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LN-AU-010042
Photovoltaik-Grundlagen meistern: Ihr UniTrain System für regenerative Energie
Dieses kompakte, computergestützte System vermittelt umfassende Kenntnisse von der Solarzelle bis zur autarken PV-Inselanlage: Bereiten Sie Lernende auf die Energieversorgung der Zukunft vor.

Angesichts steigender Energiekosten und eines wachsenden Umweltbewusstseins entwickelt sich Photovoltaik zu einer Schlüsseltechnologie der modernen Energieversorgung. Fachkräfte benötigen ein tiefes Verständnis der physikalischen Grundlagen, der Kennlinien und der Systemkomponenten, um PV-Anlagen effizient planen, installieren und warten zu können. 

Das UniTrain-System bietet hierfür die ideale Lösung. Es ist ein kompaktes, computergestütztes Trainingssystem, das Lernenden ermöglicht, sich in die Photovoltaik-Grundlagen einzuarbeiten – von der Kennlinie der einzelnen Solarzelle über die Verschaltung von Modulen bis hin zur kompletten Planung und Fehlersuche an einer autarken PV-Inselanlage. 

Dieses vollständige PV-Labor im Kofferformat integriert alle notwendigen Komponenten in einem einzigen, portablen System. Dazu gehören eine regelbare Lichtquelle, vier monokristalline Solarmodule, ein Laderegler mit Schutzfunktionen, ein Solarakku sowie verschiedene elektrische Lasten. Damit führen Sie ein komplettes Photovoltaik-Praktikum ohne weitere Laborgeräte durch und bieten maximale Flexibilität für den Einsatz im Klassenraum, Labor oder sogar zu Hause. 

Bereiten Sie Ihre Lernenden optimal auf zukünftige Aufgaben in der Energieversorgung, Gebäudeautomation oder Landwirtschaft vor.

Lernziele im Detail

Mit dem UniTrain-System erwerben Lernende fundierte Kompetenzen in der Photovoltaik. Sie entwickeln ein tiefes Verständnis für physikalische Zusammenhänge und lernen, PV-Anlagen effizient zu planen, zu installieren sowie systematisch Fehler zu beheben. Bereiten Sie Ihre Lernenden auf die Zukunft der Energieversorgung vor.

Sprungantworten und Systemanalyse

Untersuchung des Systemverhaltens durch experimentelle Daten und Diagramme.

Stromlaufpläne lesen und anwenden

Lernende lesen, verstehen und setzen komplexe Schaltpläne für Steuer- und Laststromkreise in eine
funktionierende Hardware-Schaltung um.

Systematische Fehlersuche durchführen

Lernende identifizieren anhand eines Stromlaufplans durch logisches Vorgehen und gezielte Messungen
Fehler in Schützsteuerungen schnell und effizient.

Schnelle und systematische Fehlersuche beherrschen

Lernende erlernen die schnelle und systematische Fehlersuche, eine der wichtigsten Fähigkeiten von
Fachkräften in der betrieblichen Praxis, insbesondere durch die integrierte Fehlersimulation.

Schutzorgane fachgerecht integrieren

Lernende integrieren einen Motorschutzschalter und einen Not-Aus-Schalter fachgerecht in eine Steuerung
und testen deren Schutzfunktion praktisch.

Schwingungsdaten erfassen und analysieren

Lernende montieren Schwingungssensoren korrekt. Sie parametrieren die Diagnose-Software (VES004) und zeichnen Schwingungsdaten systematisch auf und speichern diese.

Sicherheitsbewusstes Arbeiten

Anwenden von DGUV-konformen Schutzmaßnahmen bei Arbeiten an spannungsführenden HV-Systemen.

Schaltungen risikofrei im Simulator entwerfen und testen

Lernende nutzen den integrierten Schaltungssimulator, um Schaltungen per Drag & Drop schnell und einfach
zu entwerfen, deren Funktion zu verstehen und Spannungen sowie Ströme virtuell aufzuzeichnen.

Regelstrecken analysieren

Untersuchung statischer und dynamischer Kennwerte durch Messungen und Experimente.

Regelverhalten analysieren

Die Lernenden verstehen die Funktion der virtuellen Fahrspur und die Auswirkungen unterschiedlicher Lenkeinstellungen.

Regler entwerfen und optimieren

Anwendung von PID-Reglern und deren Parametrierung nach etablierten Einstellregeln.

