Sonnenenergieturbine - Energieexperiment

Die Kraft der Sonne erfor­schen: Energie-Experi­mente zum Nachmachen

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Wusstet ihr, dass ein einziger Quadrat­meter auf der Sonne so viel Energie liefert wie eine Million helle Glühbirnen? Wenn ihr die Sonnen-Power selbst erfahren und euch von der Corona-Lange­weile verab­schieden wollt, probiert einfach diese Experi­mente aus.

1. Natürlich warm: Einen Sonnen­fänger basteln (ab ca. 4 Jahren)

Das braucht ihr

Ein Papier­blatt (DIN A4), eine Bastel­schere, Klebstoff, ein Stück Alufolie, Klebeband, ein Lineal, einen Stift, einen Kuchen­teller und einen großen Knopf oder den Deckel eines Klebe­stifts.

Energie-Experiment - Sonnenfänger

So funktio­niert es

Zuerst zeichnet ihr auf das Blatt Papier einen großen Kreis, der etwa so groß ist wie ein Kuchen­teller. Einen solchen Teller könnt ihr auch als Schablone benutzen – umgekehrt auf das Papier legen und einmal drum herum zeichnen.

Energie-Experiment - Sonnenfänger

In die Mitte des Kreises zeichnet ihr einen kleineren Kreis, der so groß ist, dass einer eurer Finger noch hindurch passt. Dazu könnt ihr zum Beispiel einen größeren Knopf oder den Deckel eines Klebe­stifts als Vorlage verwenden.

Energie-Experiment - Sonnenfänger

Dann zeichnet ihr eine Linie, die am äußeren Rand des großen Kreises beginnt und am inneren kleinen Kreis endet. Am besten nehmt ihr dazu ein Lineal.

Energie-Experiment - Sonnenfänger

Schneidet den großen Kreis aus.

Energie-Experiment - Sonnenfänger

Im nächsten Schritt klebt ihr den großen Kreis auf Alufolie. Die an seinen Rändern überste­hende Folie schneidet ihr ab. Euer Kreis hat also jetzt zwei Seiten – eine aus Papier und eine aus Alufolie.

Energie-Experiment - Sonnenfänger

Im nächsten Schritt schneidet ihr die Linie, die ihr zuvor auf den Kreis gezeichnet habt, bis zum inneren Kreis ein und den kleinen inneren Kreis dann ganz aus.

Energie-Experiment - Sonnenfänger

Den großen Kreis solltet ihr mit der Alufolien-Seite nach innen aufrollen und so mit einem Stück Klebeband fixieren, dass ein größerer Trichter entsteht. Lasst beim Aufrollen in der Mitte ein Loch für euren Finger frei.

Energie-Experiment - Sonnenfänger

Den steckt ihr jetzt von der Papier­seite her hindurch und haltet damit draußen euren selbst gebas­telten Sonnen­fänger in die Richtung, aus der die Sonne scheint.

Das passiert

Die Sonnen­strahlen werden durch die Alufolie reflek­tiert. Dadurch wird die Wärme der Sonne gebündelt, verstärkt und auf euren Finger gelenkt. Spürt ihr schon, wie er warm wird?

Energie-Experiment - Sonnenfänger

2. Forschen für Fortge­schrittene: Eine Sonnen­en­er­gie­turbine bauen (ab ca. 8 Jahren)

Das braucht ihr

Eine 1,5 Liter-PET-Flasche, schwarzes Tonpapier, einen Korken, 5 Steck­nadeln, einen Faser­stift, Cutter­messer, eine Teelicht­hal­terung aus Alumi­ni­um­blech, Schere, Lineal.

Sonnenenergieturbine

So funktio­niert es

Schneidet zuerst mit dem Cutter im unteren Flaschenteil (Abstand vom Boden etwa eine Finger­breite) einen Querschlitz aus. Dieser sollte etwa eine Finger­breite hoch sein und so lang wie ein Finger. Seit bitte vorsichtig mit dem Messer, am besten lasst ihr euch von euren Eltern helfen.

