Elektroschlepper mit Rekuperation? Hat da schon mal jemand drüber nachgedacht?

Hallo zusammen,

Wenn ich bei uns auf dem Platz den E-Schleppern zuschaue (und seit neuestem auch selbst schleppe) stelle ich mir immer wieder die Frage, ob man die Energie vom Sinkflug (ja, genau die, die man dann vor der Landung so mühsam aushungert oder mit Klappen verheizt) nicht in irgendeiner Form wieder in die Akkus bekommen und damit vielleicht einen Schlepp mehr rausholen könnte... Das Flugprofil ist mit "Steil Hoch und Steil wieder Runter" natürlich extrem.
Bei Autos gibt es Rekuperation, aber da ist die erzielbare Energieaufnahme des Antriebsstranges vermutlich auch etwas höher als bei einem Propellerflugzeug, wo dieser dann quasi als Windkraftanlage arbeiten würde, aber da die Fragestellungen bei Propellern und Windrädern auch immer wieder die gleichen sind scheint der Gedanke erstmal nicht völlig abwegig, oder?

Hat sich da schon mal jemand Gedanken drüber gemacht? Oder gibt es sowas sogar schon? Wieviel kann man damit herausholen?

Grüße,
Christian

Gibt es, kostet aber:

http://www.sinusleistungssteller.de/High.html

Hallo,

habe es nur mal schnell überschlagen. Kann vielleicht noch mal jemand checken.

Bei 12S und 10Ah hat man 456Wh bzw. 1,6MJ Energie. Damit schafft man bspw. 5 Steigflüge. Also 330kJ pro Flug.
Der Flieger wiegt 15kg und steigt 300m. Er hat 44kJ potentielle Energie. Wenn man 50% Rekuperationseffizienz annimmt kann man 22kJ rückspeisen. Macht 7% Gewinn.

Dafür würde ich keinen Regler für 1500€ kaufen.

Stefan

PS: die Zahlen erscheinen mir plausibel. Habe aber nur 5 Minuten drüber nachgedacht. Vielleicht stimmen die Annahmen nicht.

Ich denke auch bei der erzielbaren Rückspeisung wäre es sinnvoller für das zusätzliche Gewicht eines solchen Reglers lieber mehr Akkukapazität in den Flieger zu bringen.

Aber von der Idee her auf jeden Fall ein interessanter Ansatz!

Bedenkt bitte auch das der mögliche Ladestrom bei üblichen Lithiumpolymerzellen mit Graphit-Anode prinzipbedingt weit unterhalb des Entladestrom liegt. Eine Zelle die 20C abgeben kann, kann nicht mit 20C geladen werden, eher mit 2C mithin nur 1/10 des maximalen Entladestroms. Der Einbau von Superkondensatoren als Puffer und der damit nötige Aufwand scheidet aus Gewichtsgründen bei Modellen eher aus.

Die Wirkung einer solche Rückspeisung in den Antriebsakku ist also prinzipbedingt begrenzt.

Gruß

Frank

darkworld schrieb:

...Bei Autos gibt es Rekuperation, aber da ist die erzielbare Energieaufnahme des Antriebsstranges vermutlich auch etwas höher als bei einem Propellerflugzeug ...

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Die erzielbare Rückgewinnung bei einem Radfahrzeug ist nicht nur "etwas höher", sondern erheblich größer.

Beim Steigflug wurde ja zusätzliche Energie benötigt, weil der Segler am Seil hing. Dieser Anteil ist schon 'mal verloren. Bei einem Flugzeug wird ein großer Anteil der Antriebsleistung zur Überwindung des Luftwiderstands benötigt, diese Energie lässt sich natürlich auch nicht zurückgewinnen.

Bleibt also nicht mehr viel, was sich zurückgewinnen ließe und da unsere Luftschrauben für den Antrieb optimiert sind und nicht für den Einsatz als Windrad, wäre der Wirkungsgrad bei einer potenziellen Rekuperation sehr niedrig. Das lohnt den Aufwand nicht.

Jürgen

BZFrank schrieb:

Bedenkt bitte auch das der mögliche Ladestrom bei üblichen Lithiumpolymerzellen mit Graphit-Anode prinzipbedingt weit unterhalb des Entladestrom liegt. Eine Zelle die 20C abgeben kann, kann nicht mit 20C geladen werden, eher mit 2C mithin nur 1/10 des maximalen Entladestroms. Der Einbau von Superkondensatoren als Puffer und der damit nötige Aufwand scheidet aus Gewichtsgründen bei Modellen eher aus.

