Forschung & Wissenschaft
Sich dafür zu interessieren wie Dinge funktionieren ist ein ureigener Instinkt, der besonders bei Kindern sehr ausgeprägt ist. Doch gibt es auch viele Erwachsene mit einem ausgeprägten inneren Kind. Je mehr man versteht, umso tiefgründiger ist das Leben. Je tiefgründiger das Leben, umso vielschichtiger erlebt man, und umso öfter überfällt eineN Faszination für die unzähligen Wunder unserer Welt. Jeder Käfer, jede Blüte, jede Wolke, der Mond oder jedes Stück Holz wissen unmengen zu erzählen wenn man ihnen zuhört.
Forschung und Wissenschaft findet also nicht nur in Universitäten und Labors statt. Wer sich Dinge genauer ansieht und Merkmale analysiert oder versucht ihren Aufbau zu erfassen erforscht schon. Wer systematisch ausprobiert wo eine Pflanze bei unterschiedlichen Behandlungen oder Standorten im Garten am besten wächst betreibt wissenschaftliche Experimente. Wer sich etwas bastelt um Abläufe zu vereinfachen ist einE ErfinderIN. Wer beim Zähneputzen über die Schwerkraft nachdenkt ist schon mit dem großen Zeh in die Wisschenschaft eingetaucht.
Obwohl es oft wirkt, als ob schon alles erforscht ist und wir nun alles wissen, ist das nicht annähernd der Fall. Wenn eine Professorin über die Stringtheorie erzählt, und man nach wenigen Sekunden den Faden verliert, darf man nicht vergessen, dass die Stringtheorie nur eine von mehreren möglichen Theorien, und alles andere als Fakt ist. Wo vor relativ kurzer Zeit noch Protonen, Neutronen und Elektronen als kleinste Teilchen der Materie manifestiert waren, gibt es mittlerweile Quarks und Gluonen. Und laufend werden neue Ausgrabungen gemacht, welche die Geschichtsschreibung komplett über den Haufen werfen. Nichtmal unsere eigenen Körperfunktionen kennen wir ausgiebig. Es ist also jederzeit möglich, überall etwas Neues zu entdecken und alles Bisherige auf den Kopf zu stellen, auch wenn es durch einen Überfluss an Informationen und Technik vielleicht nicht mehr so wirkt. Es gibt also für uns alle noch genug zu tun.
Wissenschaftliche Erkenntnisse und ein Wissenschaftlicher Zugang zum Leben geben uns allen eine Grundlage für ein immer besseres Leben, welche wir an folgende Generationen weitergeben können. Anstatt auf Empfehlungen von Großkonzernen angewisen zu sein. Anstatt mit jedem neuen Trend alles bisherige zu vergessen. Anstatt sich von politischen Stimmungen leiten zu lassen. Und genau deshalb ist es wichtig, Wissen zu bewahren, und profitgier-unabhängige Wissenschaften aller Bereiche zu erhalten und gemeinschaftlich voranzutreiben. Naturwissenschaften, Ernährungswissenschaft, Geschichtswissenschaft, Ingenieurwissenschaft, Medizin, etc.
Inhalte in diesem Lebensbereich sind naturwissenschaftliche Beiträge aus Forschung und Wissenschaft, und Anregungen sich damit zu beschäftigen. Hier finden etablierte wissenschaftliche Erkenntnisse ebenso Platz wie neue Theorien. Wissenschaft zu unserer Psyche, zu der Natur um uns, zu der Natur der Materie, Wirkungsweisen von Pflanzen, zu unseren Körperfunktionen und vieles mehr.
