Re: NICD ohne Ladeelektronik

Schau einmal hier nach:
Delon-Schaltung - mit Animation.
Wenn Du das Voltmeter in der Animation durch den Akku ersetzt, der ja nur einen minimalen Innenwiderstand hat, dann sind zunächst beide Kondensatoren auf die halbe Akkuspannung aufgeladen. Nun beginnt der Dynamo, Strom zu liefern. Je nach Polarität wird eine der beiden Dioden öffnen und Strom fließt in den Kondensator ... aber mit der Spannung am Kondensator steigt auch die Spannung am Akku - und der nimmt dann den gesamten Strom aus dem Dynamo auf! Der Stromkreis muss sich irgendwie schließen, also wird der jeweils andere Kondensator um das Produkt Strom * Zeit entladen.

In der Animation auf der Wikipedia-Seite:
positive Halbwelle: R1 öffnet, C1 wird ein wenig(!) geladen, und der Ladestrom fließt durch den Akku und C2. C2 wird entladen.
negative Halbwelle: R2 öffnet, C2 wird ein wenig(!) geladen, und der Ladestrom fließt durch den Akku und C1. C1 wird entladen.
Der Punkt ist, dass hier der Dynamo den höchsten Innenwiderstand hat und den Ladestrom begrenzt.

Die Ladespannung wird hier durch den Akku vorgegeben - der Dynamo muss nur so viel Spannung liefern, dass eine der beiden Dioden öffnet und Ladestrom fließt. Und jetzt kommt die Zellenzahl ins Spiel: die Leerlaufspannung des Generators hängt von der Fahrgeschwindigkeit ab, der Innenwiderstand auch von den Wicklungen, aber hauptsächlich von der Stärke der Permanentmagnete. Deren Stärke bestimmt zusammen mit der Windungszahl den maximalen Strom.

Je mehr Zellen Du verwendest, desto schneller musst Du fahren, damit überhaupt die Leerlaufspannung des Dynamos so hoch steigt, dass nennenswert Ladestrom fließt. Deshalb sind über 10 Zellen sicher zu viel - unterhalb von ca. 20km/h wird sich nicht viel tun.
Nun der Trick beim Forumslader: in Reihe mit dem Gleichrichter liegt auf der Strechselwomseite noch ein Kondensator, der hier aus 2 gegenläufig in Reihe geschalteten Kondensatoren besteht. Beide zusammen bilden einen ungepolten Elko der halben Kapazität (hier 110uF), der zusammen mit der Induktivität des Dynamos einen Reihenschwingkreis bildet. Der ist so abgestimnmt, dass bei den bei mäßiger Geschwindgkeit auftretenden Frequenzen der Wechselspannung durch Serienresonanz eine Spannungsüberhöhung erfolgt - mit dem Effekt, auch bei langsamer Fahrt schon nennenswert Strom zu erzeugen.

Ich fahre mit einer ganz einfachen Variante: bisher keine Umschaltung zwischen Delonschaltung und Brückengleichrichter, die Serienkondensatoren ohne die antiparallelen Dioden des Forumsladers (D3, D4), Serienkondensatoren = 2x220uF, Delonschaltung wie bei Wikipedia, Kondensatoren auf der Gleichstromseite 2x2200uF. Ausprobiert mit einem Shimano-DH3N20-Dynamo und 9 NiMH-Zellen: 530mA bei 25km/h, darüber und darunter weniger. Darüber weniger, weil der Resonanzkreis so langsam aus dem idealen Frequenzbereich rauskommt. Darunter auch, da ist die Leerlaufspannung und damit die Leistung des Dynamos geringer.



Es könnte sein, dass der Laderegler des Notebooks im Ladegerät ist, nicht im Notebook. Dann ist Vorsicht geboten - wird bei Lithium-Ionen-Akkus eine gewisse Spannung überschritten, werden die Dinger zerstört. Hmmm... Du könntest allerdings Gewicht sparen und den internen Akku des Notebooks ganz weglassen vorausgesetzt, Du weißt, mit welcher Spannung das Gerät betrieben wird. Die Spannung von 10 Zellen liegt anfänglich über 13V, am Ende bei 11V. Überigens verbinde ich die Zellen durch angelötete Kabel, um Übergangsverluste im Batteriehalter zu vermeiden, die hier leicht 1-2V betragen könnten. Wenn eine Notebook-Betiebsspannung von 12V Ok ist, Batterien direkt abschließen. Bei 9V oder weniger lohnt sich ein Schaltregler, bei 9 bis unter 12V nimm einen linearen Spannungsregler, evtl "low drop" - mit einem MOSFET leicht aufzubauen.
Wie hoch die Spannung maximal sein darf, kannst Du vermutlich durch Nachmessen der Ausgangsspannung des regulären Ladegeräts im laufenden Betrieb mit angeschlossenem Notebook feststellen. Lass dabei den Akku bis zum Ende aufladen.
Nimm später dasselbe Messgerät, um die Ausgangsspannung eines eventuellen Spannungsreglers für das Notebook auf maximal den gleichen Wert einzustellen - damit solltest Du auf der sicheren Seite sein. Aber wie gesagt: ist der Laderegler im externen Netzteil, dann Vorsicht! Dann brauchst Du eigentlich was Vergleichbares!




Vermutlich meinst Du jetzt das Anschließen des externen Akkus an das Notebook, das selbst einen Akku enthält. Wenn dessen Akkus direkt am Ladeanschluss hängen sollte, also kein interner Regler davor hängt, dann kann einer leerer externer Akku natürlich noch den internen Akku entladen.

Nochmal zum Laden am Dynamo: mach mal folgenden Test:
Schließe Deine NiCD- oder NiMH-Zellen an ein Ladegerät an und miss die Spannung bei einigen 100mA Ladestrom. Schalte es aus und miss die Spannung. Der Unterschied ist mehr oder weniger deutlich, und ich meine, größer als der Spannungsunterschied zwischen Entladevorgang und Leerlauf beim gleichen Akku - aber aus dem Spannungsabfall beim Entladevorgang wird der Innenwiderstand berechnet!

Nächster Schritt: einfache Delonschaltung mit Serienkondensator aufbauen, Akkus anschließen, am Lenker ein Voltmeter und ein Amperemeter befestigen und ein wenig die Straße auf und ab fahren - dabei verschiedene Geschwindigkeiten probieren und diese einen Moment gleichmäßig halten. So habe ich meine Erkenntnisse auch zu einem gut Teil gewonnen. Einiges mehr (besonders der Serienkondensator!) kam hier im Forum dazu... es gab schon mehr und längere Faden zu diesem Thema

so unsigned long
der elwoodianer

... das war ja wieder'n länglicher Sermon - da musste schon der Texteidotter für herhalten