Sonne aus der Steckdose

Der Meeresspiegel steigt, Wüsten breiten sich aus, Überschwemmungen und Stürme nehmen zu – die Erde ächzt unter dem Klimawandel. Was können wir dagegen tun?

Einen Filmstudio-Scheinwerfer einschalten, zum Beispiel: Der übernimmt im DLR_School_Lab Göttingen die Rolle der Sonne und strahlt mit 5000 Watt auf 170 kleine Spiegel – unser Mini-Solar-Turmkraftwerk. Setzt mit der fokussierten Strahlungswärme den Kolben einer Dampfmaschine in Bewegung! Messt mit einem Temperatur-Sensor die dabei empfangene Wärme und geht der Frage auf den Grund, welche Aufgabe der Turm bei solchen Solar-Turmkraftwerken hat!

Solarthermie und Fotovoltaik

Solar-Turmkraftwerk des DLR in Almeria, Spanien. Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Sauberen Strom liefert uns auch die Fotovoltaik – mittels Solarzellen auf dem Hausdach. Damit können sich Haushalte selbst direkt mit Solarstrom versorgen. Wie aber funktioniert eigentlich so eine Solarzelle? Findet es im Experiment mit rotem Früchtetee heraus und baut euch damit selbst eine funktionierende Solarzelle!

Wer sind die Energiefresser?

Wie heiß wird es? Wärme-Messung am Mini-Solar-Turmkraftwerk im DLR_School_Lab. Bild: DLR

Wieviel „Sonne“ braucht man für ein Solarhaus? Im DLR_School_Lab ist ein Fotovoltaik-Modellhaus aufgebaut – von der Küche bis zum Arbeitszimmer mit PC. Alle Haushaltsgeräte sind funktionsfähig angeschlossen und lassen sich mithilfe von Solarmodulen über ein Schaltpult betreiben. Welches Gerät „frisst“ wie viel Energie? Wo sind Einspar-Potenziale? Wie lässt sich aus einem Solarmodul die maximale Leistung herausholen? Und was ist besser – Parallel- oder Reihenschaltung von Solarzellen?  

Saubere Sache

Stromverbrauchsmessung am Fotovoltaik-Haus. Bild: DLR

Solarzellen arbeiten nur bei direkter Sonnenstrahlung. Wie aber bekommt man Strom für Nächte und trübe Tage? Mit Pumpspeicherwerken zum Beispiel: Bei Energieüberschuss wird Wasser mittels elektrisch betriebener Pumpen auf einen Berg in einen Speicher gepumpt. Bei Energiemangel läuft das gesammelte Wasser wieder herunter und erzeugt in Wasserkraftwerken mithilfe von Generatoren elektrische Energie. Probiert es im Experiment selbst aus!

Oder speichert überschüssigen Solarstrom chemisch: Zerlegt  Wasser – per Solarstrom natürlich – in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff. Führt dann beide wieder durch eine Membran getrennt in einer Brennstoffzelle zusammen, und ihr erhaltet  Gleichstrom.  Zum Beweis lasst ihr ein Modellauto im Kreis fahren. Wie viele Runden schafft es? Lasst euch überraschen …