Wie ein hydropneumatisches menschliches Kraftwerk funktioniert

Nur wenigen wird bekannt sein, seit dem industriellen Abbau von Kohle und vorher Torf, gibt es auch Skepsis. Die wahrgenommene Geschichte gibt aber dem vordergründig Erfolg den Vorzug. Obwohl Holland etwa 10% seines Landes durch den massiven Abbau von Torf unter Wasser setzte, hörte die städtische Bevölkerung nicht auf nach immer mehr Reichtümern zu suchen.

Danach kam England und es gab schon zu der Zeit prominente Skeptiker wie Jevons oder die Diggers Bewegung. Bevor es zu der massiven Elektrifizierung und Dieselfizierung kam, gab es auch Kraftübertragungen mit der Hilfe von Stangen, Seilen oder Wasser.(siehe auch meinen Schwerkraft zu kWh Rechner)

Im Mittelalter wurde Wasserkraft direkt für Schmieden, Webereien, Mühlen und so weiter verwendet. Noch heute gibt es auf Flüssen schwimmenden Werkstätten in Österreich als Museen. Der Künstler und Forscher Kris De Decker aus Holland hat jetzt versucht Energie und unsere Abhängigkeit von Strom mit diesem besonderen Fitness Projekt zum Thema zu machen. Das menschliche Kraftwerk, welches genug Energie für ein 22 Stöckiges Studentenheim erzeugen soll.
Inklusive Warmwasser und Heizung, welche selbst bei einer Holz Heizung oft Nachteile birgt. Jeder aufmerksame Beobachter kann immer wieder polnische Trucks voller Holzschnitzel bei den EVN Fernwärmekraftwerken beobachten. Da drängt sich der Verdacht auf, mit unserer Wärme könnte die für die Rodung von Urwälder wie Bialowieza verantwortlich sein.

***

Das menschliche Kraftwerk ist ein funktionierender Prototyp eines Muskelkraftgenerators, der von einer Gruppe von Menschen benutzt wird. Wir haben mit Machern und Sporttrainern zusammengearbeitet, um Übungsmaschinen zu bauen, die für verschiedene Arten von menschlichen Energiequellen geeignet sind, Spaß machen und sozial einsetzbar sind und eine maximale Leistung zu erzeugen.

Das menschliche Kraftwerk ist eine allumfassende Off-the-Grid-Lösung. Es kann überall und zu jeder Zeit Energie liefern, vorausgesetzt, der Mensch kann motiviert werden, es zu betreiben. Das Kraftwerk liefert Energie in Form von Elektrizität, Wasser unter Druck und Druckluft. Es ist aus einfachen und haltbaren Teilen gebaut.

***

Dieser Tage werden selbst die kleinsten körperlichen Anstrengungen automatisiert und motorisiert. Zur gleichen Zeit, um in Form zu bleiben und gesund zu bleiben, gehen wir ins Fitnessstudio, um zu trainieren und Energie zu erzeugen, die verschwendet wird. Das menschliche Kraftwerk stellt die Verbindung zwischen körperlicher Bewegung und Energieverbrauch wieder her.

Lektionen aus dem Fitnessstudio

Während der Forschungsphase folgten wir einem Fitnessprogramm, um bessere menschliche Energiequellen zu werden. Dies war eine sehr lehrreiche Erfahrung. Eines der ersten Dinge, die wir gelernt haben, ist, dass es wichtige Unterschiede zwischen Individuen gibt.

Melle, das Kraftpaket in unserem Team, konnte auf fast jeder Maschine ein schwereres Gewicht heben. Kris dagegen schien eine bessere Ausdauer zu haben und konnte Melle mit Trizeps und Schulterübungen schlagen. Solche Unterschiede sollten berücksichtigt werden, um eine optimale Energieproduktion zu erreichen - es gibt keine vorgefertigte Lösung.

