Energy Harvesting

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Axel Berger schrieb:

Mehr wirst Du wohl auch nicht erwartet haben, zumal die Lebensdauer auch von Faktoren (Spannungshöhe und -qualität) abhängt, auf die der Hersteller nun wirklich keinen Einfluß hat.

Trotzdem wäre die Frage nach dem statistischen Ausfallverhalten schon interessant: Eher Exponentialverteilung, also Restlebenserwartung unabhängig vom Alter, oder eher Weibullverteilung, also mit dem Alter zunehmende Ausfallwahrscheinlichkeit (was zu vermuten wäre), und wenn ja, mit welchen Verteilungsparametern. Um das feststellen zu können, benötigt man natürlich schon umfänglichere Beobachtungsdaten.

Beide Verteilungsfunktionstypen hätten gemeinsam, daß nach der durchschnittlichen Lebensdauer 36,8 % der Lampen ausgefallen sind. Der Prozentsatz, der nach 90 % der Lebensdauer ausgefallen ist, hängt vom Parameter k ab:

Ausfallanteil(t = 0,9*µ) = 1 - exp(-0,9*k)

Wenn bis dahin z. B. (nur) 10 % ausgefallen sein sollen, dann müßte k = 21,36 sein - dann wären nach t = 1,04*µ 90 % der Lampen ausgefallen.

Tatsächlich dürfte der Verteilungsparameter k aber viel dichter an 1 liegen, sich der Ausfall also über einen viel größeren Zeitbereich erstrecken.

Allgemein ist der Zeitverlauf der Anzahl der "Überlebenden"

n(t) = n0 * exp(-(t/µ)^k) ,

speziell geht die Weibullverteilung für k -> 1 in die Exponentialverteilung über.

Voraltern bringt übrigens für k >= 1 nichts: Die Ausfallrate ist k*t^(k-1) und nimmt für k>1 im Laufe der Zeit zu.

Daß k=1 ist, glaubt man allerdings auch nicht: Das würde bedeuten, daß eine Lampe, solange sie nicht ausgefallen ist, ihren wirtschaftlichen Wert behält, also unabhängig von der vorangegangenen Brenndauer eine konstante Ausfallwahrscheinlichkeit hätte. Da aber der Glühdraht im Laufe der Betriebszeit ungleichmäßig Material verliert, ist das eine unrealistische Annahme.

Man könnte mal überlegen, wie man die Lebensdauer verlängern könnte.

Annahme: Der kreiszylindrische Glühdraht wird gleichmäßig dünner, und es gibt eine optimale Betriebstemperatur, die über den Drahtquerschnitt konstant ist.

Dann hat man einen Zeitverlauf des Durchmessers

r(t) = r0 * (1 - t/t_max)) ,

und nach t = t_max ist die Lampe kaputt, weil Glühdraht weg.

Damit die Drahttemperatur konstant bleibt, muß die Leistung proportional zur Oberfläche sein, also

P(t) = P0 * (1 - t/t_max))

Der Widerstand geht proportional zu 1/r^2, also

R(t) = R0 / (1 - t/t_max))^2

Wegen Herrn Ohm ist dann die zweckmäßige Betriebsspannung

U(t) = U0 / SQRT(1 - t/t_max)) (*),

oder, wenn man die Spannung regeln wollte, wäre die sinnvolle Spannung

U(I) = U0 * (I0/I)^(1/3)

Für Regelungszwecke linearisiert man das zu

U(I) = U0 * (4 - I/I0)/3

Wäre eigentlich mal ganz interessant, zu schauen, ob eine nach dem Lampenstrom spannungsgeregelte Glühlampe ein verbessertes Ausfallverhalten hat.

