Solarenergie praktisch

SAMD Projektwoche 2015 Kochen mit Solarkraft Andri Estermann und Till Grossmann Die Sonne ist die Kraft des Lebens. Mit ihr kann man viele Dinge machen, z.B. kochen. Genau das haben wir ausprobiert. Wir wurden vom Ivanpah Solarkraftwerk inspiriert. Am Montag starteten wir mit der Ideensuche für ein geeignetes Modell. Wir sind dann recht schnell auf die richtige Idee gekommen, jedoch mussten wir diese Idee noch um einiges verbessern. Im Gegensatz zu den bei uns bekannten Sonnenkollektoren wird beim Kraftwerk Ivanpah Wasser erhitzt und dann mit einer Dampfturbine Strom erzeugt. In der Mitte steht ein Wasserturm. Um ihn herum stehen tausende Spiegel, welche sich alle selbstständig nach der Sonne richten, um das Sonnenlicht optimal auf den Wasserturm zu lenken. Wir wurden in mehrere Gruppen eingeteilt. Es gab eine Gruppe die für das Material zuständig war. Sie mussten z.B. schauen, dass wir genug Holz für die Bodenplatte haben, auf der die Spiegel und die Keile befestigt werden konnten. Eine andere Gruppe musste eine Skizze zeichnen, damit wir wussten, wie wir unseren Solarkocher aufbauen sollten. Zudem musste eine Lösung gefunden werden, wie man den Kochtopf am besten befestigen kann, damit es genug stabil ist. Die Gruppe in der wir waren, war zuständig für alle möglichen Berechnungen. Die Berechnungen brauchten wir, um die Winkel der Spiegel zu berechnen, damit alle Spiegel die Energie auf die Pfanne in der Mitte leiten und die Pfanne somit erhitzen um etwas zu kochen. Zudem haben wir den Radius ausgerechnet, in welchem Abstand die Spiegel zum Mittelpunkt stehen müssen, damit keine Energie verloren geht weil die Lichtstrahlen den vorderen Spiegel von hinten anscheinen. Wir haben für all das die Trigonometrie verwendet, ohne die wir es nicht geschafft hätten. 𝑟=
80 − 7.5 ∙ 𝑠𝑖𝑛𝛼 − 7.5 ∙ 𝑐𝑜𝑠𝛼 ∗ 𝑡𝑎𝑛 90 − 2𝛼
𝑡𝑎𝑛 90 − 2𝛼
Am Montagnachmittag starteten wir so gleich mit dem Bau der Grundplatte unseres Solarkochers. Es wurden zwei Holzplatten nebeneinander zusammengeschraubt um die Grundfläche des Solarkochers zu erhalten. Eine Gruppe kümmerte sich darum, dass die Plätze für die Spiegel auf der Platte eingezeichnet wurden um danach die Spiegel richtig zu montieren. Auf einer zweiten Platte wurden Dübel montiert um Raster nach einem Liegestuhlprinzip zu erstellen, damit man die Hauptplatte jederzeit dem Winkel der Sonne anpassen konnte. Wir kamen mit dem Bau der Anlage recht gut voran. Am Dienstag konnten wir anfangen, die Spiegel auf die genau zugeschnittenen Keile mit passendem Winkel zu montieren. Dabei musste man schauen, dass die Spiegel richtig auf den Keilen angeleimt werden, um zu verhindern, dass man den Keil nachher nicht mehr richtig auf der Platte anbringen kann. Nebenbei haben wir versucht mit anderen Solarkochern, so wie sie in Afrika genutzt werden, Brownies und einen Kuchen zu backen. Jedoch hatte es nicht genügend Sonne und wir mussten den Kuchen im Backofen fertig backen. Die Brownies wurden einigermassen gebacken, waren am Schluss aber nur eine klebrige Masse. Trotzdem haben sie gut geschmeckt. Am Ende des Tages waren fast alle Spiegel auf der Platte montiert, und man konnte schon einigermassen sehen wie unser Kocher am Ende aussehen wird. Am Mittwoch besuchten wir, zusammen mit Herr Müller von EW Davos, die Photovoltaik-‐Anlage auf dem Dach des Oberstufenschulhauses. Er hat uns gezeigt, wie so eine Anlage aufgebaut ist, und wie aus der Sonnenenergie schliesslich Strom wird, den wir aus der Steckdose beziehen können. Die