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Experimentelle Lernstationen zur Solarenergie

    

Für solare Events (Projekttage, Messe-Veranstaltungen) hat die Lernwerkstatt NILS-ISFH Lernstationen entwickelt, die von Schüler/innen der SEK I, aber auch von Erwachsenen durchgeführt werden können. Die Experimente sind unabhängig voneinander und können in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden.  

 

Zu jeder Lernstation gehört eine ausführliche Experimentieranleitung mit Materialliste, Aufbauhinweisen, Experimenten, Basis- Infos und Aufgaben. Infos und Angebote erhalten Sie bei nils@isfh.de oder bei info@sundidactics.de.

 

Zur Durchführung im Sonnenlicht im Freien oder mit Halogenstrahlern im Innenraum

 

Für nähere Informationen, Angebote, Anleitungen, sowie Beratung kontaktieren Sie uns!

 

 

Gruppe


Niveaubereich


Zeitbedarf (min)


Altersgruppe (ca. Jahre)


A



SEK I: 1,2


30


11 - 14


B



SEK I: 2,3


45


12 - 15


C



SEK I: 2,3


> 45


14 - 16


D



SEK II


60


16 - >18


E



Selbstbau


≥ 60


> 12


F


Grundschule


8 - 11


G

SEK I und SEK II

Kurze Lernstationen für Messen, Ausstellungen, workshops

ca. 20 min

12 - >16

 

Für Schülerinnen und Schüler von 8 - 11 Jahren: 25 Lernstationen für die Grundschule (s. Sonnenfängerbox GS

 

Niveaubereiche: 1 = einfach, 2 = mittel, 3 = hoch 

 

 

 

Übersicht über die Lernstationen A 

(Altersgruppe 11 - 14 Jahre, Zeitbedarf ca. 30-45 min, Niveaubereich 1-2) 

 

 

 Nr. 

Thema

1
    

Anschluss von Solarmotoren an ein Solarmodul mit SUSE CM6MS oder SUSE 4.2, SUSE 4.16

2

Spannung, Stromstärke, Leistung einer Solarzelle messen mit SUSE 4.33

3

SUSE 4.12 als Solarenergiespeicher mit SUSE 4.3 RB, 4.12, 4.15, 4.16

4

Radiobetrieb mit Solarmodul und Solarspeicher mit SUSE 4.3 RB, 4.36, 4.12

5

Experimente mit Solarmotoren und Generatoren mit SUSE 4.3 RB, 4.16

6

Reihenschaltung von Solarzellen mit 2x SUSE 4.33

7

Reihenschaltung von Solarzellen mit 6x SUSE CM6B

8

Parallelschaltung von Solarzellen mit SUSE 4.33

9

Parallelschaltung von Solarzellen mit 6x SUSE CM6B

10

Einfache Experimente mit Solarzellenbruchstücken

11

Aufladen eines Smartphones mit einem 10W-Solarmodul mit SUSE 4.52, DC-DC-Wandler SUSE 4.17

12

Experimente zur Solarstrahlung und Lichtstrahlung mit SUSE 4.24 und SUSE 5.23

13

Experimente mit dem Solarfahrzeug 4 und Solartankstelle SUSE 4.34

14

Experimente mit dem Solarfahrzeug 1.2 und Solartankstelle mit SUSE 4.3 RB, 4.35, Solarfahrzeug 1.2

15

Einfache Experimente mit dem Solarfahrzeug 3

16

Experimente mit dem Sonnenkollektor (Stagnationskollektor)

17

Experimente mit den Solarspielzeugen mit Solarboot, Solargrille, Solar-Racer, Solarhubschrauber,...

18

Experimente mit einem 10W-Solarmodul mit SUSE 4.52

19

Experimente mit dem Solarbaukasten 6in1

20

Experimente mit dem SUSE-Solarfahrzeug 6USB und der Solartankstelle SUSE 4.50-10

 

 

Übersicht über die Lernstationen B

(Altersgruppe 12 - 15 Jahre, Zeitbedarf ca. 45 min, Niveaubereich 2-3)

    

 

 Nr. 

