeg me af of iemand hier wellicht tips heeft wat voor onderdelen geschikt zouden zijn voor dit project.

Ik ben op zoek naar een degelijke, compacte 12 volt motor met een laag toerental, een geschikte supercapacitor en een geschikte diode. Tandwielen kan ik eventueel zelf 3d printen. Ik kan de resultaten en eventuele designs van de tandwielen delen in dit topic zodat anderen dit project wellicht ook kunnen maken.

 

[martin]

Nu vond ik echter een interessante oplossing, namelijk een handcrank verbonden met een supercapacitor.

Zeg me dat je een grap probeert te vertellen en je dit niet serieus meent.

Als het geen grap is dat zou ik adviseren om toch nog even terug te denken aan de lessen natuurkunde en vooral het stukje:

https://nl.wikipedia.org/wiki/Wet_van_behoud_van_energie

En pak ook nog even de lessen wiskunde erbij en doe de rekensom hoeveel uren je aan dat ding zou moeten draaien om (ik noem maar wat) een accupack op te kunnen laden.

De constructie van het device ziet er prima uit, dat is niet het punt. De vraag die je jezelf in mijn ogen eerst zou moeten stellen is hoeveel tijd je nodig denkt te hebben om een autoaccu op te laden met deze handcrank?
Als je dan uitkomt dat je 34 dagen aan die zwengel moet gaan draaien en dan ook nog zonder een pauze, hoe kom je dan op deze oplossing?
Of heb jij een andere uitkomst en heb ik een rekenfout gemaakt?

Een zonnepaneeltje lijkt me toch echt wel iets verstandiger.

 

[joepmeloen]

Heb je al bij ome ali gekeken?

Ik heb een radio hand crank ding voor toen dertijd 8,99,- is echt een top ding zit ook een lampje op en in de volle zon (zonnepaneeltje) hoef je niet te slingeren om radio te luisteren. Je kan er een usb stekker in stoppen om je usb aparaat mee op te laden met de slinger of het zonnepaneel en je kan de radio ook gewoon opladen via usb en dan is het een soort van powerbank.

Zal link effe opzoeken.
https://s.click.aliexpress.com/e/_EHkEZn7

wauw wat is Ali duur geworden...

 

[Henk88]

Zeg me dat je een grap probeert te vertellen en je dit niet serieus meent.

Een iets constructievere reactie mag wel hoor. Er zijn zat hand cranks te koop en ook generators met voetpedalen en die werken prima en je ziet ook een voorbeeld van een werkend apparaat in het Youtube filmpje dus waarom zou ik een grap maken? En ja, een apparaat opladen met een hand crank is meer gedoe dan met een zonnepaneel maar daar staat tegenover dat je niet afhankelijk bent van zonlicht. Ik vind dat een voordeel als ik bijvoorbeeld s'nachts een keer met een lege batterij ergens sta.

Dan wat betreft de berekening. Ik lees op diverse plekken via Google dat een handcrank tussen de 5 en de 15 watt genereert. Dat gaat echter om vrij goedkope exemplaren met inefficiente tandwielen en langdurig zwengelen waarbij de gemiddeld opbrengst van de energie omlaag gaat. Als je een constructie neemt met efficiente tandwielen en een supercapacitor waardoor je korter kan zwengelen met een maximale opbrengst kun je voor kortere tijd een opbrengst genereren van 30 tot 60 watt volgens schattingen die ik tegenkom. Mijn telefoonbatterij heeft een capaciteit van 5000 mAh op 3.85 volt en dat komt neer op 19.2 Wh. Dat betekend dat je in 20 tot 40 minuten die telefoon 100% kan opladen. Ja er komen nog verliezen bij door het omzetten van de energie maar je hoeft de telefoon in een noodgeval ook niet volledig op te laden.

Een supercapacitor van 100F van 2.7 volt heeft volgens het onderstaande filmpje een praktische capaciteit van 48 mAh met een restvoltage van 0,7 volt. Als je kiest voor 200F exemplaren en er 6 schakelt heb je dus ongeveer 600 mAh aan capaciteit. Die 600 mAh op 1,7 volt gemiddeld is ongeveer 1 Wh. Dat betekend dat je met 1 tot 2 minuten intensief zwengelen de supercapacitors kunt opladen en daarna je telefoon 5% kunt opladen. Dat betekend dat je met 4x 1 tot 2 minuten intensief zwengelen je telefoon 20% kunt opladen. Ik vind dat acceptabel. Er komen misschien nog verliezen bij maar ook 5 of 6x 1 tot 2 minuten zwengelen vind ik nog acceptabel.

Wat betreft de autobatterij moet je zeker geen 34 dagen zwengelen. Mijn auto batterij is 528 Wh en om de auto te starten heb je minimaal 40% lading nodig, waarschijnlijk iets meer. Dat is iets meer dan 200 Wh, volgens bovenstaande berekening zou dat ongeveer 10x zo lang duren als de telefoon opladen, dus 200 tot 400 minuten intensief zwengelen en het is iets langer nog waarschijnlijk als je verliezen meerekent. Ik geef wel toe dat dit onpraktisch is maar het is zeker geen 34 dagen.

