Liegerad – Liegefahrrad -Tadpole

Mit einem Liegerad beginnt es, das „Solar-Trike Projekt„. Ich konnte kürzlich ein gebrauchtes Liegefahrrad der Firma HP-Velotechnik erstehen. Das faltbare Tadpole Modell Gekko fx 20 soll als Basis für ein möglichst bequemes Reisegefährt dienen, welches seine Energie aus Sonne, Akku und Muskelkraft bezieht. Es soll weiterhin zulassungsfrei, nicht versicherungspflichtig und auf Radwegen erlaubt sein. Das bedeutet kurz zusammengefasst: max. 250 Watt-Motor, max. bis 25km/h Tretunterstützung – Details zum Thema und den Definitionen der unterschiedlichen E-Bikes findest Du hier beim Allgemeinen Deutschen Fahrrad Club.

Lurch auf „Gekko“ – HP-Velotechnik

Bestandsaufnahme – Liegeradkomponenten

Das Liegerad

Der Gekko fx 20 ist mE das ideale Fahrzeug, um meine kleinen Lernexperimente durchzuführen. Es ist nicht die Königsklasse der Pedelec-Trikes, bietet dieser gegenüber jedoch ein paar Vorteile wie den geringeren Anschaffungspreis, geringeres Gewicht, schnellere Faltbarkeit, kleinerer Wendekreis. Hier ein paar relevante technische Daten zum eingesetzten Liegefahrrad:

  • Breite: 85cm
  • Länge: 170cm (variabel, je nach Körpergröße)
  • Wendekreis: 4,2m
  • Gewicht inkl. div. Komfort-Zubehör: ca. 20kg
  • Bauart: Tadpole
  • Spurweite: 78cm
  • Radstand: 1m

Elektromotor – Nabenmotor

Der Motor, der beim Kauf bereits eingebaut war ist sicherlich kein High-End-Gerät aber er erfüllt seinen Dienst, unterstützt mich bislang bei normalen Radtouren vollkommen ausreichend und ist vergleichsweise günstig in der Anschaffung. Verbaut wurde ein Chrystalyte HT 3525, was einen Hinterrad-Nabenmotor mit folgenden technischen Daten bezeichnet:


  • maximale Geschwindigkeit: 25km/h bei 36V (EU konform)
  • hohes Drehmoment
  • Gewicht: 6,5kg
  • waterproof
  • Effizienz: 86%
  • Drehmoment 40 – 90Nm
  • Preis: € 395,– im Hersteller Shop
  • Weitere Infos zum Motor gibt es im technischen Datenblatt des Herstellers Crystalyte.

    Akku – Trinkflaschenakku für E-Bike / Pedelec

    Trinkflaschen-Akku für Pedelec 36V

    Trinkflaschen-Akku 36V 11.6Ah/418Wh

  • „Kontinuierliche Entlade-Stromstärke“: 15A
  • Pulse Entlade-Stromstärke: 18A (10 mins)
  • maximale Lade-Stromstärke: 2.35A
  • Gewicht: 2,7kg
  • Smart BMS (Über- und Unterladeschutz)
  • Preis: ca. € 320,–
  • Lurchs Blogbuch

    HP-Velotechnik Gekko fx 20 - Hinterrad, demontierte Reifen

    Das erste Lehrgeld wurde gezahlt und die erste Reifenpanne eingeheimst:
    Fahre niemals mit einem Tadpole mitten durch ein Schlagloch.“ Ok, die Reifen waren nicht mehr die Neuesten, ok das Schlagloch war recht groß und ja, es war meine eigene Schuld… man muss sich einfach ganz schnell daran gewöhnen, dass man nicht mitten über Hindernisse hinweg radeln kann, auch wenn die Vorderräder so wunderbar rechts und links daran vorbei gleiten…. Kurzum: Aktuell warte ich auf neue Reifen und Schläuche habe aber bei der Gelegenheit schon mal gelernt, wie man das Hinterrad inkl. Motor zum Reifenwechsel entfernt und wieder anbringt.