Praktische Wellenausrichtung durchführen

Lernende verstehen die Auswirkungen von Fehlausrichtungen. Sie führen die mechanische Justage eines Antriebsstrangs selbstständig und präzise durch.

Praxisbezogene Lösungen für Industrieprojekte erarbeiten

Lernende erarbeiten Schaltungen nicht isoliert, sondern als funktionale Lösungen für Teilsysteme von
Anlagen, was den Praxisbezug und die Motivation deutlich erhöht.

Prüfverfahren anwenden

Durchführung von Spannungs-, Isolations- und Potenzialausgleichsmessungen.

Rechtliche Rahmenbedingungen

Die Schülerinnen, Schüler und Auszubildenden lernen die gesetzlichen Vorgaben und Haftungsfragen im Zusammenhang mit Fahrerassistenzsystemen kennen.

Klassische Regelungstechniken

Anwendung und Optimierung von Standardreglern zur Positions- und Winkelregelung.

Lagerschäden mit dem Lager-Assistenten diagnostizieren

Lernende nutzen den integrierten Lager-Assistenten der Software VES004. Dieser berechnet automatisch die typischen Fehlerfrequenzen für Wälzlager und vereinfacht die Diagnose von Lagerschäden erheblich.

Modellentwicklung in MATLAB-Simulink

Erstellen physikalischer Modelle und Simulationen für komplexe Regelstrecken.

Praktische Anwendung

Die Lernenden führen Experimente zur Inbetriebnahme, Kalibrierung und Diagnose des Fahrspurassistenten durch.

 

Praktische Applikationen

Simulation und Übertragung der Konzepte auf reale Szenarien wie Segway PT oder Containerbrücken.

Grundschaltungen der Motorsteuerung aufbauen

Lernende planen, verdrahten und nehmen eine Selbsthalteschaltung, eine Wendeschützschaltung und einen
Stern-Dreieck-Anlauf sowohl in der Simulation als auch mit Hardware in Betrieb.

Instandsetzungsarbeiten

Tausch von defekten Zellen und Überwachungselektronik.

Kenntnisse über HV-Batteriesysteme

Lernen Sie den Aufbau und die Funktion von Hochvoltbatterien sowie deren Komponenten kennen.

Geschlossene Regelkreise evaluieren

Führungs- und Störverhalten beurteilen und optimieren.

Grundlagen der Regelungstechnik verstehen

Unterscheidung zwischen Steuerung und Regelung sowie deren Prinzipien.

Aufschwungregelung

Realisierung eines Reglers zur Stabilisierung des Pendelstabs aus der Ruheposition.

Auswirkungen mechanischer Fehler live untersuchen

Lernende erzeugen reproduzierbar typische Industriefehler wie Ausrichtfehler, Unwuchten sowie defekte Lager und Zahnräder. Sie untersuchen deren Auswirkungen live und entwickeln ein tiefes Verständnis für die Fehlerentstehung.

Echtzeit-Regelung

Einsatz von MATLAB-Simulink für die Parametrierung und Steuerung von Reglern in Echtzeitanwendungen.

Effiziente Problemlösung

Systematische Fehlersuche und -behebung in Hochvoltbatterien.

Fehleridentifikation durch Frequenzanalyse beherrschen

Lernende identifizieren spezifische Fehlerbilder wie Unwucht, Ausrichtfehler, Lager- und Getriebeschaden. Sie nutzen dabei deren charakteristische Frequenzsignaturen im FFT-Spektrum sicher.