Thema

1

Experimente mit dem Solarmodul SUSE 4.33

2

Experimente mit dem Solarmodul SUSE 4.3

3

Experimente mit dem Solarmodul SUSE 4.3RB

4

Experimente mit dem 10W- Solarmodul SUSE 4.52
mit SUSE 4.52, Laderegler SUSE 4.17, LED-Leselampe, Solarfahrzeug 4.6USB

5

Experimente mit dem 10W- Solarmodul SUSE 4.41
mit SUSE 4.41, Laderegler SUSE 4.17, LED-Leselampe, Solarfahrzeug 4.6USB

6

Bestimmung der Lichtintensität = Bestrahlungsstärke
mit SUSE 5.22

7

Experimente mit dem Solarfahrzeug 1.2
mit SUSE 4.36, 4.35, Solarfahrzeug 1.2

8

Experimente mit dem Thermosiphon- Sonnenkollektor

9

Qualitätsbestimmung von Solarzellen mit SUSE 5.22, Solarzellen- Bruchstücken

10

Abhängigkeit von U, I, P von der Solarzellenfläche mit SUSE CM6MS

11

Solarmodul als Ladestation für ein Smartphone+Powerbank mit SUSE 4.52, 4.17, Powerbank-Akku

12

Experimente mit dem 20W-Solarmodul SUSE 4.42, Laderegler SUSE 4.17, LED-Leselampe, Solarfahrzeug 6USB

13

LEDs als Solarzellen mit SUSE 4.20IRRB, SUSE 5.16

14

Winkelabhängigkeit von U, I, P einer Solarzelle mit SUSE 5.22alpha, 5.16

15

Wirkungsgradbestimmung von Solarzellen mit SUSE 5.22, Solarzellenbruchstücken, Roh-Solarzellen

16

Leistungsminderung bei Solarmodulen Bewölkung/Verschattung mit SUSE 5.22

17

Experimente mit dem Solarfahrzeug 3

18

Experimente zur Solarstrahlung/Lichtstrahlung mit SUSE 5.23 und SUSE 4.24A

19

Experimente mit dem LED- Modul SUSE 4.20IRRB mit SUSE 4.3RB

20

Intensitätsmessungen mit Solarzelle am Overheadprojektor mit SUSE CM6B oder CM6MS

21

Experimente mit einem Vakuumröhren-Sonnenkollektor und mit einem Heat-Pipe-Sonnenkollektor

22

Experimente mit dem Solarboot 4

 

Übersicht über die Lernstationen C

(Altersgruppe 14 - 16 Jahre, Zeitbedarf > 45 min, Niveaubereich 2-3)

      

 

 Nr. 

Thema

1

Experimente mit dem Solarmodul SUSE CM4MBV mit SUSE CM4MBV, 4.16, 4.15, 4.36, 4.12

2

Experimente mit dem Solarmodul SUSE CM6MS mit SUSE CM6MS, 4.16, 4.15, 4.36

3

Experimente mit dem Solarmodul SUSE 4.3RB mit 4x SUSE 4.3RB, 4.15, 4.16, 4.17, 4.19, Solarfahrzeug 1.2

4

Experimente mit dem Sonnenkollektor GS / Aufnahme von Temperaturkurven

5

Experimente mit dem Solarmodul 4.3 mit SUSE 4.3, Solarmotor SUSE 4.16, LED-Modul SUSE 4.15, Radio SUSE 4.36

6

Experimente mit 2 Solarmodulen im Vergleich 5W - 10W mit Solarmodulen SUSE 4.51 (5 W) und 4.41 (10 W), Laderegler SUSE 4.17, Powerbank-Akku

