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PV-Experimente

Macht das Klassenzimmer zum Physiklabor

Das mit der Expertise von Physiklehrer:innen neu entwickelte und bei der Deutschen Physikalischen Gesellschaft erfolgreich vorgestellte Photovoltaik-Experimentierset vermittelt Schüler:innen anschaulich, wie Photovoltaik funktioniert.

PV-Experimente-Set Versuch 2
PV-Experimente-Set

4 Experimente für alle Jahrgangsstufen

Experiment 1 ist grundsätzlich für alle Jahrgangsstufen geeignet und kann auch in Fächern wie Geografie oder Ethik eingesetzt werden.

 

Experimente 2, 3 und 4 sind für anspruchsvolle physikalische Versuche in den Jahrgangsstufen 8 bis 11 gedacht.

 

Die extra großen Photovoltaik-Module, die einfache Bedienbarkeit und die massive Bauweise geben Sicherheit beim Experimentieren, gerade auch in unteren Jahrgangsstufen.

Experiment 1

Optimaler Neigungswinkel zwischen
Modul und Lichtquelle

Lernziel

Optimale Ausrichtung von Photovoltaik-Modulen in Theorie und Praxis.

 

Beschreibung

In diesem Versuch werden mittels beweglichem Solarmodul, zwei Winkel 𝑎 und 𝛾 untersucht. Es sollen diejenigen Werte von 𝑎 und 𝛾 ermittelt werden, unter denen das Modul die größte Leistung abgibt.

 

Material

  • Grundplatte mit integrierten Verbrauchern (4 LED) und Steckern

  • Photovoltaik-Modul (max. 20 VDC) mit Halterung, in 2-Achsen beweglich inklusive

  • Verkabelung

  • Winkelscheibe

  • Leuchtmittelhalter mit Abstandsleine

  • LED-Leuchtmittel

  • Multimeter (1)

  • Kabel (2)​

PV-Experimente-Set Versuch 1
PV-Experimente-Set Versuch 1
PV-Experimente-Set Versuch 2
PV-Experimente-Set Versuch 2
Experiment 2

Reihen- und Parallelschaltung von

Photovoltaik-Modulen

Lernziel

Bestätigung der Kirchhoff’schen Knoten- und Maschenregeln. Ableitung der optimalen Verschaltung der Photovoltaik-Module.

 

Beschreibung

Es werden eine Reihen- und Parallelschaltung mit 2 Photovoltaik-Modulen aufgebaut. Es soll bestätigt werden, dass sich die Klemmenspannungen der Module in Reihe addieren, die Stromstärken bleiben dagegen gleich. In der Parallelschaltung dagegen addieren sich die Stromstärken und die Klemmenspannungen bleiben gleich.

 

Material

  • Grundplatte mit Aufnahme für die Photovoltaik-Module und integriertem Potentiometer und Steckern

  • 2 Photovoltaik-Module (max. 2 x 20 VDC) inklusive Verkabelung

  • Leuchtmittelhalter

  • Halogen-Leuchtmittel

  • Multimeter (1)

  • Kabel (2)

Experiment 3

Maximum-Power-Point eines

Photovoltaik-Moduls

Lernziel

In diesem Experiment soll die I-U-Kennlinie der Solarzellen gezeichnet werden, um daraus den optimalen Betriebspunkt eines PV-Moduls, den „MPP“ zu bestimmen.

 

Beschreibung

Es wird eine einfache Schaltung mit einem Photovoltaik-Modul und einem 220 Ω Potentiometer aufgebaut. Unter Variation des Widerstands sollen zeitgleich die Änderungen in Spannung und Strom notiert und die Kennlinien aufgezeichnet werden.

 

Material

  •  Grundplatte mit Aufnahme für das Photovoltaik-Modul und integrierten Potentiometern, Ventilator und Steckern

  • PV-Modul (max. 20 VDC) inklusive Verkabelung

  • Leuchtmittelhalter

  • Halogen-Leuchtmittel

  • Multimeter (2)

  • Kabel (4)

PV-Experimente-Set Versuch 3
PV-Experimente-Set Versuch 3
PV-Experimente-Set Versuch 4
PV-Experimente-Set Versuch 4
Experiment 4

Qualität und Wirkungsgrad eines
Photovoltaik-Moduls

Lernziel

In diesem Experiment soll der maximale Wirkungsgrad eines Photovoltaik-Moduls bestimmt und seine Veränderung durch Temperaturerhöhung untersucht werden.

 

Beschreibung

Mit einem Luxmeter, einem Geodreieck/Lineal und einem Multimeter sollen charakteristische Werte des Moduls in der Schaltung aufgenommen werden und mittels einfacher Formeln quantitativ und qualitativ der Wirkungsgrad des Moduls untersucht werden.

 

Material

  • Grundplatte mit Aufnahme für das Photovoltaik-Modul

  • PV-Modul (max. 20 VDC) inklusive Verkabelung

  • Leuchtmittelhalter

  • Halogen-Leuchtmittel

  • Multimeter

  • Föhn

Preis

3300 €

inkl. 7% MwSt.,

zzgl. Versandkosten

Das komplette Set ist für 16 Schüler:innen geeignet. Es besteht aus 8 Experimente-Stationen (2x pro Versuch), an denen jeweils zwei Schüler:innen gleichzeitig arbeiten können. Jedes Experiment ist doppelt vorhanden.

 

Produziert wird das Lernspiel von der Brucker Werkstatt für Menschen mit Behinderung Fürstenfeldbruck des Caritasverbandes der Erzdiözese München und Freising e.V..

Bei der Auswahl der Materialien und Bauteile wurde neben der Bedienbarkeit besonderer Wert auf Recyclingfähigkeit und Reparierbarkeit gelegt.

Dem Experimente-Set liegt eine detaillierte Anleitung für die Durchführung unterschiedlicher Versuche bei. Diese Unterlagen sind auch online in unserer Lehrmittelbibliothek zu finden.

Die Lieferzeit beträgt ca. 3 Monate ab Bestelleingang. Die Lieferkosten sind nicht im Preis beinhaltet. 

Es ist möglich, die Experimente einzeln zu erwerben. Der Einzelpreis beträgt 540 EUR für jedes Experiment (1 bis 4).

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