Die Illusion der Freien-Energie-Generatoren: Warum die „Elektrisch-zu-Elektrisch“-Umwandlung keine zusätzliche Energie erzeugen kann

In den letzten Jahren war das Konzept der Freie-Energie-Generatoren sehr populär. Es wird auch als „freie Energie“, „Perpetuum Mobile“ oder „supereffizienter Generator“ bezeichnet. Viele Anbieter bewerben diese Geräte damit, dass sie „Strom mithilfe von Strom erzeugen können“, also einen Elektromotor verwenden, um einen Permanentmagnetgenerator anzutreiben, wobei meist ein Getriebemechanismus dazwischengeschaltet ist.

Existieren Freie-Energie-Generatoren jedoch tatsächlich? Gemäß den grundlegenden Gesetzen der Physik kann die sogenannte perpetuelle Bewegungsmaschine niemals einen Netto-Energiegewinn erzielen. Dieser Artikel erläutert systematisch die zugrundeliegenden Prinzipien für alle Leser und hilft Ihnen zu verstehen, warum solche Produkte wissenschaftlich unmöglich sind.

Das Gesetz der Energieerhaltung

Es gehört zu den fundamentalsten und universellsten Prinzipien der Physik: In einem abgeschlossenen System kann Energie weder erzeugt noch vernichtet werden; sie kann lediglich von einer Form in eine andere umgewandelt werden.

Das heißt:

Jeder Energieumwandlungsprozess führt zu einem Energieverlust. Die gesamte Energieausgabe des Systems kann die gesamte Energieeingabe nicht überschreiten. In einem idealen Fall kann die ausgegebene Energie der eingegebenen Energie entsprechen (d. h. der Wirkungsgrad beträgt 100 %). In der Realität liegt der Wirkungsgrad jedoch aufgrund von Energieverlusten meist unter 100 %, sodass die ausgegebene Energie stets geringer ist als die eingegebene Energie.

Energieverluste in den Komponenten eines Freie-Energie-Generators

1. Elektrischer Motor

Der Wirkungsgrad bei der Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie liegt üblicherweise zwischen 70 % und 95 %. Zu den entstehenden Verlusten zählen im Allgemeinen: ohmsche Verlustwärme, Eisenverluste, mechanische Reibung, Luftwiderstand usw. Selbst der effizienteste Elektromotor erreicht daher niemals einen Wirkungsgrad von 100 %.

2. Getriebetechnik

Bei der Getriebeübersetzung ist mechanische Reibung unvermeidlich. Daher liegt der Wirkungsgrad einer einstufigen Getriebeübersetzung im Allgemeinen zwischen 90 % und 98 %. Der Wirkungsgrad mehrstufiger Getriebeübersetzungssysteme ist noch geringer, und die Verluste summieren sich.

3. Permanentmagnet-Generator

Der Wirkungsgrad der Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie bei permanente Magneterzeuger liegt typischerweise zwischen 80 % und 95 %. Zu seinen Verlusten zählen im Allgemeinen: Hystereseverlust, Wirbelstromverlust, Ohmscher Verlust (Widerstandsverlust), mechanischer Reibungsverlust usw.

4. Stromkreis- und Steuerungssystem

Alle leistungselektronischen Bauelemente weisen ihren eigenen Leistungsverbrauch auf. Auch Kabel weisen Widerstandsverluste auf.

Getriebeübersetzung: „Drehzahl – Drehmoment – Leistung“-Dreiecksbeziehung

Dies ist ein zentrales physikalisches Prinzip, das die Unmöglichkeit des „Freie-Energie-Generators“ belegt:

1. Prinzip der Energieerhaltung

- Unter Vernachlässigung kurzer transientscher Vorgänge gilt bei einer stationären Übertragung: Die mechanische Leistung am Eingang des Getriebes ≈ die mechanische Leistung am Ausgang (nach Abzug der Reibungsverluste).

- Mechanische Leistung (P) = Drehmoment (T) × Drehzahl (ω)

- Getriebe können das Verhältnis von Drehmoment zu Drehzahl ändern, jedoch nicht die gesamte Leistung erhöhen.

2. Die Kosten einer Getriebe-Drehzahlerhöhung

- Wenn das Getriebe die Drehzahl um den Faktor N erhöht (Drehzahlerhöhungsübersetzung), verringert sich das Drehmoment am Ausgang auf etwa 1/N des Eingangsdrehmoments. Umgekehrt muss ein Elektromotor, um dieses beschleunigende Getriebe anzutreiben, N-mal so viel Drehmoment bereitstellen, um das durch den beschleunigenden Generator erzeugte Gegendrehmoment zu überwinden.

- Das Drehmoment des Elektromotors ist proportional zum Strom: T_Motor = K × I (wobei K die Motorkonstante ist).

- Das heißt, die Erhöhung der Drehzahl der Zahnräder zwingt den Strom des Elektromotors stark anzusteigen, was zu einem quadratischen Anstieg der Kupferverluste (I²R) des Motors führt und dadurch den Wirkungsgrad erheblich senkt.

