Das Solar-Ei
Das
Solar-Ei habe ich mit Franzis für die Maker Factory bei Conrad
entwickelt. Es steht in einer Reihe von drei Lernpaketen in einem
großen Ei, das als Verpackung und als Gehäuse dient. Die
Energie der Sonne nutzen, das ist spannend und umweltfreundlich. Es
gehört mit in das Aufgabenfeld Energy Harvesting, weil man hier 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 Speicherkondensators statt
des sonst üblichen Akkus. Und am Ende kann jeder seine ganz persönliche
Solarleuchte bauen und ihre Eigenschaften an die individuellen
Bedürfnisse anpassen. Hier sollen zwei der insgesamt acht
Versuche aus dem Paket vorgestellt werden.
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.
Der Kondensator arbeitet ähnlich wie ein Akku, hat
aber eine sehr viel größere Lebensdauer. Er lässt sich besonders schnell
aufladen und behält seine Ladung für lange Zeit. Wichtig ist die richtige Polung. Der schwarze Draht ist der Minuspol, der rote
der Pluspol. Der verwendete Kondensator hat eine Kapazität von 0,47 Farad (0,47 F).
Der Speicherkondensator kann auch direkt von der Solarzelle
geladen werden. Zusätzlich ist eine Diode erforderlich, damit der Kondensator
bei Dunkelheit nicht über die Solarzelle entladen wird. Bei vollem Sonnenlicht
dauert es einige Minuten, bis die LED zu leuchten beginnt. Bei Dunkelheit wird die
LED immer schwächer, geht aber bis zum nächsten Tag nicht ganz aus. Weil das
Auge sich an die Lichtverhältnisse anpasst, ist die LED immer gut sichtbar: Ein
ewiges Solarlicht.
Wichtig ist die Einbaurichtung der Diode. Das Glasgehäuse
trägt einen schwarzen Ring am Minusanschluss (Kathode). Der andere Anschluss
(Anode) muss mit dem Pluspol (rot) der Solarzelle verbunden werden.
Ein Test mit dem kleineren Widerstand mit nur 1 kΩ zeigt: Die LED wird am Tage sehr viel heller, aber
die Helligkeit nimmt in der Nacht schneller ab. Mit 10 kΩ leuchtet die Lampe in
der Nacht sehr viel länger.
Zum Schluss kann auch noch die zweite LED mit eingebaut
werden. Die Solarlampe kann in das Osterei gelegt werden. Die obere Schale
lässt genügend Licht hindurch. Damit entsteht ein geheimnisvoll leuchtendes Ei,
das jahrelang ununterbrochen funktioniert.
Siehe auch:
www.conrad.de/de/lernpaket-makerfactory-ultraschall-ei-15051-ab-14-jahre-1891589.html
www.conrad.de/de/lernpaket-makerfactory-raspberry-pi-ei-15043-ab-14-jahre-1891587.html
