Profi Oeco Energy: Fahrzeug mit Brennstoffzelle

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Bastelklausi
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Profi Oeco Energy: Fahrzeug mit Brennstoffzelle

Beitrag von Bastelklausi » 14 Okt 2020, 19:08

Hallo zusammen,

Ich habe heute mal die Modelle 15 (Solartankstelle mit drei Solarzellen: 2 Zellen aus Profi Oeco Energy und die 3. Zelle aus dem Fuel Cell Kit) und 16 (Fahrzeug mit Brennstoffzelle) aufgebaut. Der Aufbau ging problemlos, leider schien die Sonne nicht, das Wetter war bedeckt. Die Brennstoffzelle wurde mit destilliertem Wasser gefüllt und ca. eine Stunde an die Solar Tankstelle angeschlossen. Es bildeten sich wie erwartet die Gase H2 (Wasserstoff) und O2 (Sauerstoff). Der Füllstand betrug ca. 40%, die Spannung an der unbelasteten Brennstoffzelle betrug 0,93 V.
Ich habe dann die Brennstoffzelle an das Fahrzeug montiert und angeschlossen und...
... der Solarmotor hat es nicht geschafft, das Fahrzeug zu bewegen.
Dann habe ich den Antrieb umgebaut. Rastachse, Nabe, und Gummiantrieb auf Felge habe ich entfernt und durch Kunststoffachse, zwei Zahnräder 20Z und Kette ersetzt. Der Antrieb ist damit wesentlich leichtgängiger. Okay, Brennstoffzelle angeschlossen und ja, das Fahrzeug bewegt sich, langsam aber nicht kraftvoll. Eher eine Enttäuschung.
Ich hatte mir mehr von der Brennstoffzelle versprochen. Die Ausgangsspannung reicht aus, um den Solarmotor zu bewegen, nicht aber um noch etwas über ein Getriebe zu bewegen.

Vielleicht habe ich ja auch etwas falsch gemacht. Es würde mich interessieren, wie eure Erfahrungen mit der Brennstoffzelle sind. Ich freue mich auf eure Kommentare.

Viele Grüße
Klaus
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fishfriend
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Re: Profi Oeco Energy: Fahrzeug mit Brennstoffzelle

Beitrag von fishfriend » 14 Okt 2020, 20:08

Hallo...
Versuch das Ganze mal auf dem Tisch.
Ich vermute die Reibung ist das großes Problem.
Mit freundlichen Grüßen
fishfriend
Holger Howey

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DirkW
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Re: Profi Oeco Energy: Fahrzeug mit Brennstoffzelle

Beitrag von DirkW » 15 Okt 2020, 09:08

Hallo Klaus,

ich würde es mit Kugellagern. https://www.fischerfriendswoman.de/normalos/6513m.jpg
an den Achsen versuchen, um die Reibung noch weiter zu reduzieren.

Viele Grüße
Dirk

Bastelklausi
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Re: Profi Oeco Energy: Fahrzeug mit Brennstoffzelle

Beitrag von Bastelklausi » 15 Okt 2020, 17:53

Hallo Holger,
hallo Dirk,

besten Dank für eure Kommentare und Hinweise. Ich habe den Antrieb nochmals umgebaut: die beiden Z20 mit Kettenantrieb habe ich ausgebaut, das Z30 auf die Antriebsachse montiert, den Motor umgedreht, also Schnecke nach hinten, Platte für die Brennstoffzelle etwas höher gesetzt, damit sie nicht das Z30 behindert und den Motor umgepolt angeschlossen. Brennstoffzelle geladen, montiert, angeschlossen (Motor+ an Brennstoffzelle- und Motor- and Brennstoffzelle+). Tatsächlich bewegt sich das Fahrzeug auf dem im ersten Beitrag gezeigt Tisch, der ein minimales Gefälle aufweist. Auf einem anderen Tisch mit glatterer Oberfläche läuft das Fahrzeug auch ohne Gefälle. Immerhin!

Dennoch bleibt mein Urteil: die Brennstoffzelle liefert zu wenig Spannung, um das Fahrzeug "vernünftig" anzutreiben. Das Drehmoment ist halt sehr gering und die kleinste Steigung oder die kleinste Unebenheit unterbricht die Fahrt.

Mir ist schleierhaft, wie sich das Originalfahrzeug mit dem Gummitreibriemen überhaupt bewegen konnte. Ein Kommentar eines FT Mitarbeiters würde mich sehr freuen.
Das Prinzip Brennstoffzelle ist sehr interessant und grundsätzlich funktioniert es ja auch. Aber ...

