Bräuchte Dringend Hilfe! Induktives Laden bzw. Stromübertrag

[Roadrunner88]

Hallo liebes Forum,

Ich hoffe ihr könnt mir helfen, bin ein wenig am verzweifeln!
Bin in der 13. Klasse und schreibe gerade meine Facharbeit über "Induktion im Straßenverkehr und die kabellose Stromübertragung zum Laden der Akkus von Elektroautos".
So weit ist bzw. war alles kein Problem, bis letzte Woche mein Lehrer meinte es wäre schön das auch praktisch zu demonstrieren.
Zuerst dachte ich kein Problem: Primäspule hier, Sekundärspule in ein zwei Zentimeter Abstand -> man wird schon was induzieren
Aber falsch gedacht, ich bekomme natürlich kein Ergebnis!
Mittlerweile habe ich schon Tage im Internet verbracht und diverse Seiten studiert. Hab mittlerweile herausbekommen das man einen hochfrequenten Wechselstrom benötigt, den man via eines Schwingkreises erzeugt und später mittels dioden wieder gleichrichtet. Vom Prinzip her kein Problem, doch es hakt wie so oft an der Umsetzung.
Nun ist meine Frage an euch: Hat jemand von euch einen Schaltplan bzw kann jemand helfen einen zu erstellen? Würde alles gerne an einem Modellauto demonstrieren, dessen Motor mit (7.2 V und 12A) läuft. Ob man den Motor zum Laufen bekommt wird eher unwahrscheinlich sein, da 12 A ne menge ist. Könnte mir aber vorstellen, das man den Akku auflädt oder zumindesten eine Lampe zum Leuchten bring.
Ich bitte um Vorschläge und Tipps!

Vielen Dank für euer Helfen

[hardware.bas]

Für eine LED sollte eigentlich ein Laboraufbau - ev. auch mit 50 Hz - reichen.
VG Micha

[Hubert.G]

Ich habe schon mehrfach eine Ladestation für eine elektrischen Zahnbürste repariert. Schaltung auf meiner Webseite. OralB.

[WL]

Such mal nach "Royer-Converter"

[Jakob L.]

Das Antreiben von dem Motor kannst du wohl vergessen, wenn du nicht entsprechende Erfahrung mit Leistungselektronik hast. Für eine Demonstration des Prinzips ist es aber auch völlig ausreichend, eine Led berührungslos zum Leuchten zu kriegen. Wenn das klappt, dann kannst du immer noch versuchen, den Akku zu laden.

Zur Erzeugung der Wechselspannung kann man einfach einen NE555 mit ein paar Widerständen/Kondensatoren nehmen. Die Frequenz sollte so zwischen 10 und 100 kHz liegen. Am Ausgang des NE555 würde ich eine Spule mit einem passend dimensionierten Kondensator (=> Serienresonanz) in Reihe anschließen. Für die Empfängerseite kannst du nach der Spule einfach einen Gleichrichter (4x 1N4148, normale 1N400X Dioden und viele fertige Gleichrichter sind für hohe Frequenzen nicht geeignet), einen Kondensator und dann die Led (mit Vorwiderstand) anschliessen.

[Manf]

Induktives Laden heute und das Laden von Elektroautos sind zwei Gegenpole für geringen und hohen Leistungsfluss. Das Nachladen einer Zahnbürste über Nacht für 2 min Betrieb ist etwas anderes als das Tanken eines Autos bei dem man heute eine Leistung von 20MW gewohnt ist. (Energie pro Tankfülldauer)

Dabei ist die Zahnbürste leichter im Induktionsfeld zu plazieren als ein Auto. Bei 2cm Abstand sollte man schon auch die Streufelder Berücksichtigen. Ein heruntergefallener Schlüsselbund kann da schnell einmal wegschmelzen.
Ich nehme mal an so war der Hinweis auf die Praxis gemeint.

[Roadrunner88]

erstmal vielen Dank für die sehr rasche Hilfe, Kompliment

@hardware.bas: Eigentlich wollte ich es ja so demonstrieren. funzt auch relativ gut mit 50hz über kurze distanzen. der lehrer meinte eben, es wäre eben schöner es selber zu bauen und keinen laboraufbau.

@WL: Vielen Dank. Habe unter dem Stichwort royer-converter sofort sehr gute schaltpläne gefunden. Werde mir heute gleich mal die benötigten
Komponenten besorgen und versuchen ihn nachzubauen. vielen dank, ich melde mich wieder so bald ich ein bzw kein ergebnis habe

@Jakob L.: Sehr interessant. Auf so ein NE555 wäre ich nie selber gekommen. Aber wenn ich es richtig verstehe, wäre somit der Schwingkreis hinfällig, da den hochfrequenten wechselstrom dieses kleine teilchen ausspuckt. Widerstände sind klar, damit ich es nicht zerstöre, oder? was du jedoch mit dem kondensator willst hab ich im moment noch keine ahnung. dioden zum gleichrichten und so sind klar, hab ich auch schon für anderen aufbau benötigt. nur wie gesagt die kondensator geschichte is mir noch nicht so klar.

@Manf: Is klar. wen man nur die Frequenzen des Stromes sieht, könnte man ja auch sein auto auf ein induktionskochfeld stellen

[Jakob L.]

Die Idee beim Induktiven Laden ist ja, dass das entlang aller größeren Straßen installiert ist und somit nur wenig mehr als die aktuell benötigte Motorleistung übertragen muss. Der Akku würde dann nur noch für das letzte Stück bis zum Ziel sowie für kurzzeitige Leistungsspitzen benötigt werden. Damit hätte man eine (nahezu) unbegrenzte Reichweite und könnte die Größe des Akkus (und den Verbrauch an Lithium) reduzieren. Technisch wäre das sicher möglich. Allerdings wird das nicht billig und man müsste einen guten Teil des Straßennetzes umrüsten, bevor die Leute anfangen, entsprechende Autos auch zu kaufen.

[Roadrunner88]

Das ist klar. Habe ich auch in meiner Arbeit im Schluss auch so als Fazit.

Die technische Umsetzung sei eben nicht primär das Problem. Eher die immensen Kosten zur Umrüstung, damit eben so ein Elektroauto alltagstauglich wird. Aber auch alleine die Strombeschaffung stellt schon teilweise ein hinderniss dar. Derzeit braucht D etwa 600TW/h, würden alle Leute auf Elektroautos umsteigen würden noch 1000TW/h hinzukommen

Da können dann unsere Umweltaktivisten mit ihrem schicken E-Auto zur Demo gegen Kernenergie fahren ))

[Jakob L.]

Wie kommst du auf die 1000 TWh für Elektroautos? In Deutschland werden pro Tag knapp 200 Millionen Liter Benzin verkauft. Bei einem Energiegehalt von ca. 9 kwh pro Liter und einem durchschnittlichen Motorwirkungsgrad von 25% (unter realen Fahrbedingungen) käme man auf eine Energiebedarf von 164 TWh/Jahr. Wenn man bei einem Elektroauto von etwa 75% Gesamtwirkungsgrad (Ladeelektronik + Akku + Motorregler + Motor) ausgeht, dann kommt man auf einen Gesamtverbrauch von 220 TWh/Jahr.

Ach ja: Pass bitte mit den Einheiten auf. Es sind TWh, nicht TW/h.