Grundpfeiler der sinnvollen Wissenschaft in willkührlicher Reihenfolge
test
- das behüten bisheriger wissenschaftlicher Erkenntnisse und Forschungsergebnisse,
- ständig darauf aufzubauend, weiterzuforschen und sie weiterzuentwickeln,
- alle Dogmen hinter sich zu lassen und alte wie neue theorien kritisch zu betrachten
- regelmäßig komplett neue Wege und Herangehensweisen zu suchen und zu erlauben
- die kuriose Suche nach „Wahrheit“ und neuen Erkenntnissen, sowie der Dienst an der Menschheit als zentrale Motive
- eine strikte wissenschaftliche Herangehensweise und saubere Methodik zu verwenden
- Nulltoleranz finanzieller Beeinflussung von Studien- und Forschungsergebnissen
test
- das behüten bisheriger wissenschaftlicher Erkenntnisse und Forschungsergebnisse,
- ständig darauf aufzubauend, weiterzuforschen und sie weiterzuentwickeln,
- alle Dogmen hinter sich zu lassen und alte wie neue theorien kritisch zu betrachten
- regelmäßig komplett neue Wege und Herangehensweisen zu suchen und zu erlauben
- die kuriose Suche nach „Wahrheit“ und neuen Erkenntnissen, sowie der Dienst an der Menschheit als zentrale Motive
- eine strikte wissenschaftliche Herangehensweise und saubere Methodik zu verwenden
- Nulltoleranz finanzieller Beeinflussung von Studien- und Forschungsergebnissen
Einfache Wege in die Forschung einzutauchen
Mit einem Mikroskop oder einem Teleskop eröffnen sich Naturwelten. So kann man bereits mit erschwinglichen Geräten ansehnliche Ergebnisse erzielen. Beim Mikroskop ist zu Beachten ob man ein Auflicht- oder Durchlicht-Mikroskop oder ein Kombigerät kauft. Durchlichtmikroskopie sind für dünne, durchsichtige Proben wie Zellen, Gewebe oder Mikroorganismen, wenn man zB die Anzahl der Mikroorganismen in seinem Kompost checken will, benötigt man ein solches. Auflichtmikroskope hingegen sind für die genauere Betrachtung von jeglichen Material-Oberflächen, Computerchips, etc .
Weiters können Beobachtungen in der unmittelbar umgebenden Natur, zusammen mit einer Bestimmungs-App oder einem Lexikon zur Artenbestimmung und für tiefergehende Hintergrundinformationen sehr erhellend sein.
Auch wer schon immer einmal wissen wollte ob Elektrokultur im Gemüseanbau funktioniert und es selbst ausprobiert kann der Wissenschaft einen Dienst leisten. Ein Kontroll-Beet mit den gleichen Gemüsesorten, Bodenverhältnissen etc., aber ohne Draht oder Antenne sowie die strikte Gleichbehandlung beider Beete können Erkenntnisse für sich selbst und andere bringen. Oder: Hat Mondphasenholz andere Eigenschaften als außerhalb besagter Mondphasen gefälltes Holz. Du willst es wissen? Probiere es aus und vergleiche die jeweiligen Ergebnisse mittels einfacher Tests.
Und so gibt es in allen Bereichen ständig Dinge die man erforschen, dokumentieren und daraus Erkenntnisse ziehen kann. Erkenntnisse die man für effizientere Methoden, bessere Endprodukte oder einfachere Handhabungen nutzen kann. Im Prinzip macht das jeder in seinem Leben, man probiert etwas, erlebt etwas oder sieht etwas und bildet sich daraus Rückschlüsse. Oft fehlen aber die wissenschaftlichen Grundanforderungen die den Unterschied zwischen einem „Gefühl“ und einer tatsächlichen Erkenntnis bilden. Für viele Dinge reicht ein grundlegendes Gespür aus. Wiederholte Aufnahme/Messung eines Werts, richtige Berücksichtigung aller Einflussfaktoren, Vergleichsstücke, unvoreingenommene Herangehensweise und konsequente Dokumentation können jedoch aus einer Vermutung oder Ahnung wissenschaftlich generierte Gewissheit machen.
Mit einem Mikroskop oder einem Teleskop eröffnen sich Naturwelten. So kann man bereits mit erschwinglichen Geräten ansehnliche Ergebnisse erzielen. Beim Mikroskop ist zu Beachten ob man ein Auflicht- oder Durchlicht-Mikroskop oder ein Kombigerät kauft. Durchlichtmikroskopie sind für dünne, durchsichtige Proben wie Zellen, Gewebe oder Mikroorganismen, wenn man zB die Anzahl der Mikroorganismen in seinem Kompost checken will, benötigt man ein solches. Auflichtmikroskope hingegen sind für die genauere Betrachtung von jeglichen Material-Oberflächen, Computerchips, etc .
Weiters können Beobachtungen in der unmittelbar umgebenden Natur, zusammen mit einer Bestimmungs-App oder einem Lexikon zur Artenbestimmung und für tiefergehende Hintergrundinformationen sehr erhellend sein.
Auch wer schon immer einmal wissen wollte ob Elektrokultur im Gemüseanbau funktioniert und es selbst ausprobiert kann der Wissenschaft einen Dienst leisten. Ein Kontroll-Beet mit den gleichen Gemüsesorten, Bodenverhältnissen etc., aber ohne Draht oder Antenne sowie die strikte Gleichbehandlung beider Beete können Erkenntnisse für sich selbst und andere bringen. Oder: Hat Mondphasenholz andere Eigenschaften als außerhalb besagter Mondphasen gefälltes Holz. Du willst es wissen? Probiere es aus und vergleiche die jeweiligen Ergebnisse mittels einfacher Tests.