Het is echter geen probleem omdat er geen noodzaak is om de batterij op te laden als je een auto wilt starten. Wat je wilt is een laadstroom met een hoog ampèrage zodat de startmotor voldoende stroom heeft. Daarvoor is een stuk minder stroom nodig dan om de accu op te laden. Je kunt bijvoorbeeld auto's al starten met een supercapacitor, bijvoorbeeld deze. https://www.hbm-machines.com/nl/p/hbm-1600amp-ultra-capacitor-jumpstarter-snelstartsysteem. Deze supercapacitor heeft een laadtijd van 40 minuten met een 5V 2A USB aansluiting, dus met 30% verliezen meegerekend is 10 Wh genoeg voor deze supercapacitor. Dat betekend dus dat je met 10 tot 20 minuten intensief zwengelen voldoende stroom hebt om deze jumpstarter te gebruiken. Het gaat dan wel om zeer intensief zwengelen dus waarschijnlijk moet je even pauze nemen maar met 30 minuten moet het toch wel lukken, dat is niet ideaal maar vind ik wel acceptabel omdat batterijen en hele hete of juist koude auto's niet zo'n goede combinatie zijn.

Het zou natuurlijk kunnen dat mijn berekening niet klopt maar dan zou ik het waarderen als je inhoudelijk zou willen aangeven waarom de berekening niet klopt.

Heb je al bij ome ali gekeken?

Ik heb een radio hand crank ding voor toe dertijd 8,99,- is echt een top ding zit ook een lampje op en in de volle zon (zonnepaneeltje) hoef je niet te slingeren on radio te luisteren. Je kan er ee usb stekker in stoppen om je usb aparaat op te laden met de slinger of het zonnepaneel en je kan de radio ook gewoon opladen via usb en dan is het een soort vsn powerbank.

Zal link effe opzoeken.
https://s.click.aliexpress.com/e/_EHkEZn7

wauw wat isnl ali duur geworden...

Bedankt voor de tip, ik heb al 2 van die radiootjes maar de hoeveelheid stroom die je ermee kunt opwekken is erg beperkt en je bent afhankelijk van batterijen die ook nog van niet al te goede kwaliteit zijn.

 

[JJ&A]

Ik vraag me af waarom worden er nog geen oplaatbare accu's in de vorm van AAA, AA en A batterijen gemaakt met de supercapacitor???
Ze hebben toch grote voordelen als ik dat zo zie.

En kunnen ook zo gemaakt worden dat ze 1,5 volt zijn in plaats van 1,2 volt zodat je met meerdere accu's net te weinig voltage hebt zodat de LED lampen zwakker brand dan met alkaline batterijen.

 

[Henk88]

Ik vraag me af waarom worden er nog geen oplaatbare accu's in de vorm van AAA, AA en A batterijen gemaakt met de supercapacitor???
Ze hebben toch grote voordelen als ik dat zo zie.

En kunnen ook zo gemaakt worden dat ze 1,5 volt zijn in plaats van 1,2 volt zodat je met meerdere accu's net te weinig voltage hebt zodat de LED lampen zwakker brand dan met alkaline batterijen.

Het probleem van een supercapacitor is dat ze slecht lading behouden, ze lopen snel leeg. Daarnaast is een supercapacitor vrij groot en relatief duur. Ze hebben echter wel veel potentie voor gebruikstoepassingen zoals bijvoorbeeld een buffer voor zonnepanelen waarbij je de stroom van overdag gelijk s'avonds gebruikt of zoals hierboven een buffer voor bijvoorbeeld een generator.

Zeker bij een handgenerator is het een interessante toepassing omdat het een stuk lastiger is om een half uur lang een bepaalde gecontroleerde beweging te maken dan het is om 1 of 2 minuten op volle kracht een bepaalde beweging te maken.

Ik zag daarbij ook dat er nog een lichtere versie is van de supercapacitator jumpstarter die maar de helft van de energie nodig heeft vergeleken met de jumpstarter waar ik eerder naar linkte. https://www.hbm-machines.com/nl/p/hbm-900amp-ultra-capacitor-jumpstarter-snelstartsysteem. Ik denk dat het hiermee mogelijk moet zijn om in 5 tot 10 minuten voldoende stroom te genereren om een kleine auto te starten.

Wel is het nodig om de supercapacitors in serie te schakelen in plaats van parallel om zo de hogere laadstroom van 30 tot 60 watt die je genereert te kunnen verwerken.

 

[martin]

Ik denk dat het hiermee mogelijk moet zijn om in 5 tot 10 minuten voldoende stroom te genereren om een kleine auto te starten.

