PV-Experimente
Macht das Klassenzimmer zum Physiklabor
Das mit der Expertise von Physiklehrer:innen neu entwickelte Photovoltaik-Experimentierset vermittelt Weiterführenden Schüler:innen anschaulich, wie Photovoltaik funktioniert.
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
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Grundplatte mit integrierten Verbrauchern (4 LED) und Steckern
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Photovoltaik-Modul (max. 20 VDC) mit Halterung, in 2-Achsen beweglich inklusive
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Verkabelung
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Winkelscheibe
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Leuchtmittelhalter mit Abstandsleine
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LED-Leuchtmittel
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Multimeter (1)
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Kabel (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
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Grundplatte mit Aufnahme für die Photovoltaik-Module und integriertem Potentiometer und Steckern
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2 Photovoltaik-Module (max. 2 x 20 VDC) inklusive Verkabelung
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Leuchtmittelhalter
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Halogen-Leuchtmittel
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Multimeter (1)
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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
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Grundplatte mit Aufnahme für das Photovoltaik-Modul und integrierten Potentiometern, Ventilator und Steckern
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PV-Modul (max. 20 VDC) inklusive Verkabelung
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Leuchtmittelhalter
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Halogen-Leuchtmittel
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Multimeter (2)
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Kabel (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
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Grundplatte mit Aufnahme für das Photovoltaik-Modul
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PV-Modul (max. 20 VDC) inklusive Verkabelung
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Leuchtmittelhalter
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Halogen-Leuchtmittel
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Multimeter
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Föhn
Preis des Sets
3300 €
inkl. 7% MwSt.,
zzgl. Versandkosten
540 € Einzel
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 der Experimentier-Set 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.
Die Lieferzeit beträgt ca. 1 Monat ab Bestelleingang. Die Lieferkosten sind nicht im Preis beinhaltet.
Unter der Nummer 20 2022 106 397 wurde das Experiment-Set beim Deutschen Patent- und Markenamt als Gebrauchsmuster eingetragen.
Dokumentation des PV-Experimentier-Sets
Anleitungen und Arbeitsblätter
Zusatzarbeitsblätter
Online Tools
Lösungsblätter