Und so gibt es in allen Bereichen ständig Dinge die man erforschen, dokumentieren und daraus Erkenntnisse ziehen kann. Erkenntnisse die man für effizientere Methoden, bessere Endprodukte oder einfachere Handhabungen nutzen kann. Im Prinzip macht das jeder in seinem Leben, man probiert etwas, erlebt etwas oder sieht etwas und bildet sich daraus Rückschlüsse. Oft fehlen aber die wissenschaftlichen Grundanforderungen die den Unterschied zwischen einem „Gefühl“ und einer tatsächlichen Erkenntnis bilden. Für viele Dinge reicht ein grundlegendes Gespür aus. Wiederholte Aufnahme/Messung eines Werts, richtige Berücksichtigung aller Einflussfaktoren, Vergleichsstücke, unvoreingenommene Herangehensweise und konsequente Dokumentation können jedoch aus einer Vermutung oder Ahnung wissenschaftlich generierte Gewissheit machen.
Zitate Berühmter WissenschaftlerInnen
„Ein Gelehrter in seinem Laboratorium ist nicht nur ein Techniker; er steht auch vor den Naturgesetzen wie ein Kind vor der Märchenwelt.“ (Marie Curie)
„Was ist eigentlich ein Wissenschaftler? Es ist ein neugieriger Mann, der durch ein Schlüsselloch schaut, das Schlüsselloch der Natur, und versucht zu wissen, was los ist.“ (Jacques-Yves Cousteau)
„Jedes Naturgesetz, das sich dem Beobachter offenbart, lässt auf ein höheres, noch unerkanntes schließen.“ (Alexander von Humboldt)
„Wer Naturwissenschaft und die Wunder der Schöpfung studiert und dabei nicht zu einem Mystiker wird, ist kein Naturwissenschafter.“ Albert Hofmann (1906–2008) Schweizer Chemiker und Entdecker von LSD
„Es ist eine weitverbreitete Meinung, das objektive, materielle Weltbild der Naturwissenschaften und die mystisch-religiöse Welterfahrung würden sich widersprechen. Das Gegenteil ist wahr. Sie ergänzen sich zu einer umfassenden Einsicht in ein und dieselbe geistig-materielle Wirklichkeit.“ Albert Hofmann (1906–2008) Schweizer Chemiker und Entdecker von LSD
„Wir werden immer mehr zu Herren der physischen Welt. Wir landen auf dem Mond, aber das Verhalten des Menschen und seine Einstellungen haben mit den Naturwissenschaften nicht Schritt gehalten.“ Ernest Dichter (1907–1991) österreichisch-amerikanischer Psychologe und Marktforscher
„Ein Gelehrter in seinem Laboratorium ist nicht nur ein Techniker; er steht auch vor den Naturgesetzen wie ein Kind vor der Märchenwelt.“ (Marie Curie)
„Was ist eigentlich ein Wissenschaftler? Es ist ein neugieriger Mann, der durch ein Schlüsselloch schaut, das Schlüsselloch der Natur, und versucht zu wissen, was los ist.“ (Jacques-Yves Cousteau)
„Jedes Naturgesetz, das sich dem Beobachter offenbart, lässt auf ein höheres, noch unerkanntes schließen.“ (Alexander von Humboldt)
„Wer Naturwissenschaft und die Wunder der Schöpfung studiert und dabei nicht zu einem Mystiker wird, ist kein Naturwissenschafter.“ Albert Hofmann (1906–2008) Schweizer Chemiker und Entdecker von LSD
„Es ist eine weitverbreitete Meinung, das objektive, materielle Weltbild der Naturwissenschaften und die mystisch-religiöse Welterfahrung würden sich widersprechen. Das Gegenteil ist wahr. Sie ergänzen sich zu einer umfassenden Einsicht in ein und dieselbe geistig-materielle Wirklichkeit.“ Albert Hofmann (1906–2008) Schweizer Chemiker und Entdecker von LSD
„Wir werden immer mehr zu Herren der physischen Welt. Wir landen auf dem Mond, aber das Verhalten des Menschen und seine Einstellungen haben mit den Naturwissenschaften nicht Schritt gehalten.“ Ernest Dichter (1907–1991) österreichisch-amerikanischer Psychologe und Marktforscher
Grundlagen praktischen, wissenschaftlichen Arbeitens
Das fachmännische, wissenschaftliche Arbeiten, und das Verfassen wissenschaftlicher Arbeiten ist etwas trockene Materie. Das ganze Einleitung, Ausleitung, Umleitung, Form und Schreibstil etc. ist für den Otto Naturliebhaber auch nicht nötig. Was aber interessant ist, ist eigene Forschungen und Erkundungen qualitativ zu steigern, indem man sich an gewissen Grundprinzipien des wissenschaftlichen Forschens und Arbeitens anhält.
