Stader Schüler erforschen Solarenergie Vom Gymnasium Athenaeum aus wird künftig die Aktivität der Sonne untersucht.

Stade. Die Kraft der Sonne kann bei der Energiewende eine entscheidende Rolle spielen. Doch dazu muss auf dem Gebiet der Solarenergie noch kräftig geforscht werden. An diesen Forschungen werden sich nun auch Schüler des Athenaeums beteiligen. Das Stader Gymnasium verfügt jetzt über eine hochwertige Solarversuchsstation. Die ersten Tests waren erfolgreich.

Hans-Otto Carmesin lächelt zufrieden. 16.000 Euro hat der Mathematik- und Physiklehrer am Athenaeum für die Schülerforschung gesammelt. Vor wenigen Tagen wurde die neue Solarversuchsstation auf den Flachdächern der Pavillons des Athenaeums, die auf dem Gelände der Realschule Camper Höhe stehen, installiert. Herzstück der Anlage ist ein sogenannter Solartracker. Das ist eine Photovoltaikanlage, die dem Sonnenstand mit Hilfe einer sich drehenden Plattform nachgeführt wird.

Schüler haben bereits ein Solarmodul entwickelt, das Strom und Wärme mit Hilfe von Konzentratorzellen ganzjährig gewinnt. Bei Konzentratorzellen wird das einfallende Sonnenlicht auf einen kleinen Bereich gebündelt. Dieses Modul soll nun getestet werden. Bisher wurden in Deutschland vor allem Photovoltaikanlagen der ersten Generation installiert. Diese könnten sich allerdings nicht ohne Subventionen tragen, die Installationskosten hätten Investoren erst nach 20 Jahren wieder drin, sagt Carmesin. Anlagen der zweiten Generation bestehen aus sogenannten Dünnschichtzellen. Sie sind günstiger, weil weniger Material eingesetzt wird.

Doch beide Anlagen erzielen nach Aussage von Carmesin lediglich einen Wirkungsgrad zwischen zehn und 20 Prozent. Zum Vergleich: Der Wirkungsgrad bei einem herkömmlichen Verbrennungsmotor liegt bei etwa 30 Prozent. Photovoltaikanlagen der dritten Generation können bisher einen Wirkungsgrad von bis zu 43 Prozent erreichen. Diese Anlagen stehen beispielsweise in den Wüsten im Süden der USA. Dabei wird Sonnenlicht auf einen kleinen Bereich gebündelt.

Nachts müssen diese Anlagen mit Wasser gekühlt werden. In den Wüsten der USA wird die entstehende Wärme nicht genutzt. Genau dort wollen die Stader Schüler ansetzen. "Hier könnte die Wärme genutzt werden", sagt Carmesin. Ein Jahr lang untersuchten Maximilian Heinemann aus Steinkirchen sowie Christoph Alberti und Kai Wogawa aus Stade, wie viel elektrische Energie und wie viel Wärme sie mit ihrem Modul in Stade bei allen Wetterschwankungen gewinnen können.

Die Sonnenstrahlen werden mit Hilfe einer Fresnel-Linse, die besonders leicht ist, auf ein Kupferrohr gebündelt. Durch dieses Kupferrohr wird Wasser zur Kühlung geleitet. Das Modul ermöglicht, auch bei bedecktem Himmel sofort Wärme zu erzeugen und zu speichern. "Die Grundidee des Projekts ist es, die Anlagen der dritten Generation an die Umgebung anzupassen", sagt Carmesin.

Doch das ist nicht das einzige Solarprojekt mit der neuen Versuchsstation. Die Plattform auf den Dächern soll auch für die Sonnenforschung genutzt werden. Mit einem neuen Radioteleskop wollen Schüler die Sonnenaktivität beobachten. Das Radioteleskop filtert einen bestimmten Bereich der Sonnenstrahlung und verhindert die Blendung des Lichts. So kann untersucht werden, was Wasserstoff auf der Sonne auslöst, wie zum Beispiel Sonnenstürme. Doch warum ist das für die Forschung so bedeutend?

Das gesamte Erdklima werde bestimmt von Sonnenaktivitäten und dem vom Mensch verursachten Treibhauseffekt, erläutert Carmesin. Seit Jahren sinkt die mittlere Temperatur auf der Erde. Das heißt, die Schwankungen der Sonnenaktivität sind stärker als der Treibhauseffekt. "Aber man kann nicht prognostizieren, wie sich die Sonnenaktivität in Zukunft entwickelt", sagt Carmesin. Das sei jedoch entscheidend, um vernünftige Klimaprognosen zu erstellen. Deshalb beobachten die Stader Schüler Hendrik Mau, Marvin Ruder und Julia Schönberg mit der neuen Ausrüstung die Sonnenaktivität und entwickeln Computermodelle zur Berechnung. Zur neuen Solarversuchsstation gehören die sich drehende Plattform, das Solarmodul, das Radioteleskop sowie ein kleines Teleskop für Beobachtungen im sogenannten H-Alpha-Bereich des Sonnenlichts.

Außerdem wurde eine Zusatzausrüstung zur Sonnenbeobachtung für das Hauptteleskop in der Sternwarte auf dem Athenaeum angeschafft.

Dafür mussten knapp 11.000 Euro investiert werden. Mit diesem Betrag unterstützt die Deutsche Physikalische Gesellschaft das Stader Projekt aus der im Jahr 1963 gegründeten Wilhelm- und Else-Heraeus-Stiftung.

Lehrer Carmesin ist es zudem gelungen, 5000 Euro aus dem Spendentopf des Chemiekonzerns Dow zu ergattern. Diese können und sollen laut Carmesin "zur Optimierung der Projekte" eingesetzt werden.

Quell: Abendzeitung