Viele Grüße
Klaus

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EstherM
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Re: Profi Oeco Energy: Fahrzeug mit Brennstoffzelle

Beitrag von EstherM » 16 Okt 2020, 13:17

Lieber Klaus,
Bastelklausi hat geschrieben:
15 Okt 2020, 17:53
Mir ist schleierhaft, wie sich das Originalfahrzeug mit dem Gummitreibriemen überhaupt bewegen konnte. Ein Kommentar eines FT Mitarbeiters würde mich sehr freuen.
Gelegentlich "gelingen" ft solche Modelle, die irgendwie nicht richtig funktionieren. Das haben wir ja auch z.B. bei Cars&Drives festgestellt. Ein älteres Beispiel ist der Stufenförderer bei Dynamic-XL, wo die Kugeln so häufig rausfallen, dass es sogar in dem offiziellen Werbevideo zu hören war (trotzdem ein tolles Modell, man braucht halt viel Geduld).

Ich fürchte, auf eine Rückmeldung von einem fischertechnik-Mitarbeiter wirst Du vergeblich hoffen. Leider liegt ja auch die letzte Antwort in unserem Unterforum "Kontakt mit fischertechnik" schon länger zurück.

Gruß
Esther

Bastelklausi
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Re: Profi Oeco Energy: Fahrzeug mit Brennstoffzelle

Beitrag von Bastelklausi » 16 Okt 2020, 22:28

Liebe Esther,

Ganz herzlichen Dank für Deine Antwort.

Da hast du wohl völlig recht. Manchmal "gelingt" eine Konstruktion nicht so gut. Der Anteil dieser weniger gut gelungen Modelle ist ja auch nur minimal, da die meisten Modelle gut und teilweise sehr gut gelungen sind. Und es reizt ja auch, die nicht so guten Modelle zu besseren umzubauen. Das ist ja das Schöne an diesem Baukastensystem; man hat ja fast alle Möglichkeiten...

Viele Grüße
Klaus

JoeTo
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Re: Profi Oeco Energy: Fahrzeug mit Brennstoffzelle

Beitrag von JoeTo » 10 Nov 2020, 17:49

Lieber Klaus,
es wird wohl bald (Mitte nächsten Jahres :-)) einen Spannungswandler zur Brennstoffzelle geben. Ob dadurch der 2 V Solarmotor mehr Drehmoment entwickeln kann, bleibt abzuwarten.

Grüße Joerg

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MasterOfGizmo
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Re: Profi Oeco Energy: Fahrzeug mit Brennstoffzelle

Beitrag von MasterOfGizmo » 12 Nov 2020, 19:03

JoeTo hat geschrieben:
10 Nov 2020, 17:49
es wird wohl bald (Mitte nächsten Jahres :-)) einen Spannungswandler zur Brennstoffzelle geben.
Woher kommt denn diese Information?
Für fischertechnik: Arduino ftDuino http://ftduino.de, Raspberry-Pi ft-HAT http://tx-pi.de/hat

Lars
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Re: Profi Oeco Energy: Fahrzeug mit Brennstoffzelle

Beitrag von Lars » 12 Nov 2020, 20:43

Hallo zusammen,
JoeTo hat geschrieben:
10 Nov 2020, 17:49
es wird wohl bald (Mitte nächsten Jahres :-)) einen Spannungswandler zur Brennstoffzelle geben. Ob dadurch der 2 V Solarmotor mehr Drehmoment entwickeln kann, bleibt abzuwarten.
es gilt natürlich nach wie vor der Energieerhaltungssatz. Der Spannungswandler mag die Ausgangsspannung konstant halten können, doch sinkt der maximal entnehmbare Strom, wenn der Wandler "Gas gibt".

Aber vielleicht verwendet ft dann ja auch eine modernere Solarzelle mit besserem Wirkungsgrad.

Mit freundlichen Grüßen
Lars

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Rudi
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Re: Profi Oeco Energy: Fahrzeug mit Brennstoffzelle

Beitrag von Rudi » 13 Nov 2020, 16:04

Hallo Klaus,
die wichtigste Erkenntnis hast du bereits gewonnen (war vielleicht die Absicht von ft):
Ökoenergien sind schwächlich und unzuverlässig (nachts scheint keine Sonne).
Hast du mal statt der Brennstoffzelle eine Akkuzelle mit 1,2 V angeschlossen? Damit sollte das Fahrzeug gut unterwegs sein. Vermutlich hat die Brennstoffzelle einen hohen Innenwiderstand, d. h. sie liefert zwar knapp 1 V aber nur wenig Strom (die von dir gemessenen 0,93 V sind ein typischer Wert, also in Ordnung). Hast du mal ein Amperemeter direkt angeschlossen, um den Strom zu prüfen? Der kleine Motor braucht bei etwa 1 V ungefähr 20 mA um ein brauchbares Drehmoment zu entwickeln. Vermutlich liefert die Brennstoffzelle nur 10 mA oder weniger. Als nächstes kannst du einen Zwischenspeicher einfügen, einen Doppelschichtkondensator (Supercap, Ultracap, Goldcap), der bei abgeklemmtem Motor aufgeladen und dann mit dem Motor verbunden wird. Ich würde eine Kapazität von 0,2 bis 1 Farad ausprobieren, der ft-Solar-Goldcap von 10 F hat den Nachteil, dass du sehr lange warten musst, bis genügend Spannung aufgebaut ist (Größenordnung 15 Minuten), dann fährt das Auto aber auch viel länger.
Übrigens macht die Bundeswehr das ebenso. Das U-Boot Klasse 212 wird mit Brennstoffzellen betrieben (Flüssigsauerstoff und in MH gespeicherter Wasserstoff). Damit werden Bleibatterien (!) geladen, die dann den Strom für den Antrieb liefern.

