4 Energie sparen. 4a Lampen im Vergleich. 4c Das Thermostatventil. 5 Alternative Energiequellen. 5b Photovoltaik (Strom) 5c Sonnenkollektor

Transkript

1 EnergieWerkstatt 1 Was ist Energie? 1a Knatterboot 4 Energie sparen 4a Lampen im Vergleich 1b Energiefahrrad 4b Heizen OHNE / MIT Wärmedämmung 1c Energie in Lebensmitteln 4c Das Thermostatventil 1d Solarzeppelin 5 Alternative Energiequellen 2 Energieverbrauch 5a Der solare Parabolkocher 2a Energieverbrauch im Verkehr 5b Photovoltaik (Strom) 2b Energieverbrauch im Alltag 5c Sonnenkollektor (Warmwasser) 2c Weltweiter Energieverbrauch 5d Windenergie (Strom) 5e Wasserkraft (Strom) 3 Folgen 3a Der Treibhauseffekt 5f Wasserstofftechnologie (Auto)

2 Was ist Energie? 1a Knatterboot Was passiert beim Versuch mit dem Knatterboot? Wodurch wird das Knatterboot angetrieben?

3 Was ist Energie? 1b Energiefahrrad Vergleiche den Energieverbrauch beim Duschen und beim Baden! 1. Wie lange müsstest du radeln, um 2 Minuten lang zu duschen (30l) bzw. einmal zu baden (120l)? Berechne die Zeit in Minuten. Trage die Werte in die Tabelle ein. 2. Um 2 Minuten lang zu duschen, benötigen wir eine Energiemenge von 1 KWh. Berechne wie viel Kilowattstunden nötig sind, um 0,3 Liter bzw. 120 Liter Wasser aufzuwärmen. Tätigkeit Wassermenge (Liter) Wassertemperatur C Energieverbrauch kwh Minuten radeln Wasserkocher 0,3 l 40 C Duschen 30 l 40 C 1 Baden 120 l 40 C Überlege! Wird beim Duschen mit kaltem Wasser ebenfalls so viel Energie verbraucht, wie du soeben berechnet hast? Wenn du 1 Minute lang warm duschst, werden im Durchschnitt etwa 15 Liter Wasser verbraucht. Wie lange duschst du normalerweise? Wie viel Wasser verbrauchst du dabei? Was ist für dich Energie sparender? Duschen Baden

4 Was ist Energie? 1c Energie in Lebensmitteln Wieviel Energie steckt Linsen, Haselnüssen, Schokolade und Nudeln? 1. Trage die mit der Waage ermittelten Energiewerte (kcal) in die Tabelle ein. 2. Berechne wie viel Energie (kcal) in einem kg der Lebensmittel enthalten ist und trage den Wert in die Tabelle ein. Wie viel Gramm (g) Linsen, Haselnüsse, Schokolade oder Nudeln brauchst du, bis die Waage 860 kcal anzeigt? Wiege die Lebensmittel ab und trage das Ergebnis rechts in die Tabelle ein! Lebensmittel kcal pro 100 g Lies den Wert von der Waage ab! kcal pro 1 kg Berechne! g pro 1 kwh (860 kcal) Berechne! Linsen Rapsöl ,76 Haselnuss Schokolade Nudeln Eine Kilowattstunde (1kWh) entspricht etwa 860 Kilokalorien (kcal). Überlege Welches Lebensmittel enthält am meisten Energie und ist somit ein guter Kraftstoff?

5 Was ist Energie? 1d Solarzeppelin Überlege Wieso steigt der Solarzeppelin?

6 Energieverbrauch 2a Energieverbrauch im Verkehr Welches Fahrzeug kommt am weitesten? Alle Fahrzeuge erhalten gleich viel Energie und starten von Bozen Richtung München. Fahrzeug Distanz in km Distanz von Bozen bis (Ortsangabe) Fahrrad E-Bike Skooter Bus, Zug PKW Flugzeug Um die Energieeffizienz der verschiedenen Fahrzeuge vergleichen zu können, wurde der Energieverbrauch pro Personenkilometer herangezogen, d.h. beim Zug wurde auch die Auslastung des Zuges mit vielen Personen eingerechnet. Überlege Welches Fahrzeug verbraucht am meisten Energie, welches am wenigsten? Vergleiche den PKW mit dem Bus! Wie weit kommt der PKW im Verhältnis zum Bus (in Prozent)? Warum ist der Bus umweltfreundlicher als das Auto? Was heißt für dich intelligent mobil zu sein?

7 Energieverbrauch 2b Energiebrauch im Alltag Ermittle den Energieverbrauch und berechne die Prozente! 1 Holzscheibe = 1 kwh Kilowattstunde) Aktivitäten Strom (Licht, Elektrogeräte, ) Warmwasser Energieverbrauch in kwh Energieverbrauch in % 4 6 Verkehr Kochen Kühlschrank Heizung GESAMT Beispiel für Strom in Prozent: 4 : 66 x 100 = 6% Trage die Prozentwerte der Tabelle in das Balkendiagramm ein! 100 % Strom Warmwasser Verkehr Kochen Kühlschrank Heizung

8 Überlege In welchem Bereich wird am meisten Energie verbraucht? Wieso? Wo kannst du zu Hause Energie sparen? Nenne drei Beispiele: a) b) c)

9 Energieverbrauch 2c Weltweiter Energieverbrauch Die Erde bei Nacht Betrachte das Bild und trage die Länder aufgrund deiner Beobachtung in die Tabelle ein! Afrika, Europa, Indien, Japan, China, Südamerika, Australien, USA Länder mit hohem Energieverbrauch Länder mit geringem Energieverbrauch Vervollständige die Tabelle mit Hilfe der Holzscheiben und Holzfiguren. Einwohner in Millionen USA 318 Australien 24 Japan 128 Energieverbrauch pro Land (Holzscheiben) Energieverbrauch pro Kopf (Holzfiguren) Mittel- und Südamerika 450 EU 508 Afrika Indien China Energieverbrauch in Millionen Tonnen Rohöl (Daten 2013, Quelle: BP2014 Statistical Review of World Energy)

10 Vergleiche: Energieverbrauch pro Land - Energieverbrauch pro Kopf Reihe die Länder nach dem Energieverbrauch. Das Land mit dem höchsten Energieverbrauch kommt jeweils in die Zeile Nr.1 Energieverbrauch pro Land Land/Erdteil Energieverbrauch pro Kopf Land/Erdteil Überlege Welches Land verbraucht insgesamt am meisten Energie? In welchem Land wird am meisten Energie pro Kopf verbraucht? Vergleiche China und Europa! Was fällt dir auf?

11 Folgen 3a Der Treibhauseffekt Trage die Temperaturen in die Tