Photovoltaik

Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Leistungsabgabe einer Modell-Photovoltaik-Anlage in Abhängigkeit von der anliegenden Last (Verbrauchern) und sie untersuchen die tages- und jahreszeitlichen Veränderungen der maximalen Leistung der Anlage.

Zunächst rekapitulieren die Schülerinnen und Schüler die Ursache der unterschiedlichen Sonneneinstrahlungswinkel im Sommer und Winter mit Hilfe einer Lampe und einem Globus.

An der Experimentierstation lassen sich die unterschiedlichen Winkel der PV-Anlage relativ zur Sonne über einen Kippmechanismus nachbilden. Der Tagesgang der Sonnenstellung wird durch die Drehung des Modellhauses simuliert. Die Schülerinnen und Schüler ermitteln zunächst den optimalen Arbeitspunkt der PV-Anlage und messen dann die Leistung der PV-Anlage im Winter und Sommer in 15° Schritten von Osten nach Westen. Die Messungen werden mit dem deutschen Strombedarf verglichen. Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass die Zeiten des maximalen Solarstromangebots und der maximalen Nachfrage nicht übereinstimmen und eine Speichermöglichkeit für die erzeugte elektrische Leistung vorhanden sein sollte.