Features & Anwendung

Vollständiges PV-Labor im Kofferformat
Das portable UniTrain-System integriert alle Komponenten für PV-Inselanlagen-Praktika: regelbare Lichtquelle, Solarmodule, Laderegler mit Schutzfunktionen, Solarakku und elektrische Lasten. Ohne weitere Laborgeräte bietet es maximale Flexibilität für den Einsatz in Klassenraum, Labor oder zu Hause.
Analyse der PV-Zellen unter verschiedenen Bedingungen
Das System erfasst komfortabel und präzise alle relevanten U/I- und Leistungskennlinien unter variabler Bestrahlung und Last. So werden wichtige Kenngrößen wie MPP, Füllfaktor und Wirkungsgrad aus den Messkurven sichtbar, messbar und verständlich.
Untersuchung von Verschattung und Schutzmechanismen
Lernende untersuchen Solarmodule unter realen Bedingungen, speziell bei Teil-Verschattung. Sie analysieren Auswirkungen auf Reihen- und Parallelschaltungen sowie die Funktion von Bypass-Dioden zur Hot-Spot-Prävention – eine wichtige Kompetenz für Installation und Fehlerdiagnose von PV-Anlagen.
Projektbasiertes Lernen: von der Zelle zur fertigen Inselanlage
Im praxisnahen Projekt „Modernisierung eines Ferienhauses“ lösen Teilnehmende ein reales Kundenproblem, indem sie Solarzellen-Grundlagen erarbeiten, Modulverhalten analysieren und bedarfsgerechte Inselanlagen dimensionieren. Dieser Ansatz fördert Motivation und systematische Problemlösungskompetenz.
Regelbare Lichtquelle zur Simulation der Sonnenstrahlung
Die verstellbare Lampe simuliert als zentrales Laborwerkzeug realistische Einstrahlungsbedingungen. Die Dimmfunktion bildet durch stufenlose Intensitätsvariation sonnige und bewölkte Tage nach. Die Winkelverstellbarkeit ermöglicht die Untersuchung des Sonnenstand-Einflusses auf den Energieertrag.
Frei verschaltbare monokristalline Solarmodule
Vier monokristalline Solarmodule sind frei verdrahtbar. Lernende bauen aktiv Reihen- und Parallelschaltungen auf, messen die Addition von Spannungen und Strömen und schaffen so die Grundlage für das Verständnis realer Modul-Strings.
Integrierte Bypass-Dioden zur Analyse von Verschattung
Zuschaltbare Bypass-Dioden dienen der didaktischen Untersuchung von Teilabschattung. Lernende verschatten Module gezielt, messen den drastischen Leistungsabfall (Hotspot-Effekt) ohne Schutzdioden und erleben im Vergleich den Schutz der Module sowie den Erhalt des Energieertrags durch Bypass-Dioden.
Solar-Akkumulator zur Realisierung eines Speichersystems
Die Lernenden können überschüssige Solarenergie speichern und später wieder entnehmen, um Verbraucher auch ohne Sonneneinstrahlung zu betreiben.
12-Volt-Laderegler mit Überspannungs- und Tiefentladeschutz
Der integrierte 12-Volt-Laderegler schützt den Akkumulator vor Überspannung und Tiefentladung, was eine lange Lebensdauer des Speichersystems gewährleistet und die Sicherheit im Experiment erhöht. Dies ist ein wichtiger Aspekt für die reale Anwendung von PV-Anlagen.
Reale Verbraucher zur Simulation des Energiebedarfs
Die integrierten Lasten (ein Lüfter, eine LED-Lampe sowie eine verstellbare resistive Last) repräsentieren reale Verbraucher in einem Haushalt oder einer autarken Anwendung. So simulieren Lernende den Energiebedarf und erleben die Funktionsweise einer Inselanlage praxisnah.

Lieferumfang: alles für das perfekte Lehr- und Lernerlebnis

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Art.-Nr.: SO4203-2V
Produkt
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Art.-Nr.: CO4203-2A
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Art.-Nr.: CO4203-2J
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Art.-Nr.: CO4203-2Y
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Art.-Nr.: LN-AU-510009
UniTrain Ausstattung ohne Experimenter
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Art.-Nr.: LM2330
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Art.-Nr.: CO4204-3D
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Art.-Nr.: LN-AU-540035
Kurs Energietechnik: Photovoltaik + Koffer
Art.-Nr.: CO3221-6Q
Ladesäule für Hybrid- und Elektrofahrzeuge
Art.-Nr.: LM8668

Typ-2-Ladekabel für HV-Fahrzeuge/CarTrain

Art.-Nr.: ST8003-1X
Seitliche Experimentierrahmen-Erweiterung für A4-Platten
Art.-Nr.: ST7200-5M

Schutzhülle mobiler Wagen

Optimale Aufbewahrung mit Staubschutz

Art.-Nr.: ST8010-4T

Monitorhalter

Monitorhalter direkt am ALU-Profil des mobilen Wagens befestigen

Art.-Nr.: LM8677
Erweiterte Sicherheitsausstattung für die Diagnose an HV-Fahrzeugen
Art.-Nr.: LM8673
Rettungsstange für Arbeiten an HV-Fahrzeugen
Art.-Nr.: LM8258
AVL Ditest HV Safety 2000

Produktinformationen & Downloads

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