Human Energy Harvesting Beschreibt den Prozess der Umwandlung menschlicher Leistung in Strom. Unser Bachelorprojekt besteht aus drei exemplarischen Alltagsprodukten, die auf diesem Konzept basieren. Eine elektrische Zahnbürste, ein Fahrradlicht und Knochenschallkopfhörer sollen das Potenzial dieses Konzeptes verdeutlichen. Jedes der drei Produkte wird auf unterschiedliche Weise betrieben und sind damit vollständig autark.

Was wäre, wenn die erneuerbaren Energiequellen der Zukunft….

Menschen wären?

Unser Ziel ist es, eine Schnittstelle zu finden, zwischen einem bewegten Teil und einem elektrischen Kleingerät, bei dem ein Redesign als autonomes Produkt sinnvoll ist. Es sollte einen geringen Mehraufwand fordern, eine “Notwendigkeit/Rechtfertigung” besitzen und möglichst simpel in den Alltag integrierbar sein.

Elektrische Zahnbürste
Die Zahnbürste verfügt über ein Element, an dem zwei bis drei mal gezogen werden muss. Danach ist sie betriebsbereit, und der Akku ist ausreichend geladen, um damit drei Minuten lang die Zähne zu putzen. Um eine möglichst natürliche Handhaltung zu erreichen, sollte die Zugbewegung horizontal und eine ausreichende Grifffläche gegeben sein. Deshalb konzipierten wir dieses zentrale Zugelement so, dass es um vom Korpus gelöst werden zu können, zunächst 90 Grad gedreht werden muss. Dadurch kann man, je nach individueller Nutzung, die Schnur zwischen Zeige-und Mittelfinger nehmen und die Zugleiste ganz einfach umgreifen. Die Schnur sollte außerdem möglichst mittig sitzen und sich aus hygienischen Gründen nach innen aufwickeln. Sobald man nach zwei bis drei mal ziehen genug Strom in den Akku eingespeist hat, leuchtet eine LED um den An/Aus Knopf auf. Basierend auf den ersten gestalterischen Ideen und Entwürfen, sowie der natürlichen Greifbewegung, sollten Harvester und Verbraucher eine gestalterische Einheit bilden. So lässt sich bei der Zahnbürste eine formale Durchdringung wahrnehmen, was den Fluss des Stromes widerspiegelt. Diese formal und metaphorisch zusammenhängende Komponenten sind deshalb auch in der gleichen Farbe hervorgehoben.

Der Bürstenkopf wird nicht, wie bei den meisten elektrischen Zahnbürsten, als komplettes Teil mit Hals gewechselt, sondern lediglich der kleine Teil, in dem die Borsten sitzen. So lässt sich unnötiger Müll vermeiden. Die Borsten sind in verschiedenen Farbkombinationen sowie Härtegraden verfügbar.

Fahrradlicht
Das Fahrradlicht wird durch eine kleine Windturbine betrieben, die sich durch den Fahrtwind dreht. Dabei entsteht weniger Widerstand als bei einem klassischen Dynamo. Auch hier war uns wichtig den Fokus auf das Harvestingelement zu setzen.
Auch die Einkerbungen am Drehrad sind Orange eingefärbt, mit Ausnahme einer grün eingefärbten Nut. Diese zeigt beim Aufdrehen der Klappe an, wann diese geöffnet oder geschlossen ist. Mit Hilfe eines Lichtsensors schaltet sich dann beim Öffnen das Licht ein und beim Schließen wieder aus.

Das Gehäuse muss rückseitig in jedem Fall offen sein, da es ansonsten einen Rückstau gibt. Eine Trichterförmigkeit ist von großem Vorteil, da so mehr Luft eingefangen wird und diese beim Zusammenführen beschleunigt wird. Dadurch entsteht eine höhere Drehzahl der Turbine. Wir brauchen eine stabile, platzsparende Befestigung um die Turbine an den Lenker anzubringen. Mit der Befestigungsschelle am Lenker kann dann auch der Abstrahlwinkel eingestellt werden.

Dieses wind-betriebene Fahrradlicht ist für Citybiker gedacht, die im Alltag mit dem Fahrrad zur Arbeit, Uni, Einkaufen etc. fahren. Darunter vor allem für Menschen, die dazu neigen, Dinge wie Fahrradlichter aufzuladen, zu vergessen und deren Sicherheit dann darunter leidet.

Kopfhörer
Die Kopfhörer ernten ihre Energie mithilfe sogenannter Thermoelektrischer Generatoren (TEG). Diese sitzen auf der Haut und wandeln Strom um, basierend auf dem Seebeck-Effekt. Dieser beruht auf der Temperaturdifferenz zwischen der Hautoberfläche und der Umgebungstemperatur. Sobald man sie also aufsetzt, beginnen die TEGs zu arbeiten. Die Kopfhörer sind somit immer, wenn man sie trägt, mit Strom versorgt und niemals leer.

Wir haben die benötigte Fläche ausgerechnet, die ein TEG braucht um ausreichend Strom für die Kopfhörer umzuwandeln. Es bieten sich Kopfhörer an, die hinter dem Ohr und über den Nacken verlaufen. Deshalb fiel die Wahl auf moderne Knochenschallkopfhörer. Die Transducerkapseln an den Schläfen sind mit flexiblen Ohrenbügel mit den TEGs verbunden. Diese sitzen hinterm Ohr Richtung Nacken, da dort mitunter die meiste Wärme vom Kopf freigegeben wird. Durch den Federbügel im Nacken wird der direkte Hautkontakt von den TEGs und somit eine durchgehende Stromversorgung garantiert.

Die Kopfhörer wirken mit dem polierten Aluminiumgehäuse edel und futuristisch und verleihen den Kopfhörern einen gewissen Schmuckcharakter. Die Ohrenbügel sind aus etwas flexiblerem Material gefertigt und verhalten sich eher unauffällig. Ein versteckter Knopf zum koppeln und Steuern eines Bluetooth devices liegt versteckt am rechten TEG hinterm Ohr. Wie auch bei der Zahnbürste lässt sich eine formale Durchdringung erkennen, die eine Verbindung der erntenden TEGs zu den verbrauchenden Schallkörpern aufbaut.