Instructions

SOLAR-EI
Spannende Experimente
mit Solarenergie
Bauen Sie ein eigenes ewig
leuchtendes Solarlicht
Entdecken Sie die Grundlagen
der Photovoltaik
Die Energie der Sonne nutzen, das ist spannend und umweltfreundlich.
Es gehört mit in das Aufgabenfeld Energy Harvesting, weil man dabei
frei nutzbarere Energie „erntet“.
Zwar gibt es viele Solarlichter, die sich in der Nacht einschalten. Aber hier
werden ganz andere Schaltungen verwendet, die völlig unterschiedliche
Eigenschaften haben. Innovativ ist die Verwendung eines Speicher-
kondensators statt des sonst üblichen Akkus. Und am Ende kann jeder
seine ganz persönliche Solarleuchte bauen und ihre Eigenschaften an
die individuellen Bedürfnisse anpassen.
SOLAR-EI
Versuch 2
Bei vollem Sonnenlicht liefert die Solarzelle einen Strom von etwa
20 Milliampere (20 mA), den die LED noch gut verträgt. Deshalb darf
die LED direkt angeschlossen werden.
Für eine Reihenschaltung mit zwei LEDs braucht man zwei Doppel-
klemmen. Es funktioniert nur bei hellem Licht, weil sonst die erforderliche
elektrische Spannung für beide LEDs nicht erreicht wird. Jede LED
braucht mindestens eine Spannung von 2 Volt (2 V).
SOLARSTROM
Versuch 1
Im ersten Versuch wird eine grüne LED direkt mit der Solarzelle
verbunden. Der längere Draht der LED ist die Anode (A) und gehört
an den Pluspol (rot) der Solarzelle. Der kurze Draht ist die Kathode (K)
und muss mit dem Minuspol (schwarz) der Solarzelle verbunden werden.
Die LED leuchtet je nach Umgebungslicht mehr oder weniger hell auf.
BATTERIE-VERSORGUNG
Für eine Batterieversorgung mit drei Zellen und zusammen 4,5 V muss
ein Widerstand in Reihe zur LED eingebaut werden. Der Widerstand von
einem Kiloohm (1 kΩ, Farbringe Braun, Schwarz, Rot) stellt den Strom auf
etwa 2 mA ein. Die LED verträgt zwar bis zu 20 mA, aber auch bei gerin-
gen Stromstärken liefert sie eine beachtliche Helligkeit.
Ein Test mit dem größeren Widerstand von 10 kΩ (Braun, Schwarz,
Orange) reduziert die Helligkeit. Auch mit dem geringeren Strom von
0,2 mA leuchtet die LED noch gut sichtbar.
Versuch 3
Eine Parallelschaltung mit zwei LEDs funktioniert auch bei geringer Hellig-
keit, weil nur wenig Spannung gebraucht wird. Allerdings teilen sich
beide LEDs den verfügbaren Strom. Zwei LEDs zusammen erzeugen ins-
gesamt nicht mehr Licht als eine allein.
1k
10
Kurzschlüsse vermeiden! Die beiden Drähte des Batterie-
fachs dürfen sich niemals direkt berühren, denn dabei
kann so viel Strom fließen, dass die Drähte heiß werden
oder die Batterien explodieren.
!
ACHTUNG
Achtung, man darf niemals eine LED direkt an eine
Batterie anschließen, denn sie könnte dann sofort
durchbrennen.
!
ACHTUNG
LED und Solarzelle
Reihenschaltung
Parallelschaltung
LED mit Vorwiderstand
AnodeKathode