7

Experimente mit 2 Solarmodulen im Vergleich 5W - 20W mit Solarmodulen SUSE 4.51 (5 W) und SUSE 4.42 (20 W), Laderegler SUSE 4.17, Powerbank

8

Experimente mit 2 Solarmodulen im Vergleich 5W - 5W mit 2 Solarmodulen 5W (SUSE 4.43 und SUSE 4.51), Laderegler SUSE 4.17, Powerbank-Akku

9

Experimente mit 3 Solarmodulen im Vergleich 5W - 10W - 20W mit Solarmodulen SUSE 4.51 (5 W), SUSE 4.41 (10 W), SUSE 4.42 (20 W), Laderegler SUSE 4.17, Powerbank-Akku

10

Experimente mit einem Solarmodul 125 W

11

Experimente mit dem Solar - Messmodul SUSE 5.23

12

Experimente mit dem Solarfahrzeug 3 + PC - Interface

13

I-U und P-U - Kennlinienaufnahme mit SUSE 5.15 + PC - Interface

14

Experimente mit dem Solarmodul SUSE 4.41 (10 W)

15

Experimente mit dem Solarmodul SUSE CM312 mit SUSE CM312, 4.36, 4.16

16

Experimente mit dem Solarmodul SUSE CM315 mit SUSE CM315, 4.36, 4.16

17

Experimente zur Minderung von U, I, P durch Abschattung mit SUSE 5.22, PC - Interface

18

Experimente mit dem 5W-Solarmodul SUSE 4.51 mit 2x SUSE 4.51

19

Experimente mit dem 10W-Solarmodul SUSE 4.41 mit 2x SUSE 4.41

20

Experimente mit dem 20W-Solarmodul SUSE 4.42 mit 2x SUSE 4.42

21

Mini-USB-Inselanlage mit SUSE 4.52, Leselampe 4.15USB, Powerbank-Akku, USB-Messtechnik, Radio SUSE 4.36USB, Kurzzeitspeicher SUSE 4.12USB, Solarmotor SUSE 4.16USB

 

Übersicht über die Lernstationen D 

(Altersgruppe 16 - >18 Jahre, Zeitbedarf ≥ 60 min, Niveaubereich SEK II)

 

 Nr. 

Thema

Themenschwerpunkt

1

Experimente mit dem Kennlinienmodul SUSE 5.15 mit SUSE 5.15, PC - Interface
Kennlinienaufnahme und Wirkungsgradbestimmung

Strahlung, Halbleiterphysik, El. Felder, Energieumwandlungen

2

Experimente mit dem Solarfahrzeug 3 mit Kondensator - Auf- und Entladung

El. Felder, Energieumwandlungen, Strahlung

3

Experimente mit dem Solarfahrzeug 1 mit Kondensator - Auf- und Entladung

El. Felder, Energieumwandlungen, Strahlung

4

Experimente mit dem Solarfahrzeug 1.2 mit Kondensator - Auf- und Entladung

El. Felder, Energieumwandlungen, Strahlung

5

Experimente mit dem LED- Modul SUSE 5.9-6

Strahlung, Halbleiterphysik, El. Felder, Quantenphysik, Wellenphysik

6

Spektralanalyse mit dem LED- Modul SUSE 5.9-6
Quantenphysikalische Effekte an LEDs


Strahlung, Halbleiterphysik, El. Felder, Quantenphysik, Wellenphysik

7

Kollektorabkühlung und Kondensator im Vergleich mit Sonnenkollektor und GoldCap- Kondensatoren


Thermodynamik, El. Felder, Energieumwandlungen, Strahlung

8

Kondensatoraufladung am Solarmodul mit SUSE 4.3RB, 4.12

El. Felder, Strahlung

9

Kondensatorentladung am Solarmodul mit SUSE 4.3RB, 4.12, 4.16

El. Felder, Energieumwandlungen, Strahlung

10

Winkelabhängigkeit von U, I, P einer Solarzelle mit SUSE 5.22alpha, 5.16

Halbleiterphysik, Strahlung

11

Aufheizung und Abkühlung am Sonnenkollektor, Messung und Berechnung der Stagnationstemperatur, Wirkungsgradbestimmungen

Thermodynamik

12

PV- Experimente mit dem Solarmodul SUSE CM6MS

Halbleiterphysik, Strahlung

13

Experimente mit dem SUSE- Solarfahrzeug 4 und Tankstelle SUSE 4.34, Energieumwandlungsprozesse, Kondensator- Auf- und Entladungsvorgänge

Energieumwandlungen, Mechanik, El. Felder

14

Wirkungsgradbestimmungen an 2 Solarzellen im Vergleich durch MPP-Messungen mit 2x SUSE 5.15 (1 monokristalline Zelle aus 2017 und 1 multikristalline Zelle aus 2011) mit dem Messwerterfassungssystem CassyLab

El. Felder

15

Verschattungsexperimente mit SUSE 5.22, CassyLab,
SUSE 5.16, Darstellung exponentieller Absorption


 

Übersicht über die Lernstationen E  

(Altersgruppe > 12 Jahre, Zeitbedarf ≥ 60 min, Selbstbau von Solarmodulen)

Beim Selbstbau von Solargeräten fallen Materialkosten an. 

 

Nr.

Thema

1

Selbstbau des Solarmoduls SUSE CM312
Experimente mit dem Solarmodul SUSE CM312 und Zusatzgeräten

2

Selbstbau des Solarmoduls SUSE CM315
Experimente mit dem Solarmodul SUSE CM315 und Zusatzgeräten

3

Selbstbau des Solarmoduls SUSE CM4MBV
Experimente mit dem Solarmodul SUSE CM4MBV und Zusatzgeräten

4

Selbstbau des Solarmoduls SUSE CM6MS
Experimente mit dem Solarmodul SUSE CM6MS und Zusatzgeräten

5

Selbstbau eines Solarmoduls aus Solarzellenbruchstücken
Experimente mit dem Solarmodul und Zusatzgeräten

6

Selbstbau des Solarbootes 4
Experimente mit dem Solarboot

7

Selbstbau des Solarfahrzeuges 1

8

Selbstbau des Solarfahrzeuges 1.2

9

Selbstbau des Solarfahrzeuges 3B

10

Selbstbau des Solarfahrzeuges 4

11

Selbstbau des Solarfahrzeuges 5

12

Selbstbau des Solarmoduls 4.34 (Solartankstelle für SF1, SF4)

13

Selbstbau des Solarfahrzeugs Solar Racer

14

Selbstbau des Solarmoduls SUSE 4.35 (Solartankstelle für SF1.2)

15

Selbstbau des Einsteiger-Solarmoduls SUSE CM310

16

Selbstbau des Solarmoduls SUSE CM318

17

Selbstbau des Solarstrahlungs- Messmoduls SUSE 4.24A incl. Kalibrierung

18

Selbstbau des Solarmoduls SUSE CM316

 

Lernstationen F 


Für die Grundschule (8- 11 Jahre) gibt es die Hamelner Sonnenfängerbox mit 25 experimentellen Lernstationen und einem umfangreichen Lehrerhandbuch und Schülerheft.

 

Nr.

Thema

1

Experimente mit dem Solarfahrzeug Solar Racer

2

Wie arbeitet eine Solarzelle am besten?

3

Wer misst die höchste Stromstärke?

4

Vergleich Solarzelle- Batterie

5

Reihenschaltung von Batterien

6

Reihenschaltung von Solarzellen

7

Betrieb eines Radios mit Solarmodulen in Reihenschaltung

8

Betrieb eines Radios mit Solarmodul SUSE 4.3RB

9

Speicherung von Solarstrom, LED- Modul

10

Speicherung von Solarstrom, Solarmotor

11

Solarauto mit Solartankstelle

12

Wann leuchtet die Rainbow- LED?