Schritt 1: Eingrenzen des Themas Was genau will man herausfinden? Je weiter man es eingrenzen kann umso geringer wird der Aufwand unterschiedliche Umgebungen und Szenarien zu testen oder berücksichtigen. Man kann ja auch erstmal mit einem speziellen Fall anfangen.
Beispiel: Mein Nachbar hat mir gesagt ich brauche für meine 5 kWp (5 Kilowatt Spitzenleistung) starke Photovoltaikanlage Moduloptimierer, da jedes Laub von einem Baum das darauf zu liegen kommt die Leistung meiner PV-Anlage um 80% reduziert. Da hätte ich dann nur mehr 1 kWp Leistung über Stunden oder Tage alleine wegen eines Blattes. Ach herrje. Da diese Dinger aber teuer sind und von einem Fachmann installiert werden müssen will ich das vorher genauer erkunden. Meine Frage also: Wie viel Leistungseinbußen hat meine Photovoltaikanlage in etwa wenn ein Blatt auf einem Modul liegt?
Schritt 2: Recherche bisheriger Erkenntnisse, Veröffentlichungen und Daten zu diesem Thema. Eventuell ist darunter schon so viel zu finden, dass die eigene Arbeit entweder obsolet wird oder sich die Grundfrage verändert? Gibt es schon Messdaten die man auswerten kann?
Beispiel: Es gibt zahlreiche Artikel und Erklärvideos zu genau dieser Frage, allerdings sind bei keinem davon die Umstände genau wie bei mir. Ein Hersteller der Moduloptimierer gibt dazu etwas in der Beschreibung an, es sind aber keinerlei Infos aufzufinden wie er zu diesem Ergebnis kommt oder auf welche Modultypen er sich bezieht. In meiner PV-App schaue ich die Leistungsdaten der letzten Tage durch, lassen sich dadurch Rückschlüsse ziehen? Ohne zugehörige Sonneneinstrahlungs-Messdaten und ohne Videokamera auf dem Dach zum Laub-Tracking lässt sich keine zuverlässige Aussage treffen.
Schritt 3: Methodik festlegenWelche Einflüsse sind hauptsächlich für das Ergebnis verantwortlich? Welche Größen sind wie oft zu messen um ein aussagekräftiges Ergebnis zu erhalten? Welche Größen sind zu messen um unterschiedliche Messdurchgänge gut vergleichbar zu machen? Wie sind all diese Größen messbar?
Beispiel: Ich weiß nicht ob es einen Unterschied zwischen starker Sonne und Bewölkung gibt, um ein möglichst allgemeingültges Ergebnis zu erhalten will ich diesen Versuch daher einmal bei geringer und einmal bei starker Sonneneinstrahlung machen. Ich mache den Versuch an einem Tag mit durchziehenden Wolken, sodass ich kurz aufeinanderfolgend starke und geringe Sonneneinstrahlung habe, somit sind alle anderen Umgebungseinflüsse bei allen Messungen gleich. Was ich messen will ist wie viel Strom meine Anlage mit und ohne Blatt erzeugt, mit und ohne Wolken, daher muss ich vier mal messen. Die Messgröße die ich einfach auslesen kann ist die momentane Wechselrichterleistung, welche ich über meine App auslesen kann. Da die App erfahrungsgemäß nicht ganz genau ist und mal etwas mehr, mal etwas weniger anzeigt, muss ich für meine Messergebnisse eine Ungenauigkeit von ca +/-0,1 kW akzeptieren, für eine Aussage zur Größenordnung der Verluste ist mir das aber genau genug, ich will nur wissen ob ich eher 10%, 50% oder 80% einbüße. Da ich nicht über einen Netzanschluss verfüge muss ich sicherstellen dass ich eine dauerhafte Last für meinen Wechselrichter habe, die durchgehend gleich bleibt, ansonsten würde die PV-Leistung die mir mein Wechselrichter anzeigt je nach im Haus benötigter Geräte-Last variieren, daher schalte ich während dem Versuch eine 4kW Elektroheizung ein und alle anderen Elektrogeräte aus. So sollte es funktionieren. Das Blatt lege ich beide male an die selbe Stelle des Moduls, um auszuschließen, dass eine unterschiedliche Position Einfluss auf das Ergebnis hat. Na dann ist ja alles klar.