Viele Grüße
Rudi

Bastelklausi
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Re: Profi Oeco Energy: Fahrzeug mit Brennstoffzelle

Beitrag von Bastelklausi » 13 Nov 2020, 17:18

Hallo zusammen,

besten Dank für die Beiträge!

Ein Wandler, der die ca. 0,9 V der Brennstoffzelle auf 2 V "hoch pusht", gemeinhin als Step-up Wandler bezeichnet, wäre u.U. eine gute Sache. Ich habe aber noch nicht gemessen, wieviel Strom die Brennstoffzelle liefern kann. Das hole ich eventuell noch nach. Bin derzeit mit Pneumatik beschäftigt (coole Sache!) und baue ältere Kästen nach (Profi Cartech, Profi Sensorik, Profi Technical Revolutions). Und dann wartet noch die Elektropneumatik und mit den FT Robotern mit Arduino bin ich ja auch noch dran. ;)

Mit den Supercaps habe ich schon gearbeitet. Rudi hat völlig recht, der 10 F Supercap von FT benötigt einige Zeit bis er "voll" ist, hält dafür aber auch länger. Allerdings gibt er nicht sehr viel Strom ab, da er einen hohen Innenwiderstand hat. Dafür hat er aber je nach Ladeschaltung eine deutlich höhere Spannung (ca. 2,3 V bei 2 Solarzellen in Reihenschaltung).

Die FT Solarzellen sind schon ganz okay, wenn die Sonne ungetrübt vom Himmel scheint. 2 parallele 1 V Solarzellen lassen z.B. den Solarradler (putziges Modell in bestem Sinne) kräftig in die Pedale treten.

Um den Oeco Energie Gedanken nach vorne zu bringen, damit diese Energieformen nicht als schwächlich empfunden werden, könnte FT einen zusätzliche Baukasten entwickeln, der einen deutlich kräftigeren Solarmotor beinhaltet und deutlich effektivere (leider auch teurere) Solarzellen. Das könnte den Spaßfaktor erhöhen. Vielleicht auch das Spannungsniveau an das übliche FT 9 V anpassen. Es fragt sich, ob dafür genug Interesse vorhanden ist...

Weiterhin viel Spaß beim Bauen und Tüfteln..
Viele Grüße
Klaus

JoeTo
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Re: Profi Oeco Energy: Fahrzeug mit Brennstoffzelle

Beitrag von JoeTo » 13 Nov 2020, 20:04

Bastelklausi hat geschrieben:
13 Nov 2020, 17:18
Ich habe aber noch nicht gemessen, wieviel Strom die Brennstoffzelle liefern kann. Das hole ich eventuell noch nach.
Klaus
Leistungsdaten von der fischertechnik Webseite:
Betrieb als Elektrolyseur: 2–3V / 8ml/min / 400–1500mA /
Betrieb als Brennstoffzelle: 0,5–0,9V / 300mW / 600mA

Grüße Joerg

fishfriend
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Re: Profi Oeco Energy: Fahrzeug mit Brennstoffzelle

Beitrag von fishfriend » 16 Nov 2020, 08:54

Hallo...
Ich hab das Ding ja auch hier liegen. Ich werde es mal nachbauen und ausprobieren. Fals ich das Teil überhaupt zum laufen bekomme...
Es gibt ein Video auf YT wo ein Vergleich der alten zur neuen Brennstofzelle gezeigt wird - mit zwei 1,5V Batterien.
Und wie der Motor sich dreht. Zmindest sieht man das Handling.
Es gibt ja im Begleitheft auch die Anmerkung von "zu Trocken" und "zu Feucht" der Zelle.
Ich vermute aber mal das Regenerierung
mit den 3V der Batterien (nicht Accus!) besser ist als mit der Solarzelle(n).
Im Viedeo sieht man nur jew. "eine" Solarzelle.
Mit freundlichen Grüßen
fishfriend
Holger Howey

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