13

Welcher Propeller dreht sich am schnellsten?

14

Wie viele Solarmotoren kann eine Solarzelle antreiben?

15

Verändern der Solarzellenfläche durch Abdecken

16

Ausrichten einer Solarzelle in verschiedene Himmelsrichtungen

17

Experimente mit dem Solarstrahlungsmessgerät

18

Experimente mit Solarzellen- Bruchstücken

19

Wer misst die höchste Stromstärke bei einem Solarzellenbruchstück?

20

Der Solarmotor als Windkraftanlage

21

Windkraft lässt die LED leuchten

22

Solarspielzeuge

23

Experimente mit dem Thermometer

24

Experimente mit Sonnenkollektoren

25

Erwärmen von Wasser im Sonnenkollektor

26

Handyladen mit Solarstrom am Solarmodul SUSE 4.50-10, Powerbank-Akku laden

27

Solarmodul SUSE 4.50-10 als Solartankstelle

28

Radiobetrieb und LED- Leuchte am Solarmodul SUSE 4.50-10

29

Vergleichende Experimente mit großer und kleiner Solarzelle

30

Entdecke eigene Experimente mit SUSE CM400

 

Lernstationen G

 

(Altersgruppe: SEK I  12->16 Jahre, SEK II >16 Jahre, Zeitbedarf ~20 min) 

Wenn für die experimentelle Arbeit mit Lernstationen nur wenig Zeit zur Verfügung steht, z.B. auf Messen, Ausstellungen, Workshops bieten sich die Kurz- Lernstationen an, die zur Durchführung ca. 20 Minuten Zeit erfordern. Die Experimente sind fertig aufgebaut. Zu jeder Lernstation gibt es eine ausführliche bebilderte Anleitung.

 

Sekundarstufe 1:  

Nr.

Thema

1

Messungen von Spannungen,Stromstärken und Leistung an einem Solarmodul mit einer Solarzelle bei unterschiedlicher Lichtintensität

2

6 Solarzellen in Reihenschaltung mit Solarmodul SUSE 4.3RB, Anschluss eines LED- Moduls SUSE 4.15 oder Solarmotor SUSE 4.16

3

Outdoor- Experimente mit SUSE 4.3RB, Multimeter und Radio

4

Reihenschaltung mit Einzelmodulen SUSE CM6B, Anschluss eines LED-Moduls SUSE 4.15 oder Solarmotors SUSE 4.16

5

Experimente mit dem Solar- Elektroauto SF1.2, Solarmodul SUSE 4.3RB oder Solartankstelle SUSE 4.34

6

Outdoor- Experimente mit dem Solarmodulen SUSE 4.51 (5W) und SUSE 4.52 (10W) im Vergleich: Spannung, Stromstärke, Leistung

7

Outdoor- Experimente mit dem Solarfahrzeug SF6USB und dem Solarmodul SUSE 4.51 (5W) oder 4.52 (10W)

8

Outdoor- Experimente mit SUSE 5.23 oder SUSE 4.24A: Messung der Lichtintensität = Bestrahlungsstärke S des Lichts

9

Solarthermie- Experimente mit dem Sonnenkollektor GS

10

Outdoor- Experimente mit dem 20W- Solarmodul SUSE 4.42 mit Solar-Smartphone-Lader SUSE 4.17

10A

Outdoor-Photovoltaik-Experimente mit dem 10W- Solarmodul SUSE 4.52 mit Solar- Smartphone- Lader SUSE 4.17

11

Photovoltaik-Experimente mit dem Solarmodul SUSE CM312/CM315/CM316 Kurzanleitung

12

Photovoltaik-Experimente mit dem Solarmodul SUSE CM6MS- Kurzanleitung

13

Speichern von Solarstrom I mit einem Solarmodul mit 1 Solarzelle mit SUSE CM312 oder CM315/CM316/CM6MS/CM6B