Sonnenenergieturbine

Anschließend nutzt ihr den Cutter, um damit eine dünne Scheibe vom Korken abzuschneiden (etwa einen halben Zenti­meter dick).

Sonnenenergieturbine

In den seitlichen Rand dieser Korken­scheibe steckt ihr in gleich­mä­ßigem Abstand 4 Steck­nadeln hinein. Die fünfte Nadel steckt ihr bis zum Steck­na­delkopf in die Mitte der Korkscheibe. Die Spitze der durch die Korkscheibe durch­ge­steckten Nadel muss genau senkrecht nach oben schauen.

Energie-Experiment - Sonnenenergieturbine

Danach schneidet ihr den Hals der Flasche gleich­mäßig ab. Wichtig: Die entstandene Öffnung muss groß genug sein, dass die Korkscheibe mit den Steck­nadeln gut darauf­gelegt werden kann. Die Öffnung sollte aber trotzdem klein genug sein, damit später nicht zu viel Luft aus der Flasche nach draußen entweichen kann.

Energie-Experiment - Sonnenenergieturbine

Schneidet das Tonpapier nun so zu, dass es zusam­men­ge­rollt in die Flasche gesteckt werden kann, ohne dass der Querschlitz im Flaschen­boden damit verdeckt wird. Das Papier bildet also keine abgeschlossene Röhre, sondern lässt eine Öffnung für den Luftschlitz und das einfal­lende Sonnen­licht frei.

Aus der Teelicht­hal­terung fertigt ihr jetzt ein Flügelrad. Dazu müsst ihr in die Mitte des Teelichts ein ganz kleines Loch drücken, zum Beispiel mit der abgerun­deten Ecke eines Bleistiftes. Die Mitte der Halterung dient anschließend als Drehnabe. Das bedeutet, dass das Flügelrad, das ihr aus der Teelicht­hal­terung basteln werdet, genau mit dieser Vertiefung auf den Steck­na­delkopf der nach oben zeigenden Steck­nadel aufgelegt wird.

Energie-Experiment - Sonnenenergieturbine

Jetzt schneidet ihr die Halterung sechs Mal jeweils von außen bis zur Mitte hin ein und dreht die so entstan­denen Segmente, dass sie wie Propeller aussehen. Achtet darauf, dass ihr sie in einem eher spitzen Winkel ausrichtet, also möglichst schräg und möglichst alle gleich.

Energie-Experiment - Sonnenenergieturbine

Jetzt noch das Flügelrad auf die Nadel­spitze stecken und fertig!

Energie-Experiment - Sonnenenergieturbine

Bringt eure Sonnen­en­ergie-Turbine nach draußen, so dass sich das schwarze Papier im Sonnen­licht befindet.

Das passiert

Das Flügelrad beginnt sich zu drehen, sobald es eine Weile in der Sonne steht, da das Sonnen­licht auf das schwarze Papier in der Flasche fällt. Das Licht reflek­tiert nicht, wie es bei weißem Papier oder Alufolie der Fall wäre (zum Beispiel beim Sonnen­fänger aus dem Experiment 1), sondern wird von der schwarzen Papier­farbe adsor­biert. Das ist das Gegenteil von Reflexion. Während­dessen findet eine Umwandlung von Licht in Wärme statt. Das Licht erwärmt die schwarze Fläche und damit die Luft im Flaschen­in­neren. Diese dehnt sich aus, wird leichter und steigt nach oben auf. Der Raum in der Flasche, in der die zuvor erwärmte Luft war, muss also nach und nach mit neuer Luft von außen nachge­füllt werden. So entsteht ein Sog. Dabei strömt Frischluft durch den Seiten­schlitz und füllt den leeren Raum im Inneren der Flasche wieder aus. In dieser Luftströmung befindet sich das Flügelrad, das auf diese Weise angetrieben wird.

Ich wünsche Euch viel Spaß mit diesen Experi­menten! Wenn ihr weiterfor­schen möchtet, könnt ihr euch schon heute auf unseren nächsten Beitrag mit Energie-Experi­menten rund um das Thema Wasser freuen.

Euer Frederik

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