Ik heb het nogal druk anders had ik graag die rekensom voor je willen aanpassen hoe ik op die 34 dagen uitkom.
Dat is wel gebaseerd op een volledige lading van een accu type 60Ah en die zou dan op 720 Wh uitkomen, maar volgens mij maak je een rekenfout omdat je rekent met de output van de supercapacitor terwijl je moet rekenen met de inkomende spanning tijdens het opladen.
Kijk anders dat filmpje nog eens terug op het punt dat hij die telefoon gaat opladen. Hij heeft hiervoor flink lang moeten draaien voordat hij die spanning kreeg. Je moet dan (in mijn ogen) rekenen met de inspanning die nodig is om dat punt te bereiken en hij zal veel sneller de boel leegtrekken dan jij kunt opladen. Dit is dan nog maar een accu van een telefoon.

Maar je kunt een (oude) auto ook "gewoon" starten door hem aan te duwen. Of als je zeker weet dat je accu niet sterk genoeg is hem te herstarten dan kun je de auto op een heuvel parkeren (flinke heuvel, minimaal 20% helling gok ik) zodat je hem zonder extra hulp kunt starten door hem van de handrem te halen koppeling intrappen, in zijn 2e versnelling zetten en koppeling loslaten.

 

[Henk88]

Ik heb het nogal druk anders had ik graag die rekensom voor je willen aanpassen hoe ik op die 34 dagen uitkom.
Dat is wel gebaseerd op een volledige lading van een accu type 60Ah en die zou dan op 720 Wh uitkomen, maar volgens mij maak je een rekenfout omdat je rekent met de output van de supercapacitor terwijl je moet rekenen met de inkomende spanning tijdens het opladen.

Het komt op hetzelfde neer, in mijn rekensom is 30 Wh output uit de supercapacitor dezelfde 30 Wh die ik erin stop door te zwengelen. Dat is niet helemaal eerlijk omdat er wel wat verliezen zijn maar dat heb ik ook benoemd in mijn post. Een accu van 720 Wh opladen zal inderdaad vele uren kosten maar dat is niet nodig. Het gaat mij erom dat ik een compacte noodstroomvoorziening heb die niet afhankelijk is van batterijen, het tijdstip van de dag of het weerbericht en niet gevoelig is voor slijtage, brand of temperatuurwisselingen die ik kan gebruiken voor mijn smartphone, mijn zaklamp en eventueel een noodradio of het starten van een auto.

Kijk anders dat filmpje nog eens terug op het punt dat hij die telefoon gaat opladen. Hij heeft hiervoor flink lang moeten draaien voordat hij die spanning kreeg. Je moet dan (in mijn ogen) rekenen met de inspanning die nodig is om dat punt te bereiken en hij zal veel sneller de boel leegtrekken dan jij kunt opladen. Dit is dan nog maar een accu van een telefoon.

Het duurt juist helemaal niet lang, in het filmpje is niet duidelijk hoe lang hij draait voor een spanning van 5 volt maar het duurt slechts 8 seconden voor hij de spanning heeft verhoogd van 0 naar 2 volt, ik vind dat behoorlijk snel. Daarbij genereer je juist meer energie dan de telefoon kan opladen. Een telefoon laad normaal op met 5V 1A of 5V 2A, dat komt neer op 5 tot 10 watt. 30 tot 60 watt genereren met de hand crank is 6 tot 12x zoveel als wat de telefoon kan opnemen en de reden dat je de supercapacitors gebruikt. Een bijkomend voordeel is dat 1 minuut zwengelen op hoge snelheid een stuk prettiger is dan 6 tot 12 minuten zwengelen op een lager tempo voor dezelfde hoeveelheid energie.

 

[petroman]

Loopt naar de kast, trekt la open, en kijkt naar 70jaar oude knijpkat .....

 

[martin]

Het duurt juist helemaal niet lang, in het filmpje is niet duidelijk hoe lang hij draait voor een spanning van 5 volt maar het duurt slechts 8 seconden voor hij de spanning heeft verhoogd van 0 naar 2 volt, ik vind dat behoorlijk snel.

Ik ga het niet kunnen uitleggen dat voltage en ampère verschillende zaken zijn. 10.000 volt uit een 1.5 volt batterij echt niet lastig om voor elkaar te krijgen. Alles wat je verhoogt aan de kant van voltage zul je verlagen aan de kant van vermogen. Ik pak liever een opvouwbaar zonnepaneel (wat ik al in mijn bezit heb en gegarandeerd werkt) en jij gebruikt die hand crack generator die je niet bezit en je minimaal een lamme hand/arm zal gaan opleveren en een flinke teleurstelling. Doe gewoon de test en schrijf de bevindingen op het forum.
Praktijktesten zijn de beste reacties op een gedachten experiment.

Loopt naar de kast, trekt la open, en kijkt naar 70jaar oude knijpkat .....