Glg.(*) bedeutet übrigens, daß Glühlampen nach der ersten Vorschädigung dann ziemlich rapide kaputtgehen, weil sie mit durch Verdampfung dünneren Glühdrähten zunehmend mit Überspannung betrieben werden - eigentlich müßte die Spannung reduziert werden. Der Betrieb mit Überspannung gleicht aber teilweise die Schwärzung des Lampenkolbens aus, d. h. aufgrund des durch die Überspannung zunehmenden Lampenwirkungsgrads merkt es der Benutzer nicht so deutlich, daß die Lampe durch die Schwärzung eigentlich dunkler wird.

Das Schwärzungsproblem haben Halogenlampen nicht so, weil die hohen Kolbentemperaturen zusammen mit dem Halogenkreisprozeß dafür sorgen, daß sich der Metalldampf woanders niederschlägt, nämlich am Lampenfuß. Daß verdampftes Fadenmaterial auf den Faden zurücktransportiert wird, ist natürlich Aberglaube: Tatsächlich erhöht der Kreisprozeß nur den W-Partialdruck an der Fadenoberfläche, so daß die Verdampfung verlangsamt wird - umkehrbar ist sie nicht.

(Dazu ist mir aber gerade etwas eingefallen: Eigentlich müßte man zwei parallele Glühdrähte haben, die abwechselnd eingeschaltet bzw. mit unterschiedlichen Spannungen betrieben werden. Dann könnte sich tatsächlich der W-Dampf an den relativ heißesten Stellen des jeweils kälteren Glühdrahts niederschlagen und den sozusagen "patchen" - wird aber nicht funktionieren, weil sich eben keine geschlossenen Metalloberflächen ausbilden wird, sondern es werden relativ nutzlose Whisker auf der Oberfläche aufwachsen. Schade eigentlich... Da ich keine Glühlampenfabrik bin, kann ich auch nicht "mal eben" ausprobieren, ob das eigentlich stimmt. Ein kontinuierlicher W-Dampf-Injektor wäre auch nicht schlecht: Wenn man dafür sorgen könnte, daß der W-Dampfdruck an der Drahtoberfläche höher als in der Oberfläche ist, dann würde erst gar kein Drahtmaterial abdampfen bzw. kaum, denn es ist ein statistischer bzw. stochastischer Prozeß.)

Gruß aus Bremen Ralf

--
R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosphäre Autor bißchen Ellipse Emission
gesamt hältst Immission interessiert korreliert korrigiert Laie
nämlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus

MaWin schrieb:

Einskommawatt mal 50 Jahre gibt 500 kWh. Entsprechend etwa 50 Liter Benzin, was eine blöde Umrechnung ist, da dieses nicht zu 100% in Strom umgewandelt werden kann. Realistischer also 100 Liter Diesel, die das GUD-Kraftwerk Sottrup-Höcklage II zur Produktion von Strom für Stenkelfeld verheizen muss.

Tip: Bestell einen Elektriker aus dem Inland. Dann braucht er auch nicht 100 L Diesel zur Anreise.

Rechnung 2: Eine Stunde 1 kW Bohrhammer gibt 1 kWh. Ein Watt ein Jahr, aufgerundet, schon 10 kWh.

Noch besser würde es aussehen, wenn der, der polemisiert, auch rechnen könnte.

--
mfg Rolf Bombach

Dann wäre der Injektor heißer als der Glüdraht, bräuchte mehr Oberfläche

- und würde heller leuchten. Wozu sollte man dann noch den Draht beheizen? Die Anordnung als Wendel geht aber ein wenig in diese Richtung.

Im Mittel verlassen im Gleichgewichtsdruck ebenso viele Moleküle den Festkörper, wie aus der Gasphase wieder welche andocken. Das führt dann doch zu Kristallbildung. Ähnlich wie am Verdampfer im Gefrierschrank. Dort sorgen die offen gelagerten Eiswürfel für den passenden Dampfdruck.