Wir haben auch herausgefunden, dass Trainingsgeräte für Krafttraining in sehr kurzer Zeit viel Kraft erzeugen und somit eine interessante Ergänzung für stationäre Radsportmaschinen für die menschliche Kraftproduktion darstellen. Da die meisten von ihnen auf der Grundlage von Anhebungsgewichten arbeiten, kann ihr Leistungspotential berechnet werden.

Eine andere Sache, die wir gelernt haben, ist, dass Turnhallen ziemlich langweilige Plätze sind. Das Fitnessgerät ist so positioniert, dass Menschen in die gleiche Richtung schauen, was die gesamte Kommunikation ausschließt. Und während ein stationäres Fahrrad als die energieeffizienteste menschliche Kraftmaschine gilt, haben wir festgestellt, dass das stationäre Radfahren keinen Spaß macht.

Für die Gestaltung unseres menschlichen Kraftwerks wollten wir diese Fragen ansprechen.

Hydraulisch-pneumatisches System

Das menschliche Kraftwerk besteht aus mehreren Trainingsgeräten, die um ein Energiespeicher- und Regelgerät herum angeordnet sind. Etwa die Hälfte der Übungsgeräte pumpen Wasser in ein Druckgefäß, während die andere Hälfte Luft in einen kleineren Tank pumpt.

Die Luft aus dem kleineren Behälter komprimiert dann das Wasser in dem größeren und erhöht das Energiepotential des hydropneumatischen Speichers (kleiner + großer Tank).

Als nächstes wird unter Druck stehendes Wasser zu einem Pelton-Rad geführt , das mechanische Energie oder Elektrizität liefern kann (wenn es mit einem Generator gekoppelt ist). Das Wasser fällt von der Wasserturbine in ein Auffangreservoir, von wo aus es wieder in den Speicher gepumpt werden kann.

Menschenbetriebene Jacuzzi

Der Aufnahmebehälter dieses geschlossenen Wassersystems wird in eine Dusche / Jacuzzi umgewandelt, wo Stromerzeuger nach ihrer Anstrengung abkühlen und entspannen können.

Der von der Peltonturbine erzeugte Strom kann zur Erwärmung des Wassers des Whirlpools verwendet werden, während Druckluft Blasen erzeugen kann und Wasser unter Druck Wasserstrahlen erzeugen kann .

Eine nachhaltige Batterie

Wir haben uns aus mehreren Gründen für Wasser unter Druck und Druckluft entschieden. Erstens wollen wir Energie sichtbarer und hörbarer machen. Elektrizität wird überall um uns herum verwendet, aber diese Energieflüsse sind leise und unsichtbar. Wenn wir uns auf Energie konzentrieren wollen, müssen wir uns dessen bewusst sein.

Zweitens ermöglichen Wasser und Luft, Strom ohne den Einsatz von chemischen Batterien und Elektronik zu erzeugen - die keine nachhaltigen Komponenten sind. In unserem Muskelkraftgenerator übernimmt der hydropneumatische Akku die Rolle der Batterie und des Spannungsreglers.

Auf diese Weise können kleine Schwankungen der menschlichen Energieproduktion geglättet werden, wobei die Spannung konstant gehalten wird. Längerfristige Energiespeicherung wird von den Menschen selbst geliefert. Im Gegensatz zu Solar- und Windenergie ist die menschliche Kraft immer verfügbar .

Das menschliche Kraftwerk besteht aus einfachen und größtenteils gespülten Teilen. Die Maschine kann von einem Installateur gewartet und repariert werden. Im Gegensatz zu chemischen Batterien, die alle paar Jahre ausgetauscht werden müssen, kann das menschliche Kraftwerk jahrzehntelang betrieben werden.

Trainingsmaschinen

Das menschliche Kraftwerk ist eine fortschreitende Arbeit. Jedes Mal, wenn die Vorrichtung an einen anderen Ort gebracht wird, verbessern, einpassen oder ersetzen wir Trainingsgeräte. Die nachfolgend beschriebenen Maschinen betreffen die Einrichtung in Deventer, Niederlande, wo das menschliche Kraftwerk im Juli / August 2017 ausgestellt wurde

1. Reverse Hack Squat

Die Reverse Hack Squat ist auf Krafttraining ausgerichtet. Eine Person steht mit gebogenen Knien unter der Bar und streckt seine oder ihre Beine. Die Übung baut hauptsächlich Beinmuskeln auf und stärkt die Knochen und die Sehnen.