Prima device, met een LED lamp is deze techniek nog zoveel beter. Kijk naar het vermogen/verbuik van een ledlamp en kijk naar het vermogen/verbruik van een startmotor van een auto en begrijp dat er een flink verschil zit tussen het verbruik van een lamp en het verbruik/vermogen van een startmotor.

 

[Henk88]

Ik ga het niet kunnen uitleggen dat voltage en ampère verschillende zaken zijn. 10.000 volt uit een 1.5 volt batterij echt niet lastig om voor elkaar te krijgen. Alles wat je verhoogt aan de kant van voltage zul je verlagen aan de kant van vermogen. Ik pak liever een opvouwbaar zonnepaneel (wat ik al in mijn bezit heb en gegarandeerd werkt) en jij gebruikt die hand crack generator die je niet bezit en je minimaal een lamme hand/arm zal gaan opleveren en een flinke teleurstelling. Doe gewoon de test en schrijf de bevindingen op het forum.
Praktijktesten zijn de beste reacties op een gedachten experiment.

Ik weet dat voltage en ampère verschillende zaken zijn en zoals je kunt zien in mijn posts heb ik het ook over Wh en dat is het vermogen oftewel voltage x ampère. Het is prima dat je kritisch bent maar het is wel jammer dat je mijn idee afschrijft zonder fatsoenlijke onderbouwing en zonder ook tips te geven zodat ik een praktijkexperiment kan doen. Als jij me nou even in de goede richting wijst wat betreft een diode/weerstand dan zal ik een experiment doen.

Daarbij heeft een zonnepaneel bepaalde voordelen maar ook bepaalde nadelen. Een auto is qua prestaties ook superieur aan een fiets maar dat betekend toch niet dat als ik een auto heb dat ik niet af en toe de fiets kan pakken als dat beter uitkomt? Daarbij lijk je niet te begrijpen dat je als mens een serieus vermogen kan leveren, 30 tot 60 watt met je handen en 150 tot 200 watt met je voeten. En nee, het is niet handig om met een hand crank je koelkast of je computer van stroom te voorzien maar het is ook niet handig om op een bewolkte dag in December te proberen je telefoon op te laden met een opvouwbaar zonnepaneeltje. En nogmaals, het is prima om kritisch te zijn maar kom dan met feiten of inhoudelijke berekeningen en niet met onderbuikgevoelens zoals een laadtijd van 34 dagen of een lamme hand.

Prima device, met een LED lamp is deze techniek nog zoveel beter. Kijk naar het vermogen/verbuik van een ledlamp en kijk naar het vermogen/verbruik van een startmotor van een auto en begrijp dat er een flink verschil zit tussen het verbruik van een lamp en het verbruik/vermogen van een startmotor.

Natuurlijk gebruikt een startmotor een stuk meer energie dan een ledlamp maar je moet ook weer niet doen alsof er nu een zeer groot vermogen nodig is. Een Citroen 2CV kon je ook gewoon aanslingeren. Moderne motors zijn natuurlijk wat groter maar ik heb een auto met een 1.0 liter motortje, daar heb je echt geen 2 kW generator voor nodig om die te starten hoor.

 

[martin]

Als je het niet erg vind ga ik het er maar bij laten. We zien de praktijktest wel op het forum verschijnen.
Ik vind het best wel jammer dat ik je echt van onderbouwde reacties probeert te voorzien en dan kom je met dit soort respons.
Ik ben niet jouw docent natuurkunde. Je kunt het prima zelf opzoeken. Waarom stel je een vraag als je eigenlijk sowieso al overtuigd bent van jouw keuze? Koop gewoon dat ding, doe de test en maak een post.
Als je op 25% gaat uitkomen van de aanname die je hebt gemaakt dan ga ik met alle plezier compleet door het stof.
En doe me een lol en post de volgende keer gelijk de waardes van je uitgangspunt want nu ga je met ieder vervolgpost de boel aanpassen en straks ga je me nog vertellen dat je auto bestaat uit een 45 Km auto met een accu van 1/8 vermogen van mijn auto. Zo heeft het ook niet veel zin om te reageren op een vraag.

Resumerend: maak gewoon een praktijktest. Ik heb er op dit forum ook al diversen gemaakt. Theorie is leuk maar praktijk is zoveel leuker en nuttiger. Praktijktesten zijn onweerlegbaar en informatief. Dit soort geneuzel heeft in mijn ogen niet veel zin.

 

[Henk88]

Als je het niet erg vind ga ik het er maar bij laten. We zien de praktijktest wel op het forum verschijnen.
Ik vind het best wel jammer dat ik je echt van onderbouwde reacties probeert te voorzien en dan kom je met dit soort respons.
Ik ben niet jouw docent natuurkunde. Je kunt het prima zelf opzoeken. Waarom stel je een vraag als je eigenlijk sowieso al overtuigd bent van jouw keuze? Koop gewoon dat ding, doe de test en maak een post.