Die Wirkung einer solche Rückspeisung in den Antriebsakku ist also prinzipbedingt begrenzt.

Gruß

Frank

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Das stimmt nicht mehr ganz. Meine aktuellen Thunder Power Magna nehmen 12C Ladestrom! Bei 3850mAh muss man da erst mal ein passendes Ladegerät finden :-)
Ich habe es an 1800mAh und 16A ausprobiert, ging problemlos ist aber auch unter 10C.

marvin schrieb:

Das stimmt nicht mehr ganz. Meine aktuellen Thunder Power Magna nehmen 12C Ladestrom! Bei 3850mAh muss man da erst mal ein passendes Ladegerät finden :-) ...

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Ich glaube nicht, dass Du einen Regler finden wirst, der für eine 12C Ladung deiner Akkus "approved" ist. Selbst für 2C Laderate ist mindestens ein Balancer erforderlich.

*Max charge rate is possible when using approved charger and balancer combinations ONLY. Max charge rate is 2C when using all other combinations.

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lobenswerte Idee, aber praktisch leider kaum sinnvoll umzusetzen.

Anderer Ansatz: Verloren sind die potentielle Energie des Schleppers und die für seinen Luftwiderstand verbrauchte Energie.
Also muss der effiziente Schlepper möglichst leicht und klein sein, nur eben groß genug um den Antrieb zu tragen und beim Schlepp noch gut erkennbar zu sein.
Scalemodelle sind da ungeeignet, ehr Zweckmodelle in Richtung PAF-Trainer, aber leichter/kleiner.

Ohne jetzt etwas durchzurechnen schätze ich aus dem Bauch heraus, dass da mehr Eneregieeinsparung möglich ist, als bei Rückspeisung.

Gruß
Rene'

Für einen guten Generator-Wirkungsgrad müsste der Prop rumgedreht werden. So a la 160° Verstellprop oder "Wendeprop". Dann kehrt sich aber auch die Drehrichtung um.
Siehe hier, erstes Bild:
https://www.wind-energie.de/infocenter/technik/funktionsweise/aerodynamik-rotorblaetter

Ich vermute aber auch, Komplexität und resultierendes Mehrgewicht sind in mehr Akkukapazität besser investiert.


..zudem, würde man rekuperieren, müsste man langsamer sinken als bei Schleppern üblich, um wenig Energie am Widerstand des Flugzeugs selbst zu verlieren, und mehr der potentiellen Energie in den Generator zu bekommen. So ein Flug würde dann länger dauern als normal, was nicht immer im Sinne des Schleppbetriebs ist.


Claus

SpeedFlap schrieb:

... zudem, würde man rekuperieren, müsste man langsamer sinken als bei Schleppern üblich, um wenig Energie am Widerstand des Flugzeugs selbst zu verlieren, und mehr der potentiellen Energie in den Generator zu bekommen. So ein Flug würde dann länger dauern als normal, was nicht immer im Sinne des Schleppbetriebs ist.

Claus

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Langsameres Sinken wäre nicht erforderlich. Wenn der Prop ordentlich bremst darf der Abstieg ruhig senkrecht sein.

Selbst bei optimalen Komponenten dürfte der Wirkungsgrad für eine Ladung <<30% sein.

Jürgen

akafly schrieb:

Verloren sind die potentielle Energie des Schleppers und die für seinen Luftwiderstand verbrauchte Energie.

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Sicher nicht. Die potentielle Energie des Schleppers ist neben dem vernachlässigbaren Restschwung die einzige wiedergewinnbare Energie.

Stefan

Jürgen Heilig schrieb:

Ich glaube nicht, dass Du einen Regler finden wirst, der für eine 12C Ladung deiner Akkus "approved" ist. Selbst für 2C Laderate ist mindestens ein Balancer erforderlich.

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Eher ein theoretisches Problem. Bei einer Rückspeisung von <10% der zuvor entnommenen Energie ist die Überladung ausgeschlossen. Balancer sind hier überflüssig. Bei extrem hohen Ladeströmen und hohem Ladezustand könnte die Zellspannung über 4,2V steigen. Vielleicht kann so ein smarter Regler das verhindern. Zur Not sinkt man beim ersten Schlepp etwas langsamer. Beim zweiten Steigflug ist das Thema erledigt.

Stefan

Hmmmpf, das deckt sich ja mit meinen Vermutungen...
Bei dem Preis lohnt es sich definitiv nicht. Aber auch die Berechnung des maximal nutzbaren Energierahmens leuchtet ein, danke dafür. Alleine das bedeutet ja, dass ein Nutzwert nicht zu erreichen ist...

Grüße,
Christian