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Gruß, Raimund
Mein Pfotoalbum 
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Joerg schrieb:

Schalter=20

=20

Wie geht das -- einen Empf=E4nger mit einem Schalter zu synchronisieren, der per Energy Harvesting mit Strom versorgt wird? Der Schalter wird ja ja zeitlich wahlfrei bedient, und der Bediener m=F6chte, da=DF nach Druck auf den Schalter bereits wenige Millisekunden sp=E4ter etwas passiert.=20

=46alk Willberg schrieb:

weniger.

Ich kenne das genannte Transceiver-IC nicht. Mir ist bekannt, da=DF Hardware von Ger=E4ten, die per energy harvesting betrieben wird, mehrere Betriebszust=E4nde kennt: a) ggf. einen Tiefschlafmodus mit minimaler Aktivit=E4t (entf=E4llt beim Schalter) b) einen Modus mit geringem, aber deutlich h=F6herem Stromverbrauch f=FCr die Funktion (z.B. Temperaturmessung), c) einen Modus mit hohem Stromverbrauch f=FCrs = Senden.

Aus Energiegr=FCnden schaut man, da=DF man die Modi b) und c) so kurz wie m=F6glich h=E4lt. =20

Der einem Schalter zugeordnete Empf=E4nger schaltet in der Regel ein netzbetriebenes Ger=E4t, also ist Netzstromversorgung vorhanden, und der Empf=E4nger kann daran nuckeln. Mit wenigen Milliwatt (die quasi als Standby-Leistung tolerabel sind) l=E4=DFt sich da schon etwas bewerkstelligen.

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Raimund Nisius schrieb:

Nein, wieso? Das könnte eine vergleichsweise kleine "Opferquelle" sein, die einfach langsam etwas W in das Kolbenvolumen hineindampft - gerade so wenig, daß es den Kolben nicht schwärzt. Das wird dann durch den Halogenkreisprozeß mit vergleichsweise hohen W-Partialdrucken am Glühfaden aufkonzentriert.

Ja, das ist der Pferdefuß bei dieser Idee.

Gruß aus Bremen Ralf

--
R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosphäre Autor bißchen Ellipse Emission
gesamt hältst Immission interessiert korreliert korrigiert Laie
nämlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus

Da gilt es erstmal einen Module Spec zu schreiben, preussischer Ausdruck ist wohl Pflichtenheft. Darin muss man nach ausgiebiger Befragung festhalten wieviel Verzoegerung akzeptabel ist. Wenige Millisekunden sind das normalwerweise nicht, eher einige hundert. Das ist schonmal eine ganze Menge wenn man bedenkt dass z.B. ein MSP430 innerhalb von

10usec aufwachen kann.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

snipped-for-privacy@invalid.invalid (Joerg) am 22.04.12:

Stand das auch im Pflichtenheft für Kompaktleuchtstofflampen?

Rainer

--
was geht euch mein realname an denkste ich will euren höhren.....
[...] also leute euer komisches verhalten is mir zu wieder ich
gehe wieder ins forum verrottet ma
("Timo"  in d.c.h.k+l)

Ralf . K u s m i e r z wrote on Sun, 12-04-22 20:22:

Nein, und BTW, es sind Kompaktleuchtstofflampen ohne Glühdraht.

Es ging im Thread um den Verzicht auf Batterien und mein Beitrag sollte nur belegen, wie ein Verzicht auf Wechsel neben Kosten noch viel mehr Lästigkeit einsparen kann und sich vielleicht allein deshalb lohnt.

Ein Barometer hat besonderen Wert, weil es zeigt, wie das Wetter ist.

Grüße, H.

Oder kannst Du nur nicht lesen :-)?

Bei Noah war es Wasser, bei uns werden es Kälte und Hunger sein. Nimm einfach 1912, also hundert Jahre früher, und schau, was die an Energie in ihren Wohnungen hatten. Für elektrische Korkenzieher war das imho nicht genug.

Grüße, H.

