Solarballonbau

Bauplan eines Solarballons

Solarballone sind durchsichtige Heißluftballone mit einem innenliegenden schwarzen Sonnensegel. Dieses erwärmt die Innenluft, so dass der Ballon steigt. Die ereichbare Innentemperatur hängt lediglich von den verwendeten Materialien ab und ist unabhängig von der Dicke der Außenhülle.

Der nebenstehende Modell-Solarballon hat einen Durchmesser von 4.80 m und ein Gewicht von lediglich1 kg. Die verwendeten Materialien sind billig (Baukosten ca. 50 Euro). Hülle und Sonnensegel bestehen aus durchsichtiger bzw. schwarzer Polyethylenfolie. Diese erhält man im Baumarkt: in der Maler- bzw. der Gartenbauabteilung. Zusammengefügt werden die Folien mit Folienschweißgeräten, die üblicherweise zum Eintüten von Gefriergut verwendet werden.

Der Bau dieses Ballons eignet sich hervorragend für Projektwochen in Schulen: 10 Schüler mit 4 Folienschweißern benötigen 3 Schulvormittage, falls arbeitsteilig in 2 Klassensälen gearbeitet wird.

(Anmerkung: Man kann Ballone auch einfacher und schneller bauen: man lege einfach zwei Folien zwischen zwei Holzbretter, so dass die Folien etwas überstehen, und fahre dann einmal kurz mit einem Heißluftfön an der Kante entlang - fertig!)

Materialliste

Zum Bau wird benötigt:

• ein Raum mit Stromanschluß (Mindestmaße 4 m x 8 m ). Möchte man arbeitsteilig vorgehen, emfiehlt es sich, in 2 Klassenräumen gleichzeitig zu arbeiten.
• Besen, Handfeger, Schaufel, Mülleimer
• Folienschweißgerät (besser: 3-4) mit Temperaturregler
• langes Verlängerungskabel (eventuell Kabeltrommel)
• vier Päckchen Abdeckplane, Polyethylen, transparent, Maße: 4 m x 12.5 m , Dichte = 6-8 g/m2
• sechs Päckchen Gartenfolie, Polyethylen, schwarz, gelocht oder ungelocht, Maße 1.2 m x 10 m, Dichte = 20-22 g/m2, falls möglich leichter
• Schere (scharf, wichtig!)
• Tesafilm (5 cm breite Rolle) zur Verstärkung der Ballonmündung (auch zum Flicken kleiner Löcher, Löcher immer beidseitig bekleben)
• Zollstock oder Maßband
• 4 m Schnur (nicht nötig, wenn Maßband vorhanden)
• Folienschreiber (wasserfest), dick
• Bücher oder sonstige Gewichte
• nützlich, aber nicht notwendig, ist ein Tafel-Geodreieck
• Wäscheleine oder stabile Drachenschnur (gewöhnliche Nylonschnur ist zu dünn )

