Dipl. Phys. Thomas Schmidt

Ideas in STEM and Energy

Lern-Spielzeug - Motoren, Objekte, Maschinen

Modelle zur Energiewandlung

Die Prinzipien von Energiewandlung anhand von Modellen und Bausätzen erlebbar machen, verstehen und zu eigenem Experimentieren anregen – das war vor mehr als 20 Jahren der Ausgangspunkt für die Gründung von Exergia. Wie kann Sonnenlicht in Bewegungsenergie umgewandelt werden, welche Konzepte gibt es, aus Wärme mechanische Energie und elektrischen Strom zu erzeugen? Gibt es Alternativen zu den immer noch vorherrschenden Dampfturbinen? Mit unseren Bausätzen und Modellen möchten wir anregen zum Bauen, Experimentieren, Nachdenken …

Holzbausätze

Bei einem ausgebildeten Physiker gibt es auch eine Liebe zur Mathematik. Daraus entstanden verschiedene Holzbausätze. Die Oberflächen von Objekten wie Kugel und Torus werden dabei durch hölzerne Gitternetze annähert und aufgebaut. Die entstehenden Objekte bestechen durch ihre eigene Ästhetik, die direkt auf die zugrunde liegende mathematische Modellierung verweist.

Die Animation zeigt eine geodätischen Kugel und ist von den Ideen des Architekten und Konstrukteurs Buckminster Fuller inspiriert. Der entsprechende Bausatz enthält 270 Holzteile und allen notwendigen Schrauben und Muttern. Je nach Geschick lässt er sich in wenigen Stunden zusammenbauen. 

Drücken linke Maustaste und ziehen: Objekt drehen
Drücken mittlere Maustaste und ziehen: Objekt zoomen

Musikmaschinen

Und dann ist da noch die Musik: Bei unserer neusten Entwicklung machen fallende Metallkugeln Musik auf einem Glockenspiel, gesteuert von einer Elektronik mit Arduino Mikrokontroller und Mobile-App.

Service - Konstruktion, Simulation, Modellbau

Wir arbeiten für Institute und Entwicklungsfirmen im Bereich Solarenergie. Das Spektrum der Auftragsarbeiten erstreckt sich dabei von der Entwicklung einfacher Produktionsvorrichtungen über den Aufbau von Messsystemen bis hin zu mathematischen Modellierung spezifischer optischer Systeme mit Entwicklung geeigneter Simulationssoftware. Gerne diskutiere ich mit Ihnen Ihre spezielle Problemstellung und die Möglichkeit eines Angebotes.

Messung Wärmedurchgang

Eigene Entwicklungen und Forschung

Manche Fragestellungen und Probleme lassen einen nicht los. Manche eher praktisch, technisch: Das Radfahren ist eins der effizientesten und umweltfreundlichsten Verkehrsmittel, bietet aber überhaupt keinen Witterungsschutz. Andere abstrakt und physikalisch: Warum haben wir eigentlich ein “Energieproblem”? Bekannterweise postuliert die Physik Energie-Erhaltung. Welche Bedeutung spielen die Begriffe der Exergie und Entropie und lassen sich nicht völlig neuartige Konzepte für unsere für unsere Energieversorgung entwickeln?

Under-Cover Neues Regenschutzsystem

Entwicklung eines neuen Regenschutzsystems für das Fahrrad. Das geschützte Design zeichnet aus:

  • Radfahren bei Regen in Alltagskleidung
  • Universelle Halterung ermöglicht die Befestigung an fast allen Fahrradrahmen
  • Abstand des Schirmdachs vom Körper bietet Bewegungsfreiheit und verhindert starkes Schwitzen wie bei üblicher Regenkleidung
  • Kopfposition über dem Schirmdach gewährleistet uneingeschränkte Sicht
  • Einfache Handhabung und schnelles Aufspannen in weniger als einer Minute
  • Kompakte Aufbewahrung in einer Hülle durch Klapp- und Teleskop-Mechanismus
  • Schirm in der Hülle lässt sich mit Klettbändern am Rahmen befestigen und ist so jederzeit verfügbar
under-cover fahrradschirm

Entropie-Kraftmaschine​

Wasser als Treib- bzw. Antriebsstoff, geht das? Die etablierte Thermodynamik sagt ja: Wasser in einer nicht mit Wasserdampf gesättigten Atmosphäre verdunstet/verdampft spontan, da sich bei diesem Vorgang die Entropie vergrößert. Nutzt man diesen Effekt in einer speziell konzipierten Maschine, kann ein Motor realisiert werden, dessen Antriebsenergie aus der Umgebung stammt, stimuliert durch den Effekt der spontanen Wasserverdunstung. Work in Progress ..