3. Energiestrom-Simulationsanalyse

Annahme eines idealen Systems, bei dem vorübergehend alle Verluste vernachlässigt werden:

Der Generator benötigt 1000 Umdrehungen pro Minute und ein Drehmoment von 10 Newtonmeter, um elektrische Energie zu erzeugen. Die erforderliche Leistung berechnet sich dann wie folgt: P = T × ω = 10 Newtonmeter × (1000 × 2π/60) ≈ 1047 Watt

Wird ein Untersetzungsgetriebe mit Übersetzung 1:10 verwendet (der Generator dreht sich 10-mal, während sich der Motor einmal dreht)

Dann beträgt die erforderliche Motordrehzahl: 100 Umdrehungen pro Minute (U/min), das erforderliche Motordrehmoment: 100 Newtonmeter (N·m) (das Zehnfache des Generatordrehmoments!)

Ein üblicher kleiner Motor mit einem Drehmoment unter 100 Newtonmeter wäre dann stark überlastet, und der Wirkungsgrad könnte von 90 % auf unter 50 % sinken.

Berechnung der Gesamteffizienz von Freie-Energie-Generatoren

Unter der Annahme, dass die effizientesten auf dem Markt verfügbaren Komponenten eingesetzt werden, liegen die Umwandlungswirkungsgrade wie folgt vor:

- Hochleistungselektromotor: 95 %

- Hochleistungsgetriebetransmission: 98 %

- Hochleistungs generator : 95 %

Gesamtwirkungsgrad = 0,95 × 0,98 × 0,95 ≈ 88,5 %

Das bedeutet, dass bei einer elektrischen Energiezufuhr von 100 Einheiten maximal nur 88,5 Einheiten elektrische Energie ausgegeben werden können, was einem Nettoverlust von 11,5 Einheiten entspricht. Bei realen Produkten liegt der Wirkungsgrad jeder Komponente in der Regel niedriger, sodass der Gesamtwirkungsgrad möglicherweise nur noch bei 60–70 % liegt. Dies impliziert, dass bei einer Energiezufuhr von 100 Einheiten lediglich 60–70 Einheiten an Ausgangsenergie erzeugt werden können, wodurch das sogenannte „Freie-Energie-Generator-System“ ständig Energie verbraucht statt sie zu erzeugen.

Häufige irreführende Aussagen

1. Permanentmagnete können „freie Energie“ liefern

Tatsächlich verrichtet das Magnetfeld von Permanentmagneten während des Stromerzeugungsprozesses keine Arbeit. Es stellt lediglich ein Medium für die Energieumwandlung dar. Magnetische Energie regeneriert sich nicht von selbst. Generatoren erfahren bei der Rotation magnetischen Widerstand und benötigen eine kontinuierliche Energiezufuhr, um diesen Widerstand zu überwinden.

2. Getriebe können Energie erhöhen

Getriebe können tatsächlich Drehmoment und Drehzahl verändern, jedoch nicht die gesamte Energie erhöhen. Wie im dritten Abschnitt erwähnt, geht eine Erhöhung der Getriebedrehzahl auf Kosten einer Verdopplung des erforderlichen Drehmoments einher, was die Systemeffizienz tatsächlich verringert.

3. Sobald das Freie-Energie-Stromerzeugungssystem aktiviert ist, kann es unabhängig arbeiten.

Tatsächlich führt jeder Verlust dazu, dass das System allmählich langsamer wird und schließlich zum Stillstand kommt. Bei diesen Vorführungen durch die betreffenden Unternehmen könnten andere externe Energiequellen eingesetzt werden; diese sind jedoch im Filmmaterial nicht sichtbar und vor den Kunden verborgen.

4. Manipulation von Eingangs- und Ausgangsmesswerten

Während des Messprozesses können diese Händler zudem Messgeräte unterschiedlicher Genauigkeit oder unvollständige Messsysteme (beispielsweise unter Vernachlässigung des Stromverbrauchs der Steuerung) verwenden, um Kunden zu täuschen.

Fazit

Die Perpetuum-mobile-Maschine ignoriert den Energiefluss und -verlust und verstößt damit gegen das Gesetz der Energieerhaltung. Solche Produkte weisen in der Regel keine Prüfberichte auf, und die Händler sind sich auch oft der technischen Details der Produkte nicht bewusst.

Einige Händler behaupten sogar, über Produkt-Patente zu verfügen, um Kunden die Effizienz des Produkts zu garantieren. Tatsächlich sichert ein Patent jedoch lediglich die Neuheit des Produkts, nicht jedoch dessen wissenschaftliche Gültigkeit.

Glauben Sie daher nicht an die Tricks der Maschine mit dem ewigen Bewegungszustand. Bei der Begegnung mit solchen Produkten können Sie den Verkäufer auffordern, einen vollständigen Energie-Detektionsbericht über den Langzeitbetrieb des Produkts in einem geschlossenen System vorzulegen. Können sie diesen nicht bereitstellen oder weichen aus, ist dies bereits ein ausreichender Hinweis auf das Problem.

Wie lässt sich die Energieumwandlungseffizienz verbessern?

Obwohl Freie-Energie-Generatoren unmöglich zu realisieren sind, gibt es dennoch einige praktikable Methoden zur Steigerung der Energieumwandlungseffizienz. Erstens empfiehlt es sich, Komponenten mit der höchsten Umwandlungseffizienz einzusetzen. Zweitens kann durch Reduzierung unnötiger Umwandlungsschritte der Energieverlust während des Umwandlungsprozesses minimiert werden.