Baubeschreibung

Erstellen der Ballonhülle

1. Vor Beginn der Arbeiten das Folienschweißgerät testen. Es muß die richtige Temperaturwahl für die drei Folienkombinationen weiß auf weiß, schwarz auf schwarz und weiß-schwarz-weiß gefunden werden. (Ab sofort wird die transparente Folie mit 'weiß' bezeichnet.). Dabei allerdings nicht zu Testzwecken Streifen aus den Folien schneiden, die man dann beim Bauen schmerzlich vermißt! Die optimale Temperaturwahl ist diejenige, bei der die Folien bei Zugbelastung zuerst an den Fingern und nicht an der Schweißnaht reißen. Vorsicht: Das Folienschweißgerät wird im Dauerbetrieb heiß, man muss eventuell nachregeln!
2. Den Raum sorgsam kehren und danach Schuhe ausziehen. So wird vermieden, daß bei Betreten der am Boden ausgelegten Folien (was unvermeidbar ist) viele kleine Löcher durch Sandkörnchen in die Folie gedrückt werden. Alternativ kann man auch alle Tische des Klassenraums zu einer großen Arbeitsplatte zusammenschieben und dann dort arbeiten.
3. Die vier Packen weißer Folie aufrollen (noch nicht ganz ausbreiten) und bei etwa 8 m abschneiden und beiseite legen. Die jeweils etwa 4,5 m langen Reststücke sind leider Abfall.
4. Nun den ersten Folienpacken nehmen, ausbreiten und einmal der Länge nach falten (2 m x 8 m). Die Folie auf den Boden legen und die Luftblasen entfernen. Die Folie nun mit Büchern beschweren, damit sie nicht mehr verrutscht. Zur genauen Ausrichtung der Folie kann man sich an einer eventuell vorhandenen Linie am Boden orientieren (z. B. eine Stoßlinie des Bodenbelags). Unbedingt notwendig ist dies allerdings nicht.
5. Ebenso die anderen drei Folienpacken ausbreiten, der Länge nach falten und auf die erste Folie auflegen.Am Ende liegen also acht Lagen Folie aufeinander (2 m x 8 m). Es muß dabei nicht besonders genau gearbeitet werden, die Folien verrutschen sowieso. Besser ist es, man richtet die Folien erst genau aus, wenn sie alle übereinander liegen.
6. Nun mit einem wasserfesten Folienschreiber das Schnittmuster für die Ballonbahnen auf die oberste Folie übertragen. Dabei keine langen Zwischenräume lassen, da man dann beim anschließenden Ausschneiden die Orientierung verliert.
7. Nun alle Folien auf einmal mit einer scharfen Schere schneiden. Vorsicht, wenn man die Folien nicht schneiden, sonder "ritzen" möchte. Sehr leicht verschieben sich dann die unteren Folien. (Die Folien nach dem Zuschneiden nicht wegräumen, sondern übereinander liegen lassen.)
8. Vor Beginn des Schweißens noch einmal die richtige Temperaturwahl des Schweißgeräts an einem Reststück Folie kontrollieren. Auch während des nun folgendenen Schweißvorgangs die Güte der Schweißnähte von Zeit zu Zeit durch vorsichtiges Ziehen kontrollieren, da sich das Schweißgerät im Laufe der Zeit sehr stark erhitzt. Das hier Gesagte gilt für alle folgenden Arbeitsschritte und besonders bei wechselnden Folienmaterialien. Es wäre doch zu schade, wenn sich bei dem mühsam zusammengebauten Ballon hinterher herausstellen würde, daß die Schweißnähte nicht halten.
9. Nun die Folien nach Abbildung zusammenschweißen. Dabei wie in der Abbildung angedeutet in der Mitte des Folienstapels auf beiden Seiten je eine Schweißbahn auslassen, so daß zwei Habkugeln entstehen (richtig zählen und besonders darauf achten, daß man auf einer Seite des Folienstapels die oberste Bahn zurückschlagen muß, bevor man die zweite mit der dritten Bahn verschweißt). Diese Lücken in der Mitte sind wichtig, damit man später den Trichter und den Mercedesstern noch einfügen kann. Die einzelnen Bahnen sollten bei diesem Arbeitsschritt nur leicht zurückgeschlagen werden, so daß man sie hinterher wieder ordentlich übereinanderlegen kann.
10. Die Bahnen vorsichtig, eine nach der anderen, wie ein Buch umblättern und mit einer durchgehenden Linie markieren, wo später der Trichter eingeschweißt wird. Hierzu benutzt man das Maßband (oder eine Schnur) zusammen mit dem Folienschreiber wie einen Zirkel. Es ist wichtig, daß die Linie durchgehend ist, denn später beim Einschweißen des Kegels hat man nur noch einen "Klumpen" Folie vor sich, bei dem man genaue Anhaltspunkte braucht, wo die Schweißnaht gesetzt werden muß.
11. Jetzt werden die Bahnenstapel wieder "zurückgeblättert" und dabei drei Linien eingezeichnet, dort wo später der Mercedesstern angebracht wird. (Da die Hülle aus 8 Bahnen besteht, haben die Linien den etwas krummen Abstand von 2 2/3 Bahnen) Die weißen Bahnen sind nun fertig und können zur Seite gelegt werden.