Schritt 4: Versuchsdurchführung Bei der Durchführung sollte man sich strikt an den geplanten Ablauf halten und alle Ergebnisse sofort notieren. Weiters sollte man die Augen nach Störeinflüssen offen halten.
Beispiel: Ich drehe also meine 4 kW Elektroheizung an, öffne die PV-App, stelle eine Leiter ans Dach und erklimme, bewaffnet mit einem großen Ahornblatt des nahestehenden Baumes, das Dach. Die App zeigt an: 4,1 kW PV-Leistung. Alles klar. Screenshot und Messergebnis1 ist im Kasten. Blatt auf das Modul nahe der Dachkante gelegt, kurz gewartet bis die App reagiert, schwupps jetzt sind es nur mehr 3,6 kW Leistung. Screenshot. Noch kurz gewartet um sicherzugehen, dass es sich nicht weiter verändert, nein. Blatt wieder weg, und wir sind wieder bei 4,1 kW. Kurz darauf zieht eine Wolke durch, meine App zeigt mir an: 1,2 kW erzeugte Leistung, Screenshot, und jetzt schnell das Blatt rauf, zack, nur mehr 1,0 kW PV-Leistung, Screenshot, und alle 4 Messergebnisse sind im Kasten. Blatt wieder weg, da werden wieder 1,2 kW angezeigt, das sollte also passen. Super, Versuchsreihe erfolgreich beendet.
Schritt 5: Korrektheit des Versuchs bestätigen & Ergebnisauswertung Sind während dem Versuch Unstimmigkeiten aufgetreten? Sind äußere Einflüsse hinzugekommen mit denen ich nicht gerechnet habe? Ist mir aufgefallen, dass ich etwas wesentliches übersehen habe? Wenn das alles nicht der Fall ist machen wir uns an die Auswertung der Messergebnisse. Sind die Messwerte in einem realistischen Bereich für die Umstände?
Beispiel: Die PV-Module wurden während meines Versuchs von nichts anderem verschattet, die dicke Taube die sich auf die Kante gesetzt hat war erst später, die Elektro-Heizung war durchgehend an, sollte also passen. Nun sehen wir uns die Messergebnisse an. Einmal eine Reduktion von 4,1 auf 3,6 kW, das sind ca 12%, und einmal von 1,2 auf 1 kW, das sind ca 17%. Mit meiner App-Ungenauigkeit von +/-0,1 W könnten es beim ersten Versuch ohne Wolke auch nur 8% oder bis zu 17% sein und beim zweiten Versuch mit Wolke theoretisch 0% bis gar 30%. Im Schnitt bin ich insgesamt bei einer Leistungsminderung von ca 15% durch das Ahornblatt. Na das sind ja gute Nachrichten. Da brauche ich mir nichts nachrüsten, das zahlt sich für ab und zu ein Blatt oder eine dicke Taube nicht aus.
Schritt 6: Interpretation, Gültigkeit und Aussagekraft meiner Ergebnisse Bei der Interpretation von Versuchsreihen und Messergebnissen muss berücksichtigt werden, dass unter anderen Umständen und mit anderen Komponenten andere Ergebnisse eintreten könnten. Im idealfall kann man einige Faktoren erkennen, die ermöglichen zu definieren für welche Situationen das Messergebnis aussagekräftig ist. Das Ergebnis einer Messung oder Messreihe hat je nach Umfang der Messungen, Präzision der Messwinstrumente und Variation im Messaufbau eine bestimmte Gültigkeit und Aussagekraft. Für andere Fälle mit wesentlich anderen Komponenten oder Umständen lassen unsere Ergebnisse zwar Rückschlüsse und Vermutungen zu, aber keine sicheren Aussagen. Je nachdem wie genau meine Messinstrumente sind ist bei meinem Ergebnis eine Schwankung zu berücksichtigen.
Beispiel: Ich habe für mich festgestellt, dass meine PV-Anlage auch mit Blatt super läuft und ich nichts nachrüsten muss. Yay! Ist nun mein Nachbar ein Idiot und hat sich etwas aufschwatzen lassen? Er hat ja eigentlich komplett andere Modultypen, seine Anlage ist immerhin schon ein paar Jahre älter als meine. Außerdem hat er einen Kamin am Dach der viel größeren Schatten wirft als mein Blatt. Die Bäume um sein Haus sind auch nochmal näher wodurch vermutlich mehr Laub auf seinem Dach zum liegen kommt. Ich muss also davon ausgehen, dass bei ihm andere Umstände vorliegen, die seine Moduloptimierer vielleicht rechtfertigen. Ich überlege mir, dass mein Versuch in der Größenordnung der Auswirkung Gültigkeit für folgende Situationen hat: ähnliche Modultype, ein sonst unverschattetes Dach, ausschließlich eine kleine punktuelle Verschattung. So erzähle ich das also meinem Nachbarn wenn ich morgen auf einen Kaffee bei ihm bin.