    Die Bereifung

    Dank Heiko, einem freundlichen Mitarbeiter der Firma HP-Velotechnik, habe ich nun erfahren, welche Bereifung für mein Projekt sinnvoll erscheint. Es gibt für den Gekko gleich 3 empfehlenswerte (und für E-Bikes zugelassene) Produkte der Firma Schwalbe:

    Schwalbe Tryker Reifen 20"
    „Tryker“ verfügt über abgeschrägte Reifenränder

    Aufgrund meiner kürzlich gemachten Erfahrungen mit dem Platten, habe ich mich zunächst für das robusteste und pannensicherste Modell entschieden: Den Schwalbe Marathon Plus, welcher auch für S-Pedelecs zugelassen wurde – dieser Reifen ist etwas schwerer, bringt aber die genannten Vorteile mit sich, die für mich ausschlaggebend sind. Nach den ersten 300km bin ich mit dem Reifen durchaus zufrieden, wechsle aber aus reiner Neugier auf eine „Neuentwicklung“ aus dem Hause Schwalbe:

    Das Modell „Tryker“ wurde, wie der Name vermuten lässt, speziell für Trikes entwickelt. Diese Reifenvariante berücksichtigt, dass die Reifen von Liegerädern in Kurven nicht seitlich abkippen wie bei normalen Fahrrädern. Ich kann den Reifen empfehlen solange man guten Untergrund, d.h. geteerte Radwege oder Straßen unter sich weiß. Er läuft ruhig und ohne nennenswerten Widerstand – man „spürt“ die Straße – daher sollte man auch über ein gut gefedertes Liegerad verfügen, denn mit meinem ungefederten Gekko halte ich ständig Ausschau nach Schlaglöchern oder auf der Strecke liegenden Steinchen. Echte Vorteile bzgl. des Fahrgefühls im Vergleich mit dem Marathon Plus fallen mir nicht auf – der Profi mit einem anderen Liegerad mag das anders sehen. Glücklicherweise gibt es für den Gekko einen echten Volltreffer in Sachen Bereifung:

    Meine vorerst endgültige Wahl steht nach der ersten Probefahrt mit dem Reifen fest: Big Apple! Unglaublich – der Reifen kompensiert die fehlende Federung meines Liegerads extrem gut und auf einmal sind Schotterpisten und kleinere Schlaglöcher kein Problem mehr. Ich kann Gekko-Fahrern den Schwalbe Big Apple Reifen nur empfehlen. Ein paar Dinge gibt es zu beachten, sofern das HP Liegerad mit einem Schutzblech ausgestattet ist. Das passt nicht auf Anhieb und ein paar Abstände müssen angepasst werden:

    Der Abstandshalter zwischen Rahmen und Schutzblech muss entfernt werden, damit genug Abstand für den neuen Reifen geschaffen wird. Bei den Vorderrädern hingegen müssen Abstandshalter (ca. 4mm) zwischen Schutzblech und Schutzblechhalterung eingeschraubt werden (ich verwende dazu die alten Muttern von Schlauchventilen, die passen genau – alternativ genügt natürlich jegliche Unterlegscheibe)

    Fazit: Für Gekko-Fahrer kommen m.E. nur noch besonders große und gut federnde Reifen in Frage – Split- und Schotterstrecken gibt es nahezu überall. Schlaglöcher und streckenweise schlechte Straßenbeläge sind ebenfalls nicht auszuschließen, damit muss jedes Fahrzeug klar kommen. Der kleine „Mehraufwand“ der Schutzblechanpassung sollte auf jeden Fall in Kauf genommen werden – es wird vom Gefährt in Form von Komfort und gutem Fahrgefühl zurückgezahlt.

    Werkzeug-Set zusammenstellen

    Um das später immer mitzuführende Werkzeugset für das Liegerad so zusammen zu stellen, dass am Ende nichts fehlt, sammle ich jedes Werkzeug, das ich im Rahmen meiner ganzen Bastel- und Umbauarbeiten benötige, in einer Kiste. Daraus entsteht am Ende ein kleiner Werkzeugkasten mit dem man alle Reparaturen am Modell Gekko fx 20 durchführen kann. Es gibt natürlich bereits vorgefertigte Werkzeugsets für Fahrräder, meistens fehlt aber etwas oder es ist Etliches drin, das man gar nicht benötigt – ich bin darauf aus zwar alles Notwendige dabei zu haben, aber möglichst kein überflüssiges Gewicht. Am Ende meiner Umbauarbeiten wird das Liegerad ohnehin einige Kilo schwerer sein als im Auslieferungszustand, da gilt es Gewicht zu sparen, wo es möglich ist.

    „Mehr Schatten!“

    Ob globale Erwärmung, Klima oder Wetter schuld sind, kann ich nicht sagen, ich weiß nur: Im Sommer ist es oftmals zu sonnig, um Rad zu fahren, ohne sich Gefahren für die Gesundheit auszusetzen. Abgesehen davon ist es nicht angenehm. Mein Gekko sitzt zwar noch aufgrund ausstehender Reifenlieferung im Trockendock fest, hat die Lösung für dieses Problem aber soeben montiert bekommen: Veltop.