14

Speichern von Solarstrom II mit einem Solarmodul mit 6-8 Solarzellen in Reihenschaltung mit SUSE 4.3RB (6 Zellen) oder 4.35 (8 Zellen)

15

Speichern von Solarstrom III mit Solarmodul SUSE 4.51 (5W, 18 Solarzellen) oder 4.52 (10 Watt, 18 Solarzellen) mit GoldCap-Speicher SUSE 4.12-USB, Powerbank-Akku, LED-Leuchte SUSE 4.15USB + Lademodul SUSE 4.17 + Radio SUSE 4.36USB, Solarmotor SUSE 4.16USB und USB-Messtechnik

16

Solarmotor als Generator oder Windkraftanlage mit SUSE 4.16 oder SUSE CM316

17

Experimente mit Solarmodulen 5W....40W, Leistungs- und Qualitätsanalysen mit SUSE 4.41/4.42/4.43/4.51/4.50...

18

Experimente mit Solarzellen- Bruchstücken: Sind Solarzellenbruchstücke verwendbar?

 

Sekundarstufe 2:

 

Nr.

Thema

21

Spannungs- Stromstärke- und Bestrahlungsstärkemessungen mit dem Solarmodul SUSE CM6MS, Vergleich mit Kennlinien

22

Wirkungsgrad- und Leistungsbestimmung mit dem Solarmodul SUSE CM6MS und Messsystem CassyLab, Aufnahme der I(U) und P(U)- Kennlinie

23

Betrieb eines Solarfahrzeugs SF4 mit Solarmodul SUSE 4.34 (4 Zellen in Reihenschaltung), Beobachtung und Messung der Auf- und Entladung des GoldCap-Kondensators

24

Outdoor- Experimente mit dem 5W- Solarmodul SUSE 4.51 oder 10W-Solarmodul SUSE 4.52, Bestimmung von U,I,P,S, Vergleich mit Kennlinien und Herstellerdaten

25

Verschattungsexperimente mit SUSE 5.22 und Cassylab

26

I(U)-Kennlinienaufnahme an einer Solarzelle mit SUSE 5.15 und CassyLab, Bestimmung von MPP, Wirkungsgrad, Füllfaktor

 

 

Lernstationen: Übersicht
Übersicht über alle Lernstationen der Gruppen A-G
Lernstation C2
Experimente mit dem Solarmodul SUSE CM6MS mit SUSE CM6MS, 4.16, 4.15, 4.36
Lernstation C2.pdf [ 211.6 KB ]
Lernstation D10
Winkelabhängigkeit von U,I,P einer Solarzelle mit SUSE 5.22alpha, 5.16
Lernstation D10.pdf [ 378.3 KB ]
Lernstation D14
Wirkungsgradbestimmung von 2 Solarzellen (SEK II)
Lernstation D14.pdf [ 202.5 KB ]
Lernstation G2
Solarzellen in Reihenschaltung, Anschluss eines LED- Moduls SUSE 4.15
Lernstation G2.pdf [ 136.2 KB ]
Lernstation G3
Outdoor- Experimente mit SUSE 4.3RB, Multimeter und Radio
Lernstation G3.pdf [ 104.6 KB ]
Lernstation G5
Experimente mit dem Solar- Elektroauto SF1.2, Solarmodul SUSE 4.3RB und Solartankstelle SUSE 4.34
Lernstation G5.pdf [ 107.8 KB ]
Lernstation G10
Outdoor- Experimente mit dem 20W- Solarmodul SUSE 4.42 mit Solar- Smartphone- Lader SUSE 4.17
Lernstation G10.pdf [ 185.7 KB ]
Lernstation G21
Experimente mit dem Solarmodul SUSE CM6MS
Lernstation G21.pdf [ 414.8 KB ]
Lernstation G22
Experimente mit dem Solarmodul SUSE CM6MS
Lernstation G22.pdf [ 178.3 KB ]
Learning stations: Overview
Overview of all learning stations for groups A-F

 

 

 

 

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