Schritt 7: Haben sich sinnvolle aufbauende Versuche oder Studien ergeben?Je mehr Messergebnisse vorhanden sind umso aussagekräftiger wird das Gesamtergebnis, umso besser ist einschätzbar ob Umgebungseinflüsse das Ergebnis beeinflussen und wie. Welche Variationen im Versuchsaufbau könnten Einfluss auf die Ergebnisse haben? Soll ich eine Testreihe über mehrere Tage oder zu unterschiedlichen Tageszeiten durchführen um mehr Vergleichsergebnisse oder Einflüsse unterschiedlicher Umgebungseinflüsse? Kann ich die Ergebnisse noch auf andere weise auswerten um zusätzliche Informationen zu erhalten?
Beispiel: Begeistert von meinem geglückten Versuch wiederhole ich den Versuch nochmal am frühen Abend, um zu sehen wie stark die Leistungseinbußen sind wenn es kühlere Umgebungstemperaturen hat. Außerdem plane ich für kommende Woche den selben Versuch mit 3 Blättern zu wiederholen, um zu sehen wie sich die Leistungseinbußen mit mehr Verschattung darstellen.
Schritt 8: Wo soll ich meine Ergebnisse teilen? Je mehr Versuchsergebnisse und Erfahrungen zusammenkommen, umso größer wird die Wirkung der Schwarmintelligenz. Bei Enthusiasten des selben Themengebiets stoßen Erkenntnisse und Ergebnisse oft auf Interesse und bereichernde aufbauende Diskussion und vielleicht sogar eigene Versuche.
Beispiel: Ich berichte im Photovoltaik-Forum von meinem Versuch und meinen Ergebnissen. Drei Poster schreiben warum meine Ergebnisse sinn machen und einer verlinkt eine weitere Studie dazu. Zwei schreiben sie bezweifeln das, einer davon will das nun selbst probieren.
Das fachmännische, wissenschaftliche Arbeiten, und das Verfassen wissenschaftlicher Arbeiten ist etwas trockene Materie. Das ganze Einleitung, Ausleitung, Umleitung, Form und Schreibstil etc. ist für den Otto Naturliebhaber auch nicht nötig. Was aber interessant ist, ist eigene Forschungen und Erkundungen qualitativ zu steigern, indem man sich an gewissen Grundprinzipien des wissenschaftlichen Forschens und Arbeitens anhält.
Schritt 1: Eingrenzen des Themas Was genau will man herausfinden? Je weiter man es eingrenzen kann umso geringer wird der Aufwand unterschiedliche Umgebungen und Szenarien zu testen oder berücksichtigen. Man kann ja auch erstmal mit einem speziellen Fall anfangen.
Beispiel: Mein Nachbar hat mir gesagt ich brauche für meine 5 kWp (5 Kilowatt Spitzenleistung) starke Photovoltaikanlage Moduloptimierer, da jedes Laub von einem Baum das darauf zu liegen kommt die Leistung meiner PV-Anlage um 80% reduziert. Da hätte ich dann nur mehr 1 kWp Leistung über Stunden oder Tage alleine wegen eines Blattes. Ach herrje. Da diese Dinger aber teuer sind und von einem Fachmann installiert werden müssen will ich das vorher genauer erkunden. Meine Frage also: Wie viel Leistungseinbußen hat meine Photovoltaikanlage in etwa wenn ein Blatt auf einem Modul liegt?
Schritt 2: Recherche bisheriger Erkenntnisse, Veröffentlichungen und Daten zu diesem Thema. Eventuell ist darunter schon so viel zu finden, dass die eigene Arbeit entweder obsolet wird oder sich die Grundfrage verändert? Gibt es schon Messdaten die man auswerten kann?
Beispiel: Es gibt zahlreiche Artikel und Erklärvideos zu genau dieser Frage, allerdings sind bei keinem davon die Umstände genau wie bei mir. Ein Hersteller der Moduloptimierer gibt dazu etwas in der Beschreibung an, es sind aber keinerlei Infos aufzufinden wie er zu diesem Ergebnis kommt oder auf welche Modultypen er sich bezieht. In meiner PV-App schaue ich die Leistungsdaten der letzten Tage durch, lassen sich dadurch Rückschlüsse ziehen? Ohne zugehörige Sonneneinstrahlungs-Messdaten und ohne Videokamera auf dem Dach zum Laub-Tracking lässt sich keine zuverlässige Aussage treffen.
Schritt 3: Methodik festlegenWelche Einflüsse sind hauptsächlich für das Ergebnis verantwortlich? Welche Größen sind wie oft zu messen um ein aussagekräftiges Ergebnis zu erhalten? Welche Größen sind zu messen um unterschiedliche Messdurchgänge gut vergleichbar zu machen? Wie sind all diese Größen messbar?
Beispiel: Ich weiß nicht ob es einen Unterschied zwischen starker Sonne und Bewölkung gibt, um ein möglichst allgemeingültges Ergebnis zu erhalten will ich diesen Versuch daher einmal bei geringer und einmal bei starker Sonneneinstrahlung machen. Ich mache den Versuch an einem Tag mit durchziehenden Wolken, sodass ich kurz aufeinanderfolgend starke und geringe Sonneneinstrahlung habe, somit sind alle anderen Umgebungseinflüsse bei allen Messungen gleich. Was ich messen will ist wie viel Strom meine Anlage mit und ohne Blatt erzeugt, mit und ohne Wolken, daher muss ich vier mal messen. Die Messgröße die ich einfach auslesen kann ist die momentane Wechselrichterleistung, welche ich über meine App auslesen kann. Da die App erfahrungsgemäß nicht ganz genau ist und mal etwas mehr, mal etwas weniger anzeigt, muss ich für meine Messergebnisse eine Ungenauigkeit von ca +/-0,1 kW akzeptieren, für eine Aussage zur Größenordnung der Verluste ist mir das aber genau genug, ich will nur wissen ob ich eher 10%, 50% oder 80% einbüße. Da ich nicht über einen Netzanschluss verfüge muss ich sicherstellen dass ich eine dauerhafte Last für meinen Wechselrichter habe, die durchgehend gleich bleibt, ansonsten würde die PV-Leistung die mir mein Wechselrichter anzeigt je nach im Haus benötigter Geräte-Last variieren, daher schalte ich während dem Versuch eine 4kW Elektroheizung ein und alle anderen Elektrogeräte aus. So sollte es funktionieren. Das Blatt lege ich beide male an die selbe Stelle des Moduls, um auszuschließen, dass eine unterschiedliche Position Einfluss auf das Ergebnis hat. Na dann ist ja alles klar.
Schritt 4: Versuchsdurchführung Bei der Durchführung sollte man sich strikt an den geplanten Ablauf halten und alle Ergebnisse sofort notieren. Weiters sollte man die Augen nach Störeinflüssen offen halten.
Beispiel: Ich drehe also meine 4 kW Elektroheizung an, öffne die PV-App, stelle eine Leiter ans Dach und erklimme, bewaffnet mit einem großen Ahornblatt des nahestehenden Baumes, das Dach. Die App zeigt an: 4,1 kW PV-Leistung. Alles klar. Screenshot und Messergebnis1 ist im Kasten. Blatt auf das Modul nahe der Dachkante gelegt, kurz gewartet bis die App reagiert, schwupps jetzt sind es nur mehr 3,6 kW Leistung. Screenshot. Noch kurz gewartet um sicherzugehen, dass es sich nicht weiter verändert, nein. Blatt wieder weg, und wir sind wieder bei 4,1 kW. Kurz darauf zieht eine Wolke durch, meine App zeigt mir an: 1,2 kW erzeugte Leistung, Screenshot, und jetzt schnell das Blatt rauf, zack, nur mehr 1,0 kW PV-Leistung, Screenshot, und alle 4 Messergebnisse sind im Kasten. Blatt wieder weg, da werden wieder 1,2 kW angezeigt, das sollte also passen. Super, Versuchsreihe erfolgreich beendet.
Schritt 5: Korrektheit des Versuchs bestätigen & Ergebnisauswertung Sind während dem Versuch Unstimmigkeiten aufgetreten? Sind äußere Einflüsse hinzugekommen mit denen ich nicht gerechnet habe? Ist mir aufgefallen, dass ich etwas wesentliches übersehen habe? Wenn das alles nicht der Fall ist machen wir uns an die Auswertung der Messergebnisse. Sind die Messwerte in einem realistischen Bereich für die Umstände?