Heinz Schmitz schrieb:

Hallo,

laut

gab es in Deutschland im Jahr 1895 146 Elektrizitätswerke mit einer Gesamtleistung von 40 MW, 1913 waren es 4040 mit insgesamt 2,1 GW. Wenn das auch nicht für Nachtspeicheröfen und elektrische Durchlauferhitzer reichte, für elektrische Korkenzieher hätte es locker gereicht wenn man die damals gewollt hätte. Denn der Korkenzieher wäre ja nur in wohlhabenden Haushalten einmal am Abend benutzt worden, bei Feiern vielleicht einmal im Monat auch mehrmals am Abend. Der Verbrauch eines elektrischen Korkenziehers wäre ja auch damals verschwindend gering gewesen verglichen mit dem Verbrauch der elektrischen Beleuchtung.

Bye

Heinz Schmitz schrieb:

Hallo,

aber natürlich gibt es Fahrradergometer mit Energy Harvesting, schon seit Jahren, noch bevor man von Energy Harvesting sprach. Bei uns hier stehen einige solche im Keller vom Uni-Sport. Die haben keinen Netzanschluß, den Strom zum Betrieb der LED Anzeigen und des Mikroprozessors muß man durch das Treten selbst erzeugen. Wenn man versucht da etwas einzugeben ohne vorher etwas getreten zu haben bleibt die Anzeige tot und es erfolgt keine Reaktion auf Tastendruck. Allerdings erzeugen die nur ihren eigenen Strombedarf, ins 230 V Netz eingespeist wird nichts. Die Stepper daneben arbeiten auch so, die Laufbänder dagegen nicht. Ich habe da schon öfter Neulingen die Benutzung erklärt, nicht jeder kommt da gleich von selber darauf das man sich den Strom für die Anzeige selber erzeugen muß weil ja kein Netzanschluß vorhanden ist.

Bye

Rupert Haselbeck schrieb:

Hallo,

das gibt es schon, nur ist es kein Akku, sondern eine Brennstoffzelle die mit Luftsauerstoff und Methanol arbeitet. Entstehendes Kohlendioxid und Wasser kann in die Luft abgegeben werden. Beim Laden allerdings CO2 und H20 wieder aus der Luft zu holen wäre viel zu aufwendig und würde einen extrem schlechten Ladewirkungsgrad bewirken, ausserdem bräuchte man einiges an Zusatzaggregaten um CO2 und H20 aus der Luft zu holen und in Methanol umzusetzen.

Bye

Ralf . K u s m i e r z schrieb:

Hallo,

der W-Dampf-Injektor wäre doch schlecht, denn der Wolframdampf würde sich an der Innenwand des Glaskolbens anlagern und diese lichtundurchlässig machen. Ausserdem würde er nicht verhindern das an den dünnsten und heißesten Stellen des Fadens mehr abdampft als an den dickeren und kälteren Stellen.

Bye

Seit Jahren? Seit ueber einem halben Jahrhundert. Selbst die chinesische Armee hatte welche, sogar mit Liege dran:

Da muesste allerdings noch ein Inverter dran.

[...]

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Gruesse Joerg

http://www.analogconsultants.com/

Ist das eine Hochpreis-Nische?

Ich hab mich schon mehr als einmal gewundert (bzw. geärgert) daß alle Ergometer die ich zum Kauf gesehen habe, entweder Batterien oder ein Netzteil für die Versorgung ihres Mäusekinos brauchten. Was angesichts der Tatsache, daß diese Geräte recht nennenswerte Energiemengen vom Benutzer abfordern, schon absurd ist.

XL

Was ein Ergometer ist, weißt du also auch nicht. Aber Hauptsache, mal wieder einen Subthread gekapert zu haben, was?

XL

Ach wat. Es zeigt dass es moeglich ist. Ein E-Technik Spezi sollte genug Phantasie aufbringen um zu sehen wie man so ein altes Konzept zu einem Ergometer ausbauen kann.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/