Art. Nr.: 83658

Photovoltaik-Experimentiergerät 5.2

Solarmodul mit einer Hochleistungszelle + Solarmotor
Bausatz
46,00 € netto **
Beschreibung

Auf dem mit 90° gebogenen Plexiglasträger befindet sich unten die Solarzelle, darüber die Buchsenpaare mit 2 Verbindungssteckern, oben der Solarmotor mit Zahnrad. Unten erkennt man die 8mm-Gewindestange mit Mutter + Flügelmutter zum Befestigen des Moduls auf der optischen Bank PV 5.0 oder – ohne Muttern- auf jeder anderen schulüblichen optischen Bank.

Details

Das Foto zeigt das Solarmodul PV 5.2 auf einem transparenten, abgewinkelten Plexiglasträger mit einer 8mm- Stativstange zum Einsatz auf einer optischen Bank, Schul-Stativsysteme oder auf Tonnenfüßen.

In der Mitte erkennt man das robuste PV- Solarmodul (Uoc = 0,6 V / Isc= 880 mA bei S = 1000 W/m²) mit dem rot-schwarzen Buchsenpaar, welches über 2 Verbindungsstecker mit dem Buchsenpaar des Solarmotors, auf den das rote Zahnrad aufgesteckt ist, verbunden ist.

So lassen sich für Experimente Motor und Solarmodul einfach und deutlich sichtbar trennen und mehrere Module PV 5.2 vielfältig miteinander verschalten:

  • Reihenschaltung mehrerer Module für Experimente und Betrieb eines Radios
  • Reihenschaltung mehrerer Module an einen Solarmotor
  • Parallelschaltung mehrerer Module an einen Solarmotor

Mit PV 5.2 lässt sich einfach durch Messung des Kurzschlussstroms Isc die Lichtintensität S des Sonnenlichts bzw. des diffusen Lichts des Himmels oder des Lichts von Lichtquellen in W/m² bestimmen:

Alle Plexiglasträger sind bereits vorgebohrt und vorgebogen!

Lernziele

Die Schülerinnen und Schüler sollen in diesen Experimenten durch eigenes Experimentieren:

  • Die Solarzelle als Energiewandler in Verbindung mit einem Elektromotor kennenlernen
  • Technische Eigenschaften der Solarzelle mit dem Elektromotor ohne Messgeräte ermitteln können.
  • Spannung, Stromstärke, Leistung einer Solarzelle in Abhängigkeit von Parametern bestimmen können
  • Die Intensität S 8 Bestrahlungsstärke) der Sonnenstrahlung messen und berechnen können
  • Die Gesetzmäßigkeiten der Reihenschaltung von Solarzellen erarbeiten können
  • Die Abhängigkeit von Spannungen und Stromstärken von der Stärke der Solarstrahlung ermitteln können
  • Die Gesetzmäßigkeiten der Reihenschaltung mehrerer Module kennenlernen und beweisen können
  • Die Gesetzmäßigkeiten der Parallelschaltung mehrerer Module kennenlernen und beweisen können
  • Die Leistung eines Solarmoduls bestimmen können
  • Die Funktion der Solarzelle als Halbleiterdiode verstehen können
  • Die Berechnung des Zell- und Modulwirkungsgrades durchführen können
  • Die Stromdichte einer Solarzelle als Qualitätsfaktor bestimmen und beurteilen können
  • Das quadratische Abstandsgesetz von punktförmigen Lichtquellen verifizieren können
  • Die Kennlinien einer Solarzelle aufnehmen können.
Geeignet für
  • Mit PV 5.2 können einfache Experimente in der unteren Sekundarstufe 1 (Klassenstufen 5 -7), Experimente in der oberen Sekundarstufe 1 (Klassenstufen 8 -10) und Experimente in der Sekundarstufe 2 (Klassenstufen 10 - 13) durchgeführt werden. Die einzelnen Experimente sind in der Unterlage entsprechend nach Niveaubereich gekennzeichnet.
  • Einsatzbereich:
    in allen naturwissenschaftlichen und technischen Fächern (Schwerpunkt: Physik und Technik).
Lieferumfang
  • Bausatz
  • didaktische Unterlagen:
    • Gerätebeschreibung
    • Zielgruppe
    • Lernziele
    • Experimente
    • Technische Daten
    • Bauanleitung + Zeichnung
Technische Daten

Gemessen wurde bei einer Bestrahlungsstärke von 1000 W/m, AM 1,5 , T= 25°C (Internationale Normwerte). 1000 W/m² entsprechen einer Solarstrahlung der strahlenden Sommersonne mittags bei blauem Himmel.

  • Modulmaße: 60 x 80 mm
  • Anschlüsse:  + und - Pol als Lötpunkt auf der Rückseite
  • Zellfläche: 24,5 cm²
  • Dicke der Solarzelle: 200 µm
  • Leerlaufspannung: 600  mV
  • Kurzschlussstrom: 916 mA
  • Wirkungsgrad: 15,6 %
  • Stromdichte: 37,4 mA/cm²
  • Füllfaktor: 73,8 %
  • Stromstärke im MPP: 830 mA
  • Spannung im MPP: 470 mV
  • Max. Leistung im MPP: 395 mW

Die technischen Daten des Solarmotors:

  • Anlaufspannung: 400 mV
  • Anlaufstrom: 25 mA
  • Spannungsbereich: 0,4 ….5,0 V
  • Durchmesser Gehäuse: 24,2 mm
  • Durchmesser Achse: 2 mm
  • Achslänge: 10 mm
  • Anschlüsse: 70 mm Kabel
    • + rot
    • - schwarz