Strøm fra sollys - Energi til rumforskning med solenergi

Kort beskrivelse:

I dette sæt aktiviteter lærer eleverne om to begreber, der har indflydelse på design af solpaneler til rummissioner: den omvendte kvadratlov og indfaldsvinklen.

Eleverne skal udføre to enkle undersøgelser ved hjælp af en solcelle og en lyskilde.

Først vil de måle, hvordan den effekt, der produceres af solcellerne, varierer med afstanden fra lyskilden og forsøge at finde frem til den omvendte kvadratlov for lysintensitet ved hjælp af eksperimenter.

Eleverne skal derefter udføre et andet eksperiment for at undersøge afhængigheden af solcellens effektudbytte med indfaldsvinklen. Endelig skal de anvende disse begreber på virkelige ESA-rummissioner.

Emneord: Videnskab, fysik

Læringsmål

Forståelse og beregning af lysintensitet.

Forståelse af indfaldsvinklen.

Læring om solceller.

Udfør praktiske eksperimenter for at undersøge lysets omvendte kvadratiske lov og virkningen af lysets indfaldsvinkel.

Analyse og plotning af data.

Konstruktion af enkle elektriske kredsløb ved hjælp af solceller.

Læring om elektrisk potentialforskel, elektrisk strøm, effekt og lysintensitet.

Undersøgelse af kravene til solenergi på rummissioner.

Aldersgruppe:

14 - 18 år gammel

Tid

Forberedelse: 1 time
Forsøgsopsamling: 20 minutter
Lektion: 1 time og 30 minutter

Ressource tilgængelig i:

Engelsk, Dansk, Fransk, Tysk, Polsk og Spansk

Aktivitet 1: Den omvendte kvadratlov

I denne praktiske aktivitet skal eleverne beregne effekten af et solcellepanel ved at måle den elektriske strøm og den elektriske potentialforskel og forsøge at finde frem til den omvendte kvadratlov ud fra deres eksperimentelle målinger.

Udstyr

Arbejdsark til de studerende udskrives til hver gruppe

Bilag 1 trykt for hver gruppe

En mørk kasse (åben i den ene ende)

Kuglepen/blyant

Elektriske kabler

Sellotape

Lyskilde (lille pære, 4,5V, 0,3A)

Lineal

30 cm stang (f.eks. en træpind)

Materiale til at blokere lyset (f.eks. en svamp, en klud)

Ammeter og voltmeter (eller et multimeter)

Krokodilleclips

Aktivitet 2: Indfaldsvinkel

I denne aktivitet lærer eleverne om betydningen af indfaldsvinklen og fordelene ved at placere solcellerne optimalt. Ved hjælp af et eksperiment skal de måle, hvordan indfaldsvinklen påvirker den udledte effekt.

Udstyr

Arbejdsark til de studerende udskrives til hver gruppe

Bilag 2 trykt for hver gruppe

Kuglepen/blyant

Forsøgsopstilling fra aktivitet 1 (se bilag 2)

Pind til at dreje solcellen (f.eks. en grillpind)

vinkelmåler

Aktivitet 3: Udforskning af rummet med solenergi

I denne aktivitet øver eleverne sig i at bruge den omvendte kvadratlov i forbindelse med virkelige ESA-rummissioner. Eleverne vil opdage, hvordan egenskaberne ved den omvendte kvadratlov påvirker, hvor store solpaneler der skal være, og hvordan indfaldsvinklen er af afgørende betydning for missioner, der skal bevæge sig tæt på solen.

Udstyr

Udskrevet arbejdsark til hver elev

Kuglepen/blyant

Lommeregner

Vidste du det?

Den internationale rumstation (ISS) drives af solpaneler. Billedet til højre viser nogle af solpanelerne på ISS, hvor der er plads til op til seks astronauter ad gangen. Når ISS er i kredsløb om Jorden, kan solpanelerne drejes, så de peger mere direkte mod solen. Panelerne dækker et areal på 2500 m³ - det svarer til størrelsen af en halv fodboldbane.