Beispiel: Die PV-Module wurden während meines Versuchs von nichts anderem verschattet, die dicke Taube die sich auf die Kante gesetzt hat war erst später, die Elektro-Heizung war durchgehend an, sollte also passen. Nun sehen wir uns die Messergebnisse an. Einmal eine Reduktion von 4,1 auf 3,6 kW, das sind ca 12%, und einmal von 1,2 auf 1 kW, das sind ca 17%. Mit meiner App-Ungenauigkeit von +/-0,1 W könnten es beim ersten Versuch ohne Wolke auch nur 8% oder bis zu 17% sein und beim zweiten Versuch mit Wolke theoretisch 0% bis gar 30%. Im Schnitt bin ich insgesamt bei einer Leistungsminderung von ca 15% durch das Ahornblatt. Na das sind ja gute Nachrichten. Da brauche ich mir nichts nachrüsten, das zahlt sich für ab und zu ein Blatt oder eine dicke Taube nicht aus.
Schritt 6: Interpretation, Gültigkeit und Aussagekraft meiner Ergebnisse Bei der Interpretation von Versuchsreihen und Messergebnissen muss berücksichtigt werden, dass unter anderen Umständen und mit anderen Komponenten andere Ergebnisse eintreten könnten. Im idealfall kann man einige Faktoren erkennen, die ermöglichen zu definieren für welche Situationen das Messergebnis aussagekräftig ist. Das Ergebnis einer Messung oder Messreihe hat je nach Umfang der Messungen, Präzision der Messwinstrumente und Variation im Messaufbau eine bestimmte Gültigkeit und Aussagekraft. Für andere Fälle mit wesentlich anderen Komponenten oder Umständen lassen unsere Ergebnisse zwar Rückschlüsse und Vermutungen zu, aber keine sicheren Aussagen. Je nachdem wie genau meine Messinstrumente sind ist bei meinem Ergebnis eine Schwankung zu berücksichtigen.
Beispiel: Ich habe für mich festgestellt, dass meine PV-Anlage auch mit Blatt super läuft und ich nichts nachrüsten muss. Yay! Ist nun mein Nachbar ein Idiot und hat sich etwas aufschwatzen lassen? Er hat ja eigentlich komplett andere Modultypen, seine Anlage ist immerhin schon ein paar Jahre älter als meine. Außerdem hat er einen Kamin am Dach der viel größeren Schatten wirft als mein Blatt. Die Bäume um sein Haus sind auch nochmal näher wodurch vermutlich mehr Laub auf seinem Dach zum liegen kommt. Ich muss also davon ausgehen, dass bei ihm andere Umstände vorliegen, die seine Moduloptimierer vielleicht rechtfertigen. Ich überlege mir, dass mein Versuch in der Größenordnung der Auswirkung Gültigkeit für folgende Situationen hat: ähnliche Modultype, ein sonst unverschattetes Dach, ausschließlich eine kleine punktuelle Verschattung. So erzähle ich das also meinem Nachbarn wenn ich morgen auf einen Kaffee bei ihm bin.
Schritt 7: Haben sich sinnvolle aufbauende Versuche oder Studien ergeben?Je mehr Messergebnisse vorhanden sind umso aussagekräftiger wird das Gesamtergebnis, umso besser ist einschätzbar ob Umgebungseinflüsse das Ergebnis beeinflussen und wie. Welche Variationen im Versuchsaufbau könnten Einfluss auf die Ergebnisse haben? Soll ich eine Testreihe über mehrere Tage oder zu unterschiedlichen Tageszeiten durchführen um mehr Vergleichsergebnisse oder Einflüsse unterschiedlicher Umgebungseinflüsse? Kann ich die Ergebnisse noch auf andere weise auswerten um zusätzliche Informationen zu erhalten?
Beispiel: Begeistert von meinem geglückten Versuch wiederhole ich den Versuch nochmal am frühen Abend, um zu sehen wie stark die Leistungseinbußen sind wenn es kühlere Umgebungstemperaturen hat. Außerdem plane ich für kommende Woche den selben Versuch mit 3 Blättern zu wiederholen, um zu sehen wie sich die Leistungseinbußen mit mehr Verschattung darstellen.
Schritt 8: Wo soll ich meine Ergebnisse teilen? Je mehr Versuchsergebnisse und Erfahrungen zusammenkommen, umso größer wird die Wirkung der Schwarmintelligenz. Bei Enthusiasten des selben Themengebiets stoßen Erkenntnisse und Ergebnisse oft auf Interesse und bereichernde aufbauende Diskussion und vielleicht sogar eigene Versuche.
Beispiel: Ich berichte im Photovoltaik-Forum von meinem Versuch und meinen Ergebnissen. Drei Poster schreiben warum meine Ergebnisse sinn machen und einer verlinkt eine weitere Studie dazu. Zwei schreiben sie bezweifeln das, einer davon will das nun selbst probieren.