    Solar-Gekko – Solar-Trike

    Mein Liegerad in der Grundversion ist inzwischen komplett zusammengestellt und befindet sich im regelmäßigen Einsatz. Ein ganz wunderbares Gefährt, welches durchaus auch als Basis für ein Solar-Fahrzeug dienen kann: Mein Solar-Gekko (Photovoltaik-Gekko klingt bescheiden, trifft es aber natürlich fachlich besser) wird aktuell zusammengebastelt… nach einigen Fehlversuchen bzgl. der Stabilität des „Dachaufbaus“, welcher als Fläche für die Photovoltaikzellen gedacht ist, schneide ich aktuell Aluminiumprofile zurecht und hoffe darauf, dass die dritte Version stabil genug für den Praxiseinsatz sein wird. Um nicht schweißen oder mein Liegerad beschädigen zu müssen, baue ich aus massiven Rohrschellen an den „Beinen“ des Gekko zunächst ein Fundament für das tragende Gestänge. Bald mehr dazu – hier ein paar erste Eindrücke meiner Fehlversuche, die aber immerhin schon eine Richtung erahnen lassen:

    Pedelec Akku mit Solarpanels laden

    Während ich noch auf Zulieferung der für meine Verkabelung notwendigen Stecker und Buchsen warte, überprüfe ich die Leistung meiner Solarpanels und erstelle ein kleines Messprotokoll des ganzen Ladevorgangs. Ich verwende zwei wie ich finde sehr gut ausgereifte Solar-Ladepanel der Firma „Allpowers“ (100 Watt). Die beiden faltbaren (!) Panels schalte ich in Reihe, um eine 36V (respektive 42V) Gleichstromquelle zu erhalten. Je ein Laderegler ist in den Panels bereits verbaut und man kann damit natürlich auch weiterhin einfach sein Handy oder sonstiges USB-Gerät aufladen. Mein erster Akku-Ladetest ist ein voller Erfolg und es dauert insgesamt 6,5 Stunden, um den Akku vom Ladestand 34% auf 100% zu bringen.

    Messprotokoll Solar Ladevorgang

    Der Ladevorgang startet am 16.07.2019 um 11:58 Uhr in Hessen bei leicht bewölktem Himmel. Ich mache mir nicht die Mühe und richte die Panels auf ~ 33 Grad zur Sonne aus, sondern lege sie einfach im Hinterhof auf den Boden.

    Das von mir genutzte System benötigt ca. 8 Sonnenstunden, um meinen Akku komplett zu laden. (36V, 11.6Ah, 417.6Wh, Lithium-Ionen Akku, Samsung SDI Zellen, Smart BMS). Angesichts des laienhaften Aufbaus eine respektable Leistung.

    Theoretisch müsste das reichen…

    ….meine Dachkonstruktion habe ich fertig gestellt und allen Unkenrufen zum Trotz ist das Gestell aus Aluminiumprofilen und diversen, massiven Rohrschellen, tragfähig und stabil. Darüber hinaus ist es faltbar und bietet Platz für 1m² Solarzellen der Art, wie ich sie nutze (faltbar mit Zwischenräumen – also Platzverschwendung) – rein theoretisch wäre Platz für 1,71m².

    Legen wir mal ein paar Werte für die Rechnerei zugrunde. Die Sonne, also unser Hauptenergielieferant bringt pro m² und bei aktuellen Wetterbedingungen ca. 800 Watt auf den Quadratmeter. Diese Leistung gilt es zu nutzen. Meine Panels weisen einen Wirkunsgrad von ca. 24% auf. Folgende Angaben habe ich aus [Quelle:] Wikipedia erfahren:

    Sonnenschein, klarer bis leicht diffuser Himmel:
    Sommer: 600–1000 W/m²
    Winter: 300–500 W/m²

    Sonnenschein bei leichter bis mittlerer Bewölkung
    Sommer: 300–600 W/m²
    Winter: 150–300 W/m²

    stark bewölkt bis nebelig-trüb
    Sommer: 100–300 W/m²
    Winter: 50–150 W/m²

    Nach π mal Daumen und P=U*I müsste die maximale mir zur Verfügung stehende Leistung ca. 200-250 Watt betragen. Theoretisch wären auf derselben Fläche unter Einsatz nicht faltbarer Panels Werte von bis zu 430 Watt möglich (bei 24% Wirkungsgrad der Solarzellen). Ob meine Rechnung in der Realität aufgeht und der Motor sich mit der Leistung begnügen wird, sehe ich später im:

