HOME > Experimenter > Physik > Solarboot bauen (D)

Solarboot bauen (D)

1. Einleitung

Ein ferngesteuertes Solarboot zu bauen ist gar nicht schwer … und könnte dann so aussehen !!!!!!!!!!

1.1 Energiequelle Sonne

Die Sonne ist eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle. Jährlich treffen etwa 1000 kWh Solarenergie (sol, lat.: Sonne) in Form von Licht und thermischer Energie auf jeden Quadratmeter in Luxemburg. Das entspricht einer Bestrahlungsleistung von maximal 1000 W/m2.

1.2 Photovoltaik

Photovoltaik ist die Technik der direkten Umwandlung eingestrahlter Lichtenergie in elektrische Energie. Die eingestrahlte Sonnenenergie beträgt weltweit ca. 1.540.000.000.000.000.000 kWh/a (ca. das 15.000-fache des weltweiten Stromverbrauchs). Die Sonne bietet uns also 15.000-mal mehr Energie an, als die Menschheit an klimaschädlichen fossilen und gefährlichen atomaren Energien zur Zeit verbraucht.

2. Solarboot

Beim Bau eines ferngesteuerten Solarbootes wird die Sonnenenergie, die durch das Verfahren der Photovoltaik in elektrischen Strom umgewandelt wird, genutzt um einen Elektromotor anzutreiben, der mit Hilfe einer Schiffsschraube das Boot antreibt. Einiges muss man beim Bau eines ferngesteuerten Solarbootes beachten:

  • Gewichteinsparung : Ein Solarboot muss leicht gebaut werden. Geeignete Marterialien zum Bau sind leichte Materialien wie Styropor, Balsaholz, Pappe …. Man muss den optimalen Kompromiss zwischen Stabilität und Gewichtseinsparung finden.
  • Ein leistungsstarker und energieeffizienter Elektromotor ist wichtig. man nimmt also am besten einen BRUSHLES Motor, diese erzielen bessere Leistungswerte als normale Motoren. Zudem haben sie ein geringeres Gewicht als normale Motoren.
2.1 Material

Mit folgendem Material haben wir unser Solarboot gebaut:

  • 20 Solarzellen (0.5 V / 7.2 A / 72x135x4mm erhältlich beim Elektronik-Fachhandel).

  • 1 BRUSHLESS-Elektromotor (Graupner Typ 180, Nennspannung 7.2 V, Stromaufnahme 6…10 A. Wirkungsgrad 76 %, Gewicht 37 g) mit Fahrtregler (Graupner Compact Control 10, Betriebsspannung 7.2 …. 12 V, Belastung 10 A) (erhältlich beim Mobellbau-Fachhandel)

  • 1 Empfänger (Graupner B4 SSM 40 B) und 1 Funkfernsteuerung damit man das Boot drahtlos per Funk aus der Ferne steuern kann. Wir nehmen dazu am besten eine 2-Kanal Fernsteuerung, also eine Fernsteuerung mit der man 2 Geräte anschliessen kann: in unserem Fall ein Servo für das Ruder und ein Fahrtregler mit Motor um die Geschwindigkeit zu steuern. Für den Betrieb der Frequenzbänder gelten gewisse Beschränkungen: im 35 MHZ Bereich dürfen NUR (wirklich NUR) Flugzeuge betrieben werden. Die 27 und 40 MHZ dagegen sind für Modellautos, Modellschiffe und Modellflugzeuge zugelassen. Die genauen Vorschriften findet man in den Modellbaukatalogen oder auch in Modellbauvereinen oder beim Händler.

  • Servomotor (Graupner C577) um das Ruder zu betreiben;

  • 1 Holzplatte um die Solarzellen zu fixieren;
  • 6 cm dicke Styrodurplatten um den Rumpf des Bootes zu bauen;
  • Schrauben, Holzleim, Draht, Schalter, Farbe….;
  • verschiedene Werkzeuge
2.2 Solargenerator

Wir haben 20 Solarzellen (0.5 V, 7.2 A) in Reihe geschaltet. Somit hat unser Solargenerator bei Sonne 10 V Spannung und gibt 7.2 A Strom ab. Die Solarzellen haben wir mit Hilfe von Schrauben an einer Holzplatte befestigt.

2.3 Schwimmköper

Der Schwimmkörper unseres Bootes besteht aus 2 Kufen und wurden aus Styrodur geformt. Styrodur lässt sich gut mit einer Säge oder einem Cutter schneiden und auch ganz einfach mit Schleifpapier oder einer Feile in Form bringen. Man sollte darauf achten die Form der Kufen Stromlinienförmig zu bauen, somit sie im Wasser so wenig wie möglich Wiederstand leisten.

Je schwerer das Boot ist, desto größer müssen die Kufen sein. Ein Boot verdrängt sein Eigengewicht an Wasser. Ein Boot das 4 Kilo wiegt verdrängt also 4 Kilo Wasser. 4 Kilo Wasser entsprechen 4 Liter Wasser die wiederum einem Volumen von 4 dm3 entsprechen. Die Kufen müssen also minimal ein Volumen von 4 dm3 haben. Weil wir zusätzlich wollen dass sich der größte Teil unseres Bootes über Wasser befindet, multiplizieren wir das Volumen mit 1.5 und erhalten somit ungefähr das Volumen unserer Kufen.

2.4 Kiste mit der Elektronik

Die ganze Elektronik (Fahrtenregler, Empfänger, Motor, Servomotor) wurde zusammengebaut und dann in einer wasserfesten Kiste angebracht.

Dann wurden die Ruder an die Kiste montiert. Es ist zu beachten dass die Kiste wirklich wasserdicht ist und kein Wasser in den Innenraum gelangen kann.

Die Kiste mit dem Antrieb und dem Ruder wurde dann an der hölzernen Platte befestigt, auf der sich die Solarzellen befinden.

So das wär’s dann. Hoffentlich scheint die Sonne!!! Viel Spaß!!

3. Kontakt

Patrick Delhalt (Koordinator Science Club, Musée national d’histoire naturelle du Luxembourg)

4. Internet Links

Solarbootwettbewerbe
Solarfachhandel

Hier kannst du Solarzellen bestellen.

4. Buchtipp

  • “Faszination Solartechnik” von Werner Lehnert, ISBN 3-00-012305-9. Hier findest verschieden Bauanleitungen, wie zum Beispiel zum Bau eines ferngesteuerten Solarautos. Bestellung bei www.lemo-solar.de

Experimenter, Physik |