Die Lichtmaschine meines Motorrads, einer BMW R100GS PD von 1989 hat von Werk aus eine zu schwach ausgelegte elektrische Leistung. Für lange Zeit war das Motorrad der Inbegriff der Reiseenduro überhaupt. Als hubraumstärkstes Motorrad ihrer Klasse war es das meistverkaufte Motorrad in Deutschland. Dennoch finden sich einige konstruktive Schwachstellen, insbesondere bei der Elektrik.
Bei einer Motordrehzahl von ca. 4000 rpm erreicht diese bei 12 V etwa 17 A, entsprechend 200 W.
Folgende elektrische Verbrauchen stehen dem gegenüber:
- Hauptscheinwerfer 55 W
- Rücklicht 5 W
- Standlicht 3 W
- Nebelscheinwerfer 35 W
Das macht zusammen schon fast 100 W und weitere Verbraucher wie Motorradcomputer, Ladegerät für Laptop, Handy etc., GPS oder Heizgriffe sind dabei noch gar nicht aufgeführt. Zudem werden die 200 W der Lichtmaschine erst bei hoher Drehzahl erreicht. Das bedeutet im Stadtverkehr und auf Kurzstrecke ein permanentes Problem eines Ladungsdefizites. Ich hatte zunächst überlegt die Werkslichtmaschine gegen eine verstärkte Variante mit einer elektrischen Leistung von 600 W zu verwenden oder einen anderen Laderegler zu nutzen. In den 1980er Jahren wurden diese Motorräder zum Teil bei der deutschen Polizei eingesetzt und hatten erwartungsgemäß die gleichen Probleme mit einer ungenügenden elektrischen Leistung der Lichtmaschine im Stadtverkehr. Damals hatten diese Motorräder einen Laderegler der die Ladespannung der Starterbatterie permanent auf 14,4 V angehoben hat. Das verringert nicht den Mangel an Leistung aber umgeht zumindest das Problem einer zu geringen Ladespannung bei niedriger Motordrehzahl. Schweirig wird es im Hochsommer bei hohen Temperaturen. Dann liegt die Ladespannung mit 14,4 V oberhalb der Gasungstemperatur von Blei-Batterien und es kommt zum schnellen Verschleiß und Ausfall der Batterie. Die stärkere Lichtmaschine wäre daher eine gute Lösung gewesen, war mit aber mit einem Preis von fast 500 € einfach zu teuer.
Stattdessen wollte ich eine unkonventionelle aber für mich optimale und kostengünstige Lösung finden. Zunächst hatte ich die Idee die Abwärme der Motorkrümmer und den Auspuffes zu nutzen um über thermoelektrische generatoren Strom zu erzeugen. Das wäre angemessen unkonventiell und extravagant aber die nutzbare elektrische Leistung wäre einfach zu gering gewesen und auch nur dann nutzbar wenn das Motorrad läuft.
Stattdessen hatte ich die Idee eines Top Case für den Motorradgepäckträger und darauf einer Solarzelle. Einen Motorradkoffer wollte ich ohnehin haben um darin meinen Helm verstauen zu können und eine Solarzelle darauf zu befestigen fand ich eine einfache, billige und effiziente Lösung. Da fertige Motorradkisten lächerlich teuer sind habe ich mich stattdessen entschlossen eine Staukiste für den seitlichen Unterfahrschutz bei Pritschenwagen zu nehmen. Diese sind günstig, sehr robust, vielfach im Einsatz, wasserdicht und in vielen Ausführungen erhältlich. Darauf wollte ich die größtmögliche Solarzelle verbauen. Der Vorteil der Solarzelle war für mich, dass diese zwar nur einen geringen Ladestrom hat, aber die Batterie immer lädt, ganz egal ob ich fahre oder nicht. Und über die Zeit so immer für eine ausreichend geladene Batterie zu Sorgen. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit darüber bei weitem Reisen und längeren Standzeiten des Motorrads eine Powerbank laden zu können.
Ich habe mich für einen LKW Staukasten aus Kunststoff mit den Maßen 410x348x340 mm und einem Volumen von 29 L entschieden. Darin lässt sich mein Motorradhelm und die Ladesteuerung der Solarzelle wunderbar verstauen. Diese hatte mit 45 € einen angemessenen Preis für eine hervorragende Verarbeitungsqualität. Darauf habe ich mittels mehrere 3D-gedruckter Halterungen eine monokristalline 20 W Solarzelle angebraucht. Diese hat mit einer Nennleistung von 20 W, Vmp von 18,4 V bei einem Imp von 1,09 A eine ausreichende Leistung. Mit den Einbaumaßen von 370x345x25 mm passt sie genau auf die Staukiste.
Die Kiste selber ist ebenfalls mittels mehrerer 3D-gedruckter Halerungen direkt am Gepäckträger des Motrrads sicher befestigt. Da die Box als Ladung gilt bestehen keine Probleme mit dem TÜV. Die Solarzelle ist luftig montiert um darunter eine gute Luftzirkulation zu gewährleisten.
Die Laderegelung ist einfach als PWM ausführung gestaltet. Das macht sie nicht sehr effizient, aber robust und sehr günstig. Ich habe zwei DC-DC Step-Down wandler verbaut und beide Jeweils mit einer Diode gegen Rückströme gesichert. Der eine Abwärtswandler ist im Winter auf eine Ladespannung von 14,2 V und im Sommer auf 13,9 V eingestellt. Der zweite Wandler ist auf 5 V eingestellt und endet in einer USB-A Buchse undd ist als Ladepunkt für USB-Geräte nutzbar.
Ich habe dieses System für mehrere Monate im Einsatz und bin bisweilen mehr als zufrieden. Es übertrifft bei weitem meine Erwartungen.
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