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Solartechnik

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Mit den Werkpackungen zum Thema Solartechnik bzw. Photovoltaik lernen Schülerinnen und Schüler, wie die Solarenergie funktioniert. Damit können Themen wie alternative Energiequellen, Klimaschutz und Umwelt im Werkunterricht behandelt werden. Die Stromkreise der Bausätze sind einfach gehalten und eignen sich somit ideal für die Einführung in die Elektrizität im Werkunterricht. Zusätzlich lernen die Schülerinnen und Schüler mit Materialien wie Holz, Metall oder Kunststoff zu arbeiten.

Was ist der Unterschied zwischen einer Solarzelle und einem Solarkollektor?

Es gibt zwei Energietypen, welche man von der Sonne gewinnen kann: Wärmeenergie und elektrische Energie.

Mit einem Solarkollektor kann man die Sonnenenergie in Wärme umwandeln. Mit der Hilfe von Flüssigkeiten auf welche die Wärme übertragen wird, wird sie weitergeleitet und kann so bei der Warmwasseraufbereitung oder in einer Fußbodenheizung verwendet werden.Bei dieser Art der Energiegewinnung spricht man von Solarthermie.

Mit einer Solarzelle wird die Energie der Sonne in Strom verwandelt. Das funktioniert durch die Verwendung spezieller Halbleitermaterialien. Hier können die Ladungsträger in den Sonnenstrahlen als elektrischer Strom abgeleitet werden. Mehrere zusammengeschlossene Solarzellen bilden Photovoltaikmodule.

Warum sollte man das Thema Solarenergie im Werkunterricht behandeln?

Erneuerbare Energie und Klimawandel sind wichtige Themen im Schulunterricht. Das Wissen sollte die Schülerinnen und Schüler fächerübergreifend erreichen, damit sie sich ein möglichst breites Bild mit unterschiedlichen Ansichtspunkten machen können. Damit auch im Werkunterricht das Thema anschaulich bearbeitet werden kann, sind unsere Solarmodelle ideal.

Die Schülerinnen und Schüler bauen ein Modell, bei welchem die Solarzelle die Energiequelle und das Herzstück ist. Dadurch wird beim Bauen des Werkstückes bereits die handwerkliche und technische Seite der Thematik betrachtet. Nach der Fertigstellung werden die Kinder mit der richtigen Positionierung und mit den Problemen von zu niedriger Sonnenstrahlung und Schattenwurf konfrontiert. Das fertige Modell kann schließlich wieder in weiteren Fächern wie Sachunterricht oder Naturwissenschaften weiterverwendet werden, um noch genauer auf das Thema einzugehen.

Was muss man beachten, damit die Solarzelle funktioniert?

Grundsätzlich muss natürlich vorausgesetzt sein, dass der Stromkreis richtig zusammengeschlossen ist, damit die Werkstücke funktionieren.

Damit man das volle Potenzial der Photovoltaikmodule ausreizt, sollten sie bei vollem Sonnenschein und sommerlichen Temperaturen verwendet werden. Im Winter oder bei schwacher Sonneneinstrahlung können die Solarzellen möglicherweise nicht genug Sonnenenergie bekommen und der benötigte Strom um den Bedarf der Verbraucher(bei unseren Modellen der Motor) kann nicht gedeckt werden, wodurch kein Strom fließt.

Künstliche Lichtquellen sind in der Regel nicht geeignet um die Solarzelle zu betreiben. Außerdem widerspricht sich die Verwendung mit dem Lernziel mit den Schülerinnen und Schülern eine ressourcenschonende Energiequelle zu bauen.

Welche Arten von Solarzellen gibt es?

  • Monokristalline Photovoltaikmodule
  • Polykristalline PV-Module
  • Dünnschicht-Solarmodule mit amorphem Silizium
  • Monokristalline Photovoltaikmodule mit Cadmium-Tellurid
  • CIGS-Solarzellen
Die unterschiedlichen Typen funktionieren für den äußeren Betrachter grundsätzlich gleich. Unterschiede gibt es im Wirkungsgrad (also wie effizient die Module Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln), Beeinflussung durch Temperatur, usw.

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