Met alle respect maar je eerste reactie is suggereren dat ik een grap maak en daarna kom je nog een paar keer met belerende reacties zonder onderbouwing en heb je het te druk om je eigen berekening te posten en dat noem jij onderbouwde reacties? Je kunt ook gewoon niet reageren als je geen zin hebt om serieus te reageren. Daarbij ben ik zeker niet overtuigd van mijn eigen gelijk maar ik verwacht wel onderbouwde reacties.

En doe me een lol en post de volgende keer gelijk de waardes van je uitgangspunt want nu ga je met ieder vervolgpost de boel aanpassen en straks ga je me nog vertellen dat je auto bestaat uit een 45 Km auto met een accu van 1/8 vermogen van mijn auto. Zo heeft het ook niet veel zin om te reageren op een vraag.

Het is een hobbyproject waarvoor informatie en feedback verzamel. Ik dacht dat dit forum bedoeld was om kennis uit te wisselen.

Resumerend: maak gewoon een praktijktest. Ik heb er op dit forum ook al diversen gemaakt. Theorie is leuk maar praktijk is zoveel leuker en nuttiger. Praktijktesten zijn onweerlegbaar en informatief. Dit soort geneuzel heeft in mijn ogen niet veel zin.

Klopt een praktijktest in interessant, daarom begon ik mijn openingspost ook met de vraag of mensen tips hebben voor de juiste onderdelen zodat ik een testopstelling kan maken.

 

[RockyFlats]

Mensen, haal even diep adem en kom tot rust. Ik zou het akelig vinden om straks weer deze of gene onnodig gecancelled te zien worden door snelle ongecontroleerde ontladingen.

Ik vind het idee van gebruik van condensatoren wel interessant en heb daar ook al het nodige over gelezen. Op internet is informatie te vinden over hoe zoiets kan werken, zoals: https://hackaday.com/2017/01/04/hand-cranked-generator-charges-supercaps-starts-car/

Nu je wilt experimenteren, is het wellicht het beste om eens met zoiets te starten: https://lasersaber.org/projects/f/diy-hand-crank-mini-boostbox
Die handgenerator ben ik op Ali ook al eens tegengekomen, en zou voor prepgebruik wellicht ideaal zijn.

Aan het gebruik van condensatoren kleven wel nadelen. Door de enorme snelle ontlading die mogelijk is, is het gevaar voor elektrocutie zeker niet denkbeeldig bij zelfbouw. De levensduur is qua lading-uren beperkt, de kostprijs is nog relatief hoog, en de relatief hoge zelfontlading maakt gebruik als accu niet voor de hand liggend, tenzij bij stroomafname kort na opladen.
Tenminste, als ik mijn 20 Ah 5V li-ion powerbankje voor 80% oplaad, dan heeft het over 12 maanden nog zeker 75% van zijn lading. Dat is dan over een zeer lang tijdspad gerekend, maar een feit is, dat li-ion dat kan en ook over kortere perioden veel beter zijn lading behoudt dan een condensator het kan.

Vanuit prepoogpunt is het dan m.i. beter om te kiezen voor een oplossing van een generator (hand-crank, zonnepaneel, windturbine) in combinatie met een li-ion powerbank die geschikt is voor "jump-start" en al prima in de handel verkrijgbaar is. Bij Ali zie ik er diverse aangeboden, en vermoed dat deze bijvoorbeeld best goed zal zijn: https://hackaday.com/2017/01/04/hand-cranked-generator-charges-supercaps-starts-car/
Heb je het eenmaal opgeladen dan is het m.i. een stevige powerbank. Ik heb het niet in huis en niet getest, maar reviews zeggen ook wel het e.e.a en de ervaringen hiermee zullen al gauw "minder-shocking" zijn dan met zelfbouw condensatoren denk ik.

Hand-crank in combinatie met zo'n li-ion powerbank is volgens mij een goede oplossing voor jouw slecht startende auto @Henk88 . Of eens een nieuwe accu?

Prima voor een "work-out", en voor ieder wat wils:

 

[martin]

Laat ik het nog een poging geven.
Ik zal wat minder bot proberen over te komen en alvast toegeven dat die 32 dagen flink overdreven zijn en het zal een stuk sneller mogelijk moeten zijn. Dus ik doe een berekening met 2 cijfers achter de komma maar dan wil ik wel graag wat details want anders heeft die berekening niet veel zin.

