Wie sollten Solarzellen an einem Haus angebracht werden, um möglichst viel Energie umwandeln zu können? (Klasse 6 und 7)

wie sollten solarzellen angebracht werden?

Eigene Messungen mit Solarzellen und einer Smartphone-App

Schülerinnen und Schüler der Klassenstufe 6 und 7 beschäftigen sich an ihrem Labortag mit dem Phänomen, dass Solarzellen auf Häusern unterschiedlich ausgerichtet sind. Dazu betrachten wir zu Beginn gemeinsam eine Fotoreihe, die dies verdeutlicht. Daraus entwickeln die Jungen und Mädchen die übergeordnete Fragestellung, wie man Solarzellen idealerweise anbringt.

Für die Beantwortung erhalten die Schülerinnen und Schüler zunächst in Zweiergruppen eine Solarzelle und Luxmeter-Apps für ihre eigenen Smartphones. An verschiedenen Orten in der Kieler Forschungswerkstatt messen sie die Spannung als Maß für die umgewandelte elektrische Energie der Solarzelle. Diese bringen sie dann anhand der gemessenen Helligkeit mit der eintreffenden Strahlungsenergie in Verbindung. Anschließend richten die Jugendlichen die Solarzellen an den Orten unterschiedlich aus. So finden sie die optimale Energieumwandlung bei einem gegebenen Strahlungswinkel der Sonne. Abschließend beschäftigen wir uns gemeinsam mit dem Problem der Verschattung von Solarzellen. Hier diskutieren wir auch die Frage, warum man Solarzellen nicht ständig nach dem Sonnenstand nachrichtet.

Erforderliche Vorkenntnisse

Erste Vorkenntnisse zur elektrischen sowie zur Strahlungsenergie als Energieformen sollten für den Laborbesuch vorhanden sein, da wir während des Besuches beide Energieformen und deren Umwandlung vertiefen. Zudem ist es ist hilfreich, wenn die Schülerinnen und Schüler ein einfaches Strahlenmodell bereits kennengelernt haben und wissen, dass mit Licht auch immer Energie, die Strahlungsenergie, transportiert wird. Ein Verständnis von Spannung und Stromstärke ist nicht nötig, da beide Größen nur als Maß für die elektrische Energie dienen.

Bitte teilen Sie uns vor dem Besuch mit, ob Sie bereits Reihen- und Parallelschaltung im Unterricht behandelt haben. Die Verschattung von Solarzellen passen wir dann je nach Kenntnisstand der Schülerinnen und Schüler an.

Als Luxmeter verwenden wir eine ensprechende Smartphone-App. Die Schülerinnen und Schüler können sich diese auf ihre eigenen Geräte herunterladen. Verfügt mindestens die Hälfte der Schulklasse nicht über Smartphones oder ist eine solche Nutzung an Ihrer Schule nicht erlaubt, stellen wir gerne ausreichend Tablets als Luxmeter zur Verfügung.