NILS - Die Niedersächsische Lernwerkstatt für Solare Energiesysteme

Ein Experiment für Schüler*innen, die schon eine physikalische Vorstellung vom lichtelektrischen Effekt haben und mit Messgeräten umgehen können. Hier wird anhand zweier verschiedener Solarzellen gezeigt, wie eine sog. Kennlinie, also die Abhängigkeit zwischen Stromstärke und Spannung an einer belichteten Solarzelle, gemessen wird und wie diese Abhängigkeit mit einem Computer dargestellt werden kann. Mit Hilfe der Aufnahme der Kennlinie kann die Effizienz einer Solarzelle bestimmt werden. Die Effizienz gibt an, welcher Anteil der Lichts in einen Strom umgewandelt werden kann.

Ein kleiner Tischtennisball wird in einem senkrecht stehendem Glasrohr durch einen Luftstrom, der unten ins Rohr eingeleitet wird, in der Schwebe gehalten. Der Luftstrom wird erzeugt durch einen kleinen Ventilator, der unten im Glasrohr eingebaut ist. Dieser Ventilator wird durch mehrere Solarzellen angetrieben und kann eingestellt werden, indem der Abstand zwischen den Zellen und einer Lichtquelle verändert wird. Ziel ist es, den Luftstrom so einzustellen, dass der Ball im Rohr schwebt. Ein sehr anschauliches Exponat, das optisch eindrucksvoll einen Luftstrom und eine Stromstärke präsentiert.

In einem kleinen Drehkarussell sind vier "Wettersimulationen" enthalten, die sich alle unterscheiden durch die Bestrahlungsstärke: Ein Winternachmittag, ein regnerischer Tag, ein Sonnentag mit Wolken und ein unbewölkter Nachmittag. In diesem Wettersimulator nimmt eine kleine Solarzelle das Licht auf, wandelt es in einen Strom um, der eine Reihe von Ventilatoren antreiben kann. Wie viele Ventilatoren tatsächlich angetrieben werden, das hängt eben von der Stromstärke ab. Hier wird sehr anschaulich gezeigt, wieviel die Energie durch eine Solaranlage tatsächlich erzeugt werden kann. Gleichzeitig bekommt der*die Betrachter*in eine Vorstellung davon wie sehr sich das Auge durch die gefühlte "Helligkeit" irreführen lässt.

Ein sehr lustiges Exponat, das nicht nur eine eigenwillige Steuerungsmöglichkeit für kleine Automobile zeigt, sondern darüberhinaus auch tiefergehende soziale Unterschiede zwischen Individuen aufzeigt. Eine kleine handelsübliche Rennstrecke in Form einer Acht ist hier aufgebaut. Aber im Gegensatz zu der üblichen Steuerung der Rennautos mit veränderbaren Widerständen werden hier zwei kleine Solarmodule mit je 18 Solarzellen verwendet, die über je einem Overheadprojektor als Lichtquelle beweglich montiert sind. So kann über die Abstandsänderung zwischen Solarmodul und Overheadprojektor die Geschwindigkeit des Rennautos gesteuert werden. Gute Fahrt.

Elektromobilität ist ohne Strom undenkbar und so wird hier gezeigt, wie künftige Solartankstellen aussehen könnten: Solarmodule auf dem Dach einer Tankstelle erzeugen Strom, wenn sie von Licht bestrahlt werden. Der Strom wird entweder in einem Akku zwischengespeichert oder direkt in ein Elektromobil - wie hier - eingespeist und lädt dort eine Batterie. Die Batterie des Mobils ist im Exponat ein Superondensator, dessen Aufladung in wenigen Sekunden erledigt ist. Gezeigt wird der Ladevorgang anhand einer Strom-Spannungskurve auf einem kleinen Bildschirm. Nach der Aufladung wird das Mobil vom Ladekabel getrennt und dreht einige Runden auf der Straße um die Tankstelle.