- Welke accu zou je willen opladen (eenheid in Ah en 12V)
- Je uitgangspunt is iets compact en een opvouwbaar zonnepaneel is niet compact genoeg.
Tevens is een powerbank te zwaar. Dit resulteert dan in een mini hand crank die extreem licht zal moeten zijn. Dus de prangende vraag is:
Welk vermogen heb je voor ogen voor deze mini hand crank? (hoeveel Watt) ? en dan niet het piekvermogen maar gewoon het vermogen wat
dat ding levert op het moment dat je aan de zwengel draait.
- Wat is de afmeting (heeft geen invloed op de berekening)
- Wat is voor jouw de maximale tijd die jij aan die hendel wil gaan draaien of kunt gaan draaien.(hoeveel uur)

De details zoals wel of geen supercapacitor of welk snelheid hebben geen invloed op de berekening. Het blijft natuurkunde en we kunnen dus gebruik maken van de bestaande formules. (wet behoud energie)

Het is helaas niet mogelijk om meer energie uit iets te halen dan de energie die je erin stop.
Ik heb de formules alvast in mijn computer gezet, als jij de variabelen aanlevert dan hebben we heel snel de uitkomst.

 

[Henk88]

Het is helaas niet mogelijk om meer energie uit iets te halen dan de energie die je erin stop.
Ik heb de formules alvast in mijn computer gezet, als jij de variabelen aanlevert dan hebben we heel snel de uitkomst.

Ik denk dat we elkaar misschien niet goed begrepen hebben, ik denk niet dat een constructie met een supercapacitor zorgt voor meer energie maar wel voor een efficiëntere manier om energie op te wekken. Een normale USB aansluiting kun je maar met 5V 1A (5W) of 5V 2A (10W) opladen en dat is dan ook het maximum vermogen van goedkopere handcranks. Daardoor moet je een geringe maar langdurige inspanning leveren. Een constructie met supercapacitors maakt het mogelijk om een grotere inspanning te leveren voor een korte tijd. Zie het als het verschil tussen een uur schuifelen door de binnenstad of een kwartiertje joggen, dezelfde afstand maar de afstand is een stuk sneller afgelegd en in mijn beleving ook minder onplezierig (ik hou van doorwandelen).

Daarbij laat het filmpje waar @RockyFlats naar linkt goed zien wat ik in gedachten had en dat het ook wel werkt zoals ik ongeveer had gedacht. Wel is de constructie uit het filmpje minder compact dan ik had gehoopt. Ik ben daarom nog wat verder gaan zoeken of er geen goed alternatief was en toen kwam ik erachter dat mijn smartphone USB quickcharge ondersteund. Ik heb toen met wat zoekwerk een buckdown converter gevonden die 12V omzet naar maximaal 45 watt USB-C Quickcharge waardoor ik de supercapacitors niet nodig heb.

Om je vragen te beantwoorden;
- Het continu vermogen van de crank is ongeveer 30 Wh
- De afmetingen zijn ongeveer 50 x 40 x 80 mm met een inklapbare hendel
- Ik wil graag mijn smartphone 50% kunnen opladen in korte tijd (50% van 5000 mAh op 3.85 volt, circa 19,2 wH dus 9,6 wH) of mijn zaklamp 100% kunnen opladen die tevens fungeert als powerbank (2300 mAh op 3.7 volt, circa 8.5 Wh) of een super capacitor jump starter opladen (circa 6 Wh).
- Ik denk dat 30 minuten draaien wel het maximale is voor het echt onpraktisch wordt.

 

[joepmeloen]

Ik denk dat we elkaar misschien niet goed begrepen hebben, ik denk niet dat een constructie met een supercapacitor zorgt voor meer energie maar wel voor een efficiëntere manier om energie op te wekken. Een normale USB aansluiting kun je maar met 5V 1A (5W) of 5V 2A (10W) opladen en dat is dan ook het maximum vermogen van goedkopere handcranks. Daardoor moet je een geringe maar langdurige inspanning leveren. Een constructie met supercapacitors maakt het mogelijk om een grotere inspanning te leveren voor een korte tijd. Zie het als het verschil tussen een uur schuifelen door de binnenstad of een kwartiertje joggen, dezelfde afstand maar de afstand is een stuk sneller afgelegd en in mijn beleving ook minder onplezierig (ik hou van doorwandelen).

Daarbij laat het filmpje waar @RockyFlats naar linkt goed zien wat ik in gedachten had en dat het ook wel werkt zoals ik ongeveer had gedacht. Wel is de constructie uit het filmpje minder compact dan ik had gehoopt. Ik ben daarom nog wat verder gaan zoeken of er geen goed alternatief was en toen kwam ik erachter dat mijn smartphone USB quickcharge ondersteund. Ik heb toen met wat zoekwerk een buckdown converter gevonden die 12V omzet naar maximaal 45 watt USB-C Quickcharge waardoor ik de supercapacitors niet nodig heb.

Om je vragen te beantwoorden;
- Het continu vermogen van de crank is ongeveer 30 Wh
- De afmetingen zijn ongeveer 50 x 40 x 80 mm met een inklapbare hendel
- Ik wil graag mijn smartphone 50% kunnen opladen in korte tijd (50% van 5000 mAh op 3.85 volt, circa 19,2 wH dus 9,6 wH) of mijn zaklamp 100% kunnen opladen die tevens fungeert als powerbank (2300 mAh op 3.7 volt, circa 8.5 Wh) of een super capacitor jump starter opladen (circa 6 Wh).
- Ik denk dat 30 minuten draaien wel het maximale is voor het echt onpraktisch wordt.

