| 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
| 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 SF6USB
| 5
| Experimente mit dem 10W- Solarmodul SUSE 4.41
mit SUSE 4.41, Laderegler SUSE 4.17, LED-Leselampe, Solarfahrzeug SF6USB
| 6
| Bestimmung der Lichtintensität = Bestrahlungsstärke
mit SUSE 5.22
| 7
| Experimente mit dem Solarfahrzeug 1.2
mit SUSE 4.36, 4.35
| 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
| 22 | Experimente mit dem 2- Solarzellen- Solarmodul SUSE CM318 mit Umschalter zur Parallel- und Reihenschaltung
| 23 | Experimente mit dem Solarmodul SUSE 4.2
| 24 | Experimente mit dem 10W- Solarmodul SUSE 4.52
|
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
| Strahlung, Wellenphysik | 16 | Absorptionsexperimente mit e-Funktion SUSE 5.1 od.5.22
| Strahlung, e-Funktion
|
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 | 19 | Selbstbau des Solarmoduls SUSE CM319
|
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 4.50-10GS, 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?
| 19 | Experimente mit dem Solarmodul SUSE CM319 Experimente zur Reihenschaltung (Kurzversion) |
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 H (Diese Lernstationen werden bei Schülergruppen im ISFH für die Teilgruppen eingesetzt, die nicht im NILS- Labor arbeiten.)
Nr.
| Thema
| 1 | Experimente zur Energieumwandlung und zur Spannungsmessung bei Solarzellen und Solarmodulen
| 2 | Experimente zur Energieumwandlung, Reversibilität und Spannungs-, Stromstärke-, Leistungsmessung an Solarzellen, LEDs und am Peltier- Element
|
| | |