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Solar Fotovoltaik
Hintergrund
Die technische Umwandlung von Licht
in elektrische Energie mittels einer Silizium-Solarzelle
erfolgte erstmals 1954. Sie beruht u.a. auf dem von
Antoine Cesar Becquerel und seinem Sohn Alexandre Edmond Becquerel
1839 entdeckten fotoelektrischen Effekt, der die
Energieabsorption von Licht durch die Elektronen der Materie
demonstrierte und damit den Weg zur weiteren Umwandlung
dieser Energie in elektrischen Strom aufzeigte.
Die Verbreitung der Fotovoltaik, d.h. der direkten
Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie mittels
Solarzellen, nahm in den letzten zwanzig Jahren enorm zu.
Diese Technologie wird in Zukunft vermutlich eine entscheidende
Rolle bei der Substitution fossiler Energieträger spielen.
Unsere Modelle
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Aeroplane - Dreh-Flugzeug mit Propeller, angetrieben von einer Solarzelle
Das mit einem Gegengewicht verbundene Flugzeug ist auf einer vertikalen Achse drehbar gelagert.
Die beiden Solarzellen auf den Tragflächen versorgen den Propeller-Motor mit elektrischer Energie.
Bei Bestrahlung mit direktem Sonnenlicht oder einer entsprechend leuchtstarken Lampe bewegt sich
das Flugzeug durch den vom Propeller erzeugten Schub quasi freischwebend auf einer Kreisbahn.
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SolarPumpKit - Wasserpumpe angetrieben von einer Solarzelle
Fotovoltaisch betriebene Pumpen sind ein interessanter Ansatz zum Betrieb von Wasserpumpen
in ariden Regionen mit starker Sonneneinstrahlung. Unsere kleine Pumpe demonstriert das Prinzip
eines solchen Systems:
Die in einem Modul gekapselten Solarzellen versorgen einen Elektromotor mit Strom.
Dieser ist mit einer kleinen Kreiselpumpe magnetisch gekoppelt, die das Wasser aus
dem Vorratsbehälter fördert. Der Bausatz enthält alle benötigten Teile inklusive Kleber.
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SolarTrainer - Photovoltaik-Experimentiersystem
Der Umfang der Experimentiermaterialien ermöglicht die Durchführung aller grundlegenden Versuche zum Thema Photovoltaik.
Die Materialien sind übersichtlich in einem speziellen Koffer untergebracht und stets vollständig zur Hand. Die Experimente lassen sich schnell auf- und abbauen. Ein entsprechende, ausführliche Anleitung für eine Vielzahl von Experimenten und ein separates Heft mit Beispiellösungen liegen dem Koffer bei. Daher ist der Experimentierkoffer besonders als Unterrichtsmaterial in Schulen geeignet: Die Schüler können anhand der leicht verständlichen Versuchsanleitung eigenständig an die Technik herangeführt werden, für die Lehrkraft stehen Unterrichtsanregungen, weitere Hintergrundinformationen und die Experimentierlösungen zur Verfügung.
Liste der Experimente:
- Messung der Bestrahlungsstärke verschiedener Lichtquellen
- Die Solarzelle als Energiewandler
- Die Solarzelle als Energiewandler / als Diode
- Die Leerlaufspannung einer Solarzelle / Abschattung
- Der Kurzschlußstrom einer Solarzelle / Abschattung
- Die Leerlaufspannung und der Kurzschlußstrom bei unterschiedlicher Bestrahlungsstärke
- Der Kurzschlußstrom einer Solarzelle bei unterschiedlichem Einstrahlwinkel des Lichts
- Reihenschaltung von Solarzellen / Abschattung
- Parallelschaltung von Solarzellen / Abschattung
- Aufnahme der U/I-Kennlinie
- Wirkungsgradermittlung / MPP
- Nachbildung eines Tagesganges
- Laden eines GoldCap-Kondensators / Akkumulators mit einer Solarzelle
- Entladen eines GoldCap-Kondensators / Akkumulators mit einer Solarzelle
- Aufbau eines Inselnetzes
- Darstellung eines Tagesganges
Lieferumfang:
- Spezialkoffer mit Innenformteil
- Basisplatte mit Aufnahmerahmen für die Messgeräte und Experimentierboxen
- Niedervolthalogenstrahler
- Regelbare Spannungsversorgung
- Solarmodul mit vier Einzelzellen und Neigungsverstellung
- Zwei Multimeter mit 2 mm-Buchsen Bestrahlungsstärkesensorbox
- Lastbox mit Elektromotor und Glühlampe
- Speicherbox mit NC-Akku und Gold Cap und Sperrdioden
- Meßbox mit Widerstand f. Kennlinien
- Verbindungsleitungen
- Anleitung mit Experimentieraufgaben / Lehrerheft mit Hintergrundinformationen und die Experimentierlösungen
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