Besichtigung war sehr spannend, und wir konnten sehr viel davon lernen. Er klärte uns auch noch über den allgemeinen Stromverbrauch in Davos auf und in welcher Jahreszeit wieviel Strom benutzt und produziert wird. Zudem zeigte er uns eine Webseite der Gemeinde Davos, auf der man nachschauen kann, ob das eigene Hausdach für eine Photovoltaik-‐Anlage geeignet ist. Am Donnerstag wurde der Solarkocher von den tüchtigen Schülerinnen und Schülern fertiggestellt. Die verbleibenden Spiegel wurden auf der Platte angeklebt, und die letzten Feinschliffe wurden abgeschlossen. Danach mussten wir noch den Kocher aus dem Schulhaus heraustragen, was bei dem Gewicht ganz schön schwer war. Trotzdem haben wir es schlussendlich hingekriegt. Wir sind stolz was wir in dieser kurzen Zeit auf die Beine gestellt haben. Die ganze Gruppe hat sehr gut gearbeitet. Konstruktionsübersicht Damit der Solarkocher möglichst viel Energie bündelt, muss die Platte mit den Spiegeln (Solarplatte) immer möglichst optimal zur Sonne ausgerichtet werden. Um dies zu erreichen haben wir: -‐ an der Grundplatte Räder von zwei ausgedienten Skateboards montiert -‐ eine Stützkonstruktion mit verstellbarem Neigungswinkel gebaut. Bei der Stützkonstruktion haben wir sogenannte Balkenschuhe verwendet, welche dank auf der Grundplatte in fixen Abständen gesetzten Holzdübeln versetzt werden können. Beim ersten Aufrichten der Solarlatte haben wir dann leider feststellen müssen, dass die Balkenschuhe unter der grossen Last kippen. Daher mussten wir die Stützkonstruktion am Donnerstag nochmal anpassen. Ein Brett, welches mit Flügelmuttern befestigt wird, hält nun die Balkenschuhe an Ort und Stelle. Balkenschuh Brett Holzdübel Unsere Solarplatte kann in zwei Hälften zerlegt werden. Damit diese beiden Hälften auch transportiert werden können, haben wir noch vier Traggriffe montiert. Am Montag 28. September 2015 haben wir unseren Solarkocher auf der Pausenterrasse aufgebaut. Schon durch die Vibrationen beim Bohren der Löcher für die Traggriffe hatten sich ein paar der Spiegel gelöst. Beim Transport auf die Terrasse folgten weitere. Diese haben wir mit einem nachträglich gekauften Montagekleber neu aufgeklebt. In der Nacht von Montag auf Dienstag war es sehr kalt. Der im Test während der Projektwoche als „sehr gut haftend“ eingestufte Leim erwies sich nun auch noch als nicht Wetterfest und wir mussten am Dienstag nochmals etliche Spiegel mit dem Montagekleber neu befestigen. Wegen den Reparaturarbeiten war in der 10 Uhr Pause das auf dann versprochene Popcorn noch nicht bereit. Aber kurz nach der Pause fing es in unserem Kochtopf an zu poppen. Wir haben Temperaturen über 356°C gemessen. Nicht einmal im Traum haben wir mit einer so grossen Leistung unseres Kochers gerechnet. Es wird im Brennpunkt dermassen heiss, dass das Kochen ohne anzubrennen nicht ganz so einfach ist. Nach etwas Übung haben wir dann neben Popcorn auch Wiener Würstchen gewärmt und Pancakes gebraten. Nur mit Hilfe der Sonne gekocht, schmeckten diese natürlich besonders gut. Wir können also sagen, dass unser Projekt ein voller Erfolg war und wir glücklich sind, dass wir dieses Projekt ausgewählt haben. Flurina Baetschi, Sina Fluor, Lorenzo Knecht, Sabrina Kühnis, Lucas Nerreter, Tanja Sretovic, Luis Vogelsang, Mika Wehrli, Alessio Gattiker, Julian Jopling, Eric Kneller, Simon Küchl, Barblina Langenegger, Kevin Souza Meier, Andri Estermann, Till Grossmann, Tim Keuning, Michael Schnetzler, Benedikt Würth

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