Arbeitsblatt: AB Energie aus der Sonne

ENERGIE AUS DER SONNE Experiment 1: Schiebe ein schwarzes Kartonstück in ein Glas. Decke das Glas mit einem weiteren Karton ab, durch den du ein Thermometer schiebst. Stelle das Glas so in die Sonne, dass sie auf den schwarzen Karton im Inneren scheint. Vergleiche die Temperatur im Glas und ausserhalb. Experiment 2: Lass einen gefüllten Wasserschlauch in der Sonne liegen. Miss nach einiger Zeit die Temperatur des Wassers, das dann aus dem Schlauch kommt. Der Trelbhauseffekt Bist du schon einmal in ein Auto eingestiegen, das lange auf einem Parkplatz in der Sonne stand? Man konnte sich kaum auf die Sitze setzen, und die Fahrerin hat sich am Lenkrad fast die Finger verbrannt. Draussen dagegen war die Luft vielleicht nur gut 20C warm. Die Scheiben haben die Sonnenstrahlung in das Auto hereingelassen. Dadurch wurde die Luft immer wärmer, und kein Wind hat Kühlung gebracht. In einem Treibhaus reifen Tomaten viel früher als im Freiland. Durch das Glas der Wände wird der kalte Wind abgehalten. Das erklärt aber nur einen Teil der Wirkung eines Glashauses. Das Glas lässt die Sonnenstrahlung leicht durch. An den Pflanzen und auch auf dem Boden des Glashauses wird daraus Wärme. Die Wärmestrahlung kann aber durch das Glas nicht so leicht wieder hinaus wie sie als Licht hereingekommen ist Das Glashaus heizt sich auf. Der Sonnenkollektor In einem Sonnenkollektor- einem Sonnensammler wird der Effekt aus Experiment 1 und Experiment 2 ausgenutzt: Seine Oberfläche ist tiefschwarz gestrichen. Dadurch erwärmt sich der Kollektor stark, wenn die Sonne ihn bescheint. Auf der Hinterseite ist er gegen Wärmeverluste mit Schaumstoff geschützt. Damit auch auf der Vorderseite die Wärme nicht verlorengehen kann, ist der Kollektor mit Glas abgedeckt. Mit Sonnenkollektoren sammelt man also Wärmestrahlung ein, die von der Sonne kommt. In südlichen Ländern, wie in Griechenland oder in der Türkei, steht auf jedem zweiten Dach ein Sonnenkollektor. Das Wort Kollektor stammt aus dem Lateinischen. Sieh mal in deinem Englisch-Wörterbuch nach, was ein stamp-collector ist! Die Sonnenstrahlung ist ungerecht verteilt Die Sonneneinstrahlung ist nicht überall auf der Erde gleich stark. Je weiter man zu den Polen kommt, desto schräger fallen die Strahlen auf die Erde. Wenn sie schräg einfallen, verteilen sie sich über eine größere Fläche. Sie sind dann natürlich nicht so wirkungsvoll. Die meiste Sonnenenergie bekommt der Norden von Afrika ab. Über den Wüstengebieten dort verdeckt nur selten eine Wolke die Sonne. Etwa der Sahara bekommt so viel Energie der Sonne, dass man damit die ganze Menschheit versorgen könnte. Eigentlich merkwürdig, dass wir trotzdem „Energiesorgen haben. Das Problem ist: Wie bringt man die Energie aus der Sahara zu uns? Fällt dir dazu etwas ein? Hausheizung mit einer Solaranlage Herr Scheffler heizt sein Haus mit der Sonne. Auf der Südseite seines Daches hat er 12m 2 Flachkollektoren einbauen lassen. Damit kann er sein Brauchwasser er wärmen und auch das Haus heizen. In den Kollektoren zirkuliert Sole, die im Winter nicht einfriert und im Sommer nicht siedet. Umwälzpumpen transportieren die heisse Sole in einen gut gedämmten 1000-l-Speicher im Keller. In einem Wärmetauscher wird das Heizungswasser erwärmt. Schefflers können mit der gespeicherten Wärme eine ganze sonnenlose Woche überstehen. Sonnenenergie steht in Deutschland leider nicht gleichmässig über das Jahr verteilt zur Verfügung. Im Sommer haben wir reichlich davon im Winter reicht die Sonnenenergie nicht aus, um ein Haus zu heizen. Das Energieangebot und der Energiebedarf sind zeitlich versetzt. Damit die Heizung mit niedrigen Wassertemperaturen auskommt, hat Herr Scheffler besonders wirkungsvolle Heizkörper einbauen lassen. In den meisten Räumen gibt es eine Fussbodenheizung. Das Heizungswasser darin darf nicht über 30 C haben. Nachts wirkt der Estrich als Wärmespeicher. Nur an wenigen Wintertagen muss Herr Scheffler seine Anlage mit elektrischem Strom nachheizen. In seinem Speichertank ist eine Art Tauchsieder eingebaut. Die elektrische Heizung ist zwar teuer, es gibt aber nur wenige Zusatzheiztage im Jahr. Kollektor Im Elgenbau Das Bild zeigt dir, welches Material du brauchst: Biege das Rohr zu einer Zickzack-Schlange. Achte darauf, dass es nicht geknickt wird. Löte das Rohr mit viel Lötzinn auf das Blech, damit es einen guten thermischen Kontakt damit hat. Streiche dann den Kollektor mit dem schwarzen Lack. Klebe Dämmstoff hinter den Kollektor. Löte kurze Rohrstücke oben und unten in die Dose. Bringe auch einen Ablasshahn an. Verbinde das obere Rohrende des Kollektors mit dem oberen Stutzen der Dose. Schliesse das untere Rohrende an den unteren Stutzen der Dose an. Stelle den Kollektor so auf, dass er möglichst senkrecht von den Sonnenstrahlen getroffen wird. Baue die Dose oberhalb des Kollektors auf.