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Solarzellen auf Hausdächern wandeln die Lichtenergie der Sonne in elektrische Energie um.

Wie können Solarzellen besonders viel Strom erzeugen?

Stromkreis, der aus einer Solarzelle und einem Motor besteht.

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Eine Solaranlage aus der Nähe betrachten.

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Sie brauchen

  • Motoren mit Luftschraube, Solarzellen (möglichst von der gleichen Bauart und Spezifikation, damit die Kinder untereinander besser vergleichen können)
  • Kabel mit Krokodilklemmen
  • Feste Pappe, Trinkhalm, Papier, Schere, Klebestreifen
  • Sonnenschein

Die Mädchen und Jungen erforschen, welchen Einfluss die Lichtverhältnisse auf die Drehgeschwindigkeit eines kleinen Motors haben, der von einer Solarzelle angetrieben wird.

Fragezeichen

Frage an die Natur stellen

Auf vielen Hausdächern kann man große schwarze Flächen sehen: Solarzellen. Sie wandeln die Lichtenergie der Sonne in elektrische Energie um. Doch was passiert, wenn sich Wolken vor die Sonne schieben? Wann produzieren Solarzellen besonders viel elektrische Energie und wann nur wenig?.

Bollerwagen

Ideen und Vermutungen sammeln

Denken Sie gemeinsam mit den Kindern darüber nach, was eine Solarzelle braucht, um Strom zu produzieren. Haben die Mädchen und Jungen in ihren bisherigen Versuchen bemerkt, dass ihre Solarzelle mal mehr, mal weniger Strom erzeugt? Was glauben die Kinder, woran das lag? Sammeln Sie gemeinsam Ideen, wie man die Solarzelle an einem sonnigen Tag mal stärker und mal schwächer beleuchten kann. Was machen z. B. die Kinder selbst, wenn sie sich vor Sonne schützen wollen? Wenn die Sonne auf der Haut brennt oder helles Licht sie blendet? In den Schatten gehen? Eine Sonnenbrille bzw. einen Hut aufsetzen oder die Augen mit den Händen bedecken? Was tun die Mädchen und Jungen hingegen, wenn sie sich von der Sonne besonders stark wärmen lassen wollen? Wo und wie kriegen sie die meisten Sonnenstrahlen ab? Haben die Kinder noch weitere Ideen?

Hand hält Lupe

Ausprobieren und Versuch durchführen

Überlegen Sie gemeinsam mit den Kindern, wie sie erkennen können, dass eine Solarzelle wenig oder viel Strom produziert. Die Mädchen und Jungen können z. B. einen Stromkreis aus einer Solarzelle und einem Motor mit Luftschraube als Prüfgerät verwenden. Je mehr Strom die Solarzelle produziert, desto schneller dreht sich die Schraube. Die Kinder befestigen ihre Konstruktion auf einem Stück fester Pappe, damit sich die Kabel beim Transport nicht verheddern oder lösen. Um die Drehgeschwindigkeit der Luftschraube gut erkennen zu können, stülpen sie einen halbierten Trinkhalm über eines der Flügelblätter. Zusätzlich können sie einen schmalen Streifen Papier so auf der Pappe befestigen, dass der Trinkhalm bei jeder Umdrehung darüber streicht – so entsteht jedes Mal ein Geräusch und die einzelnen Umdrehungen lassen sich sogar zählen. Nun gehen die Mädchen und Jungen auf die Suche nach unterschiedlich schattigen und sonnigen Plätzen und testen ihre Solarzelle.

Auge

Beobachten und beschreiben

Lassen Sie die Mädchen und Jungen genau beschreiben, was sie beobachten. Wann oder an welchen Orten dreht sich der Motor besonders schnell? Wie hell scheint die Sonne oder wie schattig ist es dort? Und wo setzt sich der Motor überhaupt nicht in Bewegung? Fragen Sie die Kinder, ob es einen Unterschied macht, welche Seite der Solarzelle der Sonne zugewandt wird. Was passiert, wenn sie die Solarzelle etwas kippen, so dass das Licht in einem anderen Winkel darauf trifft ? Und was beobachten die Kinder, wenn sie die Hälft e der Solarzelle abdecken, z. B. mit der Hand oder mit einem Stück Papier, und noch einmal dieselben Orte aufsuchen? Fordern Sie die Mädchen und Jungen auf, die Drehgeschwindigkeit des Motors möglichst genau zu beschreiben: Ältere Kinder können die Anzahl der Umdrehungen, z. B. in einer halben Minute, auf Strichlisten festhalten. Jüngere Kinder können die verschiedenen Geschwindigkeiten durch Relationen beschreiben: z. B. sehr langsam, langsam, schnell, sehr schnell.

Ergebnisse dokumentieren

Ergebnisse dokumentieren

Lassen Sie die Kinder auf Zeichnungen darstellen, wie hell es an den verschiedenen Plätzen war, z. B. durch Schraffierungen mit Bleistift : Plätze im Sonnenlicht werden gar nicht schraffiert, unter dem lichten Blätterdach eines Baums nur schwach, im Schatten des Hauses wird stärker schraffiert und ein Platz im Schrank wird schwarz ausgemalt. Die Bilder werden durch die Strichlisten bzw. die Kategorien von „sehr langsame“ bis „sehr schnelle“ Motordrehung ergänzt.

Ergebnisse erörtern

Ergebnisse erörtern

Sammeln Sie mit den Kindern noch einmal, was sie alles herausgefunden haben. Durchdenken Sie gemeinsam, unter welchen Bedingungen sich der Motor an der Solarzelle am schnellsten dreht: Je stärker die Sonne auf die Solarzelle scheint, desto schneller dreht sich der Motor. In einem dunklen Schrank dagegen steht der Motor still. Stimmen die Ergebnisse mit den Vermutungen der Mädchen und Jungen überein? Ergänzend können Sie mit den Kindern überlegen, wo sich auf dem Gelände der Einrichtung wohl die besten Standorte für eine Solaranlage befinden. Wo scheint die Sonne besonders lange auf eine bestimmte Stelle? Die Mädchen und Jungen können diese Plätze dazu auch über einen längeren Zeitraum immer wieder beobachten und die Sonnenscheindauer notieren. Vielleicht haben Sie ja auch eine Solaranlage in der Nachbarschaft , die Sie mit der Gruppe besuchen und deren Betreiber Sie gemeinsam interviewen können?

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