    Praxistest – Trike-Fahren mit Sonnenenergie

    Meine erste Fahrt mit dem aktuellen und vorerst letzten Prototypen wurde erfolgreich beendet. Mein Vehikel schafft es auf ebener Strecke, ohne dass ich eigene Kraft aufwenden müsste (ich bewege einfach nur die Pedale, da mein Pedelec-Motor sonst natürlich nicht anläuft) auf bis zu 15km/h. Allerdings läuft der Motor nur in der ersten von insgesamt 5 Unterstützungsstufen an. Was das genau in Leistungszahlen bedeutet, werde ich in den kommenden Wochen hier noch aufschlüsseln – die Messreihe beginnt, sobald das bestellte Wattmeter eingetroffen ist. Bei Steigungen tut sich mein Liegerad wesentlich schwerer die insgesamt ca. 100kg zu bewegen. Steigungen bis ca. 5% sind mit der aktuellen Konfiguration möglich. Fakt bleibt leider, dass mein Gefährt noch zu wenig Fläche für Solarpanels bietet – mehr Fläche allerdings würden es für den praktischen Einsatz disqualifizieren.

    Gewichtiges

    Der gesamte Aufbau inkl. aller Kabel, Profile, Schräubchen und Panels wiegt 7350g und ist somit als vergleichsweise leicht für ein doch recht stabiles Solardach zu betrachten. Schon jetzt nimmt der Aufbau zusammengeklappt kaum Platz in Anspruch und kann bequem verstaut werden – dennoch werde ich 4 weitere feststellbare Winkel einbauen und das Konstrukt soweit verkleinern, dass es in die Satteltaschen passt.

    • Solarpanels: 2325g / Stück
    • Aluminiumprofile (Dach): 1470g
    • Säulenhaltung & Schellen: 1230g

    Fazit & Ausblick

    Der Solar-Gekko ist in seiner jetzigen Form funktioniert, ist aber natürlich noch ein sehr primitiver Prototyp. Für Globetrotter oder Langstreckenfahrer durchaus brauchbar, denn neben der Energie schützt das Dach ja auch vor Sonne und Regen. Praktischer wäre natürlich ein alltagstaugliches Solargefährt als Autoersatz (kleiner Transporter mit etwas über einer Europalette Ladefläche) für Strecken bis zu 80km. Ein solches zusammenzustellen habe ich mir als Ziel gesetzt – dies allerdings werde ich erst in den kommenden Jahren verwirklichen. Die groben „Pläne“ dafür sind bereits gereift und werden ein Quad-Lastenrad zur Basis haben, welches mit einem Schneckengetriebemotor und genug Fläche für Solarpanels ausgestattet ist. Die dann fest installierten Panels werden ebenfalls die Funktion von Regendach und Seitenwänden erfüllen. Eine Automatik wird regeln, wie die zur Verfügung stehende Sonnenenergie genutzt wird und ob es anstelle den Akku zu laden aktuell Sinn macht den Motor direkt zu speisen. Der Motor wird über eine Bremskraftrückgewinnungsfunktion (tolles Wort) verfügen, um so weitere Energievorteile zu erlangen. Schätzungsweise wird das Gefährt mit allem drum und dran um die 7.500 Euronen und sehr viel Zeit verschlingen. Ich fange nun mit dem Sparen an und danke für die Aufmerksamkeit und das Verfolgen meines Beitrags. Wenn Fragen oder Anregungen existieren, melde Dich am einfachsten über Facebook oder via Mail an liegerad [at] cunu.de

    Lurch

    PS: Hier noch auf die Schnelle ein Entwurf, den ich mangels Kugelkopfscharnier (an manchen Schraubstöcken sind welche dran, die stabil und groß genug sind) leider nicht umsetzen konnte. Vielleicht irgendwann – ich würde mich natürlich sehr freuen, wenn ein Tüftler oder Bastler auf den Zug aufspringt und die Solarpanelhalterung so umsetzten kann (Stufenlos und schnell auf die Sonne ausrichtbar, falls sich die Fahrtrichtung mal für längere Zeit ändern sollte oder bei langen Fahrten nachjustiert werden muss):

    Solar Panel Halterung auf Fahrrad - Kugelkopf Scharnier

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