Dieses Trainingsgerät wandelt menschliche Kraft in Druckluft um, die dazu verwendet wird, Wasser unter Druck zu setzen. Die Maschine produziert auch einen wunderbaren Klang.

Unsere Beine sind ungefähr vier Mal stärker als unsere Arme, und diese Trainingsmaschine ist unser leistungsstärkster Hersteller von Druckluft. Die Anstrengung, die erforderlich ist, um den Stab anzuheben und nimmt zu, wenn sich das Druckgefäß füllt.

2. Der Cross Trainer

Der Cross Trainer ist das archetypische Trainingsgerät für das Ausdauertraining. Die Übung stärkt das Herz und die Lunge.

Fast alle Muskeln werden verwendet, aber die Belastung des Körpers ist am schwersten an den Beinen und Schultern. Die Muskeln des Rumpfes werden ebenfalls verwendet, insbesondere zur Aufrechterhaltung der Stabilität.

Die Arme drücken die Hebel nach vorne und hinten. Diese Bewegung pumpt Wasser in den Druckbehälter. Die Beine werden auf und ab bewegt, als ob sie die Treppe hinaufgehen würden. Diese Bewegung pumpt Luft in das Druckgefäß.

Gleichzeitig bewegen sich Arme und Beine, ähnlich den Bewegungen beim Langlauf. Zwei Personen können die Maschine bedienen, während sie sich gegenseitig betrachten, was eine intime Atmosphäre schafft. Die Maschine macht viel Lärm.

3. Bizeps und Trizeps-Erweiterung

Diese Trainingsmaschine, die Druckluft produziert, kann von vier Personen gleichzeitig betrieben werden.

Eine Person bedient die Fußpedale, die ähnlich wie die Fußpedale des Cross-Trainers funktionieren, die wir oben beschrieben haben. Zwei Personen trainieren ihren Bizeps und Trizeps, indem sie die Griffe auf beiden Seiten nach oben und unten bewegen.

Eine vierte Person dreht das Holzrad, das einen Luftkompressor betreibt. Letztere produziert köstliche Furzgeräusche und ist sehr beliebt bei Kindern und Erwachsenen, die sich weigern erwachsen zu werden. 

Der manuell betriebene Luftkompressor ist überraschend effektiv. Wir wollen es weiter verbessern, indem wir ein besseres Schwungrad hinzufügen, das von einem kleineren Handrad gedreht wird.

4. Schweres Zugziehen

Der Heavy Pull Drag erzeugt in kurzer Zeit eine große Menge an Kraft. Die Maschine ist von Menschen gezeichneten Kanal Boote aus früheren Zeiten inspiriert . Als Übungsgerät erschien es in den 1990er Jahren für amerikanische Fußballspieler.

Um Strom zu erzeugen, legt der Bediener einen Kabelbaum mit einem daran befestigten Kabel an. Das Kabel ist um eine alte Autokante gewickelt, die an einer leistungsstarken Membranpumpe befestigt ist.

Der Bediener läuft beim Tragen des Geschirrs vorwärts oder rückwärts und hält seinen Körper so tief wie möglich am Boden. Vorwärts trainiert die Rückenmuskulatur, rückwärts trainiert den Quadrizeps in den Beinen und zieht seitwärts die Hüftmuskeln.

Der Heavy Pull Drag ist unsere leistungsstärkste Wasserpumpe. Obwohl es sehr gut funktioniert, braucht es einige weitere Verbesserungen. Der wichtigste ist ein Mechanismus, der das Kabel automatisch einrollt.

Wo ist das menschliche Kraftwerk?

Juni 2017:Zero Footprint Campus , Utrecht, Niederlande.
Juli / August 2017: Kunstenlab, Deventer, Niederlande.
September 2017: Archipel, Antwerpen, Belgien.