Ik denk dat de meeste al na 5 minuten kramp in hen armen / handen krijgen, verzuring, of rsi. Omdat het voor de meeste geen natuurlijke bewrging zal zijn. Wellicht kijken naar een alternatief, zoals een spinnewiel of trappers zoals een fiets.

Heb je al doorgerekend hoeveel Snickers je bijvoorbeeld moet eten om een half uurtje te kunnen slingeren, en is het calorie verbruik te rechtvaardigen tegenover een zaklampje laten branden, is een kaarsje bij je dragen niet minder caloriën ondanks het extra gewicht.

 

[RockyFlats]

Ik denk dat de meeste al na 5 minuten kramp in hen armen / handen krijgen, verzuring, of rsi. Omdat het voor de meeste geen natuurlijke bewrging zal zijn. Wellicht kijken naar een alternatief, zoals een spinnewiel of trappers zoals een fiets.

Heb je al doorgerekend hoeveel Snickers je bijvoorbeeld moet eten om een half uurtje te kunnen slingeren, en is het calorie verbruik te rechtvaardigen tegenover een zaklampje laten branden, is een kaarsje bij je dragen niet minder caloriën ondanks het extra gewicht.

@joepmeloen , om zo'n handdynamo aan een stel trappers te verbinden is zeker geen slecht idee. Fietsen gaat iedereen beter af omdat we daar beneden wel wat aardige spieren hebben. @Henk88 wil het echter compact en transportabel houden, en dan wordt zoiets moeilijk. Tenzij met een rol of kettingwiel op de fiets gemonteerd, als we die toch al bij de hand hebben.

@Henk88 heeft waarschijnlijk de tweede dynamo in gedachten van de drie plaatjes die ik plaatste. Het is dan ergens wel jammer dat dat apparaatje niet net zoals het eerste plaatje aan weerszijden een slinger heeft. Veel zwaarder zou het niet hoeven worden gemaakt denk ik.

Tenminste, als de as en lagering maar het gewicht van twee benen zouden kunnen dragen, dan zou er best behoedzaam mee "te fietsen" zijn.
Ik heb wel een eerste wantrouwen t.a.v. de soliditeit van tandwielen en lageringen. Zijn de tandwielen van staal en heeft het bronzen lagerbussen of stalen lagers, dan kan het wel wat hebben. Maar tegenwoordig zal er meer kunststof worden toegepast vermoed ik, en dan is een langduriger gebruik vaak niet mogelijk. De warmteontwikkeling gooit dan snel roet in het eten.
Militair spul, het echte dan, is wel toch het ultieme naar mijn idee.

 

[martin]

Om je vragen te beantwoorden;
- Het continu vermogen van de crank is ongeveer 30 Wh
- De afmetingen zijn ongeveer 50 x 40 x 80 mm met een inklapbare hendel
- Ik wil graag mijn smartphone 50% kunnen opladen in korte tijd (50% van 5000 mAh op 3.85 volt, circa 19,2 wH dus 9,6 wH) of mijn zaklamp 100% kunnen opladen die tevens fungeert als powerbank (2300 mAh op 3.7 volt, circa 8.5 Wh) of een super capacitor jump starter opladen (circa 6 Wh).
- Ik denk dat 30 minuten draaien wel het maximale is voor het echt onpraktisch wordt.

We vergeten even of er wel of geen super condensator aanwezig is omdat dit geen verschil zal maken voor de berekening.

En ik ga gewoon uit van 100% en dan kun je het gewoon delen door 2.
Dat is niet helemaal juist want die eerste 50% zal iets sneller verlopen dan die 2e 50% maar dat is detail.
En je kunt deze formules ook gebruiken om te achterhalen hoe lang je bijvoorbeeld een zonnepaneel zal moeten inzetten om iets op te laden.

We gaan dus uit van 30W aan vermogen (vermogen is Watt, geen Wh)
Ik vroeg eigenlijk om de accu in waarde Ah en 12V want door het voltage te verlagen lijkt het ineens dat zo'n accupack heel veel vermogen kan leveren. (en ik ging ook uit van een autoaccu opladen)

Dus laten we dat dan toch even als uitgangspunt gebruiken en kunnen we het hierna aanpassen aan een aanzienlijk lichtere accu.

Stel we hebben een autoaccu van 60Ah en we gebruiken een handkrukgenerator die constant 30W levert aan stroom.

Energie = Capaciteit x Nominale spanning Energie
= 60 Ah x 12 V (gemiddelde nominale spanning van een autoaccu) Energie = 720 wattuur (Wh)

Nu kunnen we de tijd berekenen die nodig is om deze energie op te wekken met een handkrukgenerator van 30 watt.
Tijd = Energie / Vermogen Tijd = 720 Wh / 30 watt Tijd = 24 uur

Dus die 34 dagen die ik poste is nogal fors onjuist ingeschat.
We komen dus op een theoretisch waarde van 24 uur continu en dat is in mijn ogen niet haalbaar.
Je zult ook nog moeten eten/slapen en ik denk zelfs als je dit in teamverband zou doen je het niet in de praktijk gaat redden.

Als we zouden kiezen voor een flinke powerbank die we als jumpstart zouden gebruiken dan gaat het inderdaad een stuk eenvoudiger worden en zelfs mogelijk.

Dus dan krijgen we:
Energie = Capaciteit x Nominale spanning Energie = 2,3 Ah x 3,7 V. Energie = 8,51 wattuur (Wh)
Tijd = Energie / Vermogen Tijd = 8,51 Wh / 30 watt Tijd = 0,28 uur en dat is 17 minuten.
Dit is de theoretische waarde zonder ook maar iets van verlies maar dat is natuurlijk een ongekend groot verschil.

Nu zit er alsnog een verschil in theorie en praktijk. Want je kunt in die 17 minuten niet die accupack vol krijgen. Dit gaat dan te snel.
Vergelijk het met een telefoon die 3 uur nodig heeft om vol te laden. Als je het ampèrage zou verdubbelen dan is het helaas niet zo dat je dan maar 1,5 uur nodig zal hebben. Want anders zou een elektrische auto die (bijvoorbeeld) 6 uur nodig zou hebben om vol te laden ook binnen 3 uur vol zijn door het vermogen te verdubbelen.

Maar dan nog is de berekening wel handig om te gebruiken als referentie. Als het rekenkundig al een "nogo" is dan gaat het in de praktijk helemaal een nogo worden. Na een valse start hoop ik dat we alsnog een redelijk nuttige post hebben weten te produceren.

Een powerbank met een jumpstarter is denk ik de slimste optie. En om dat ding op te laden is dan volledig afhankelijk van de omstandigheden. En of je er dan een zonnepaneel of een handkrukgenerator aan hangt is niet zo relevant.
Ik zal nog even proberen uit te zoeken hoe snel je een powerbank zou kunnen opladen zonder dat het ding "ploef" gaat zeggen door een te hoge oplaadspanning. (met adapter doet die van mij er dacht ik 4 uur over en ik denk dat dit bewust is om die Li-Ion batterij niet te laten ploffen)

Ik heb deze en ben er dik tevreden over. (heb hem al diverse malen nodig gehad voor de auto van mijn vrouw te starten die weer eens de lichten had laten branden )



P.s. Indien ik een rekenfout heb gemaakt dan verneem ik het graag. Hou er rekening mee dat dit 100% theorie is. De praktijk zal ongunstiger uit pakken.

 

[RockyFlats]

Ik zie een handgenerator van 30W genoemd, die via een 12V Quickcharge converter een 18650 batterij of telefoon zou moeten opladen. Even afhankelijk van de beschikbare Quickcharge technologie en de specifieke telefoon, zie ik dat zo'n converter doorgaans maximaal 18W aan laadvermogen levert als Quickcharge lukt, en maximaal 15W in normaal-laad-modus.

Misschien zijn er 12V Quickcharge converters te krijgen die een hoger laadvermogen kunnen leveren en tegelijk compact genoeg zijn, maar ik vermoed dat de bovengenoemde de laadsnelheid-grenzen van de huidige telefoons wel raakt. In welk geval de maximaal 30W van de handcrankgenerator dus maar deels kan worden benut.

Uitgaand van @martin 's berekende 8,51 Wh om een enkele 2,3 Ah 18650 li-ion batterij op te laden, zou dat waarschijnlijk 8,51/15=0,57 uur=34 minuten in beslag nemen, als die batterij dergelijke laadstromen aan kan, in normaal laadmodus omdat Quickcharge dan waarschijnlijk niet kan (aanname).

De 5 Ah telefoonbatterij kan dan waarschijnlijk via Quickcharge worden opgeladen (aanname) en dat zou dan circa (5/2,3)*8,51/18=1,03 uur in beslag nemen voor een volledige lading.
En een kwartiertje zwengelen voor 1/4 lading is toch zeker niet slecht...

Een handcrankgenerator van 18-20W bij 12V zou dan al volstaan. Evengoed zouden er dan met die van 30W met twee Quickcharge converters parallel, twee telefoons tegelijk op te laden zijn.

Kijk ik naar de 13,32 Wh accu van mijn Baofeng porto dan duurt opladen (13,32/15)*60=54 minuten, en het opladen van een WLN-C1 accu van 3,7 Wh maar (3,7/15)*60=14,8 minuten. Mits die accu's de hoge laadstromen aankunnen natuurlijk.

Nu begrijp ik ook, waarom ik zo enorm weg ben van die WLN-C1 portofoontjes!