Gymnasium Rodenkirchen
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Mit dem Solarauto durch den Physikunterricht
Rückblick Schuljahr 2021/2022
„Das ist das schönste Projekt, das wir bisher in Physik gemacht haben!“ So das (vorläufige) Fazit einer Schülerin zum Bau eines Solarautos, das seit vielen Jahren fester Bestandteil des Curriculums Physik der Klasse 9 ist und nun nach zwei Jahren zum ersten Mal wieder durchgeführt werden konnte.
Elektrizitätslehre ist eines der zentralen Themen im Physik-Unterricht der Klasse 9. Wo kommt der Strom her, wie wird er in die Häuser transportiert und wie funktionieren elektrische Stromkreise? Mit diesen Fragen haben sich die Schülerinnen und Schüler bereits in der 5. Klasse bei der Arbeit mit der Elektro-Box beschäftigt, und sie werden in der 9. Klasse aufgegriffen und vertieft. Ergänzt werden sie durch Aspekte, die sich in den vergangenen Jahren, insbesondere vor dem Hintergrund des fortschreitenden Klimawandels, immer mehr in den Vordergrund gedrängt haben: was kostet der Strom, was kann man unternehmen um den CO2-Fußabdruck (als Gesellschaft und als Einzelne*r) zu senken und welchen Beitrag können regenerative Energien hierzu leisten?
Mit dem Bau eines Solarautos haben die Schülerinnen und Schüler nun die Gelegenheit einige der zuvor erworbenen Kenntnisse praktisch umsetzen und zudem ihrer Kreativität freien Lauf zu lassen, denn das Auto soll nicht nur fahren, sondern auch gut aussehen!
Zunächst wurde ein Thema gewählt, das beim Design der Autos umgesetzt werden sollte. In diesem Fall fiel die Wahl auf „Filme und Serien“. Nach einer kurzen Planungsphase, in der ein Entwurf des Autos skizziert und die benötigten Materialien aufgelistet werden sollten begann die Arbeit, die sich über drei Doppelstunden erstreckte. Das Ziel war klar: eine Solarzelle treibt einen Elektromotor an, der über Zahnräder die Antriebsachse und damit das Auto in Bewegung versetzt. Damit das Auto nicht nur bei starkem Lichteinfall fährt, wird ein Kondensator als Energiespeicher verbaut. Und um zu verhindern, dass das Auto nicht beim ersten Sonnenstrahl losfährt, wird ein Schalter in den Stromkreis eingebaut.
Die Aufgabe bestand zunächst also darin, einen Stromkreis zu bauen, der entweder den Motor antreibt oder den Kondensator auflädt („muss das dann eine Reihen- oder Parallelschaltung sein?“), ohne dass ein Kurzschluss entsteht. Zunächst wurden die Bauteile lose verbunden und als sicher war, dass alles funktionierte, wurden einzelne Kontakte verlötet. Hier konnten die Teilnehmer des Diff-NW-Kurses ganz klar ihre große Erfahrung einbringen!
Der Teufel steckt bekanntlich im Detail und so stellte sich bald heraus, dass die größten Probleme beim Bau eines fahrtüchtigen Autos dadurch entstehen, dass das Auto zu schwer ist, die Reifen am Fahrgestell schleifen, die Achse nicht frei dreht usw. So wurden also Zahnräder, Achsen und Räder auf einen möglichst reibungslosen Lauf hin untersucht und ausgetauscht, bis ein lauffreudiges Fahrgestell gefunden war.
Für die Aufbauten wurden verschiedene Materialien ausprobiert und schließlich so verbaut, dass sie ihre Funktion (geringes Gewicht und große Stabilität) einwandfrei erfüllten, bevor dann das künstlerische und gestalterische Potential abgerufen werden musste, um das gewählte Motiv umzusetzen und ansprechend darzustellen.
Als alles fertig ist, gilt es, beim Transport darauf zu achten, nicht ins Stolpern zu geraten, und sobald die Sonne scheint, steht der Jungfernfahrt auf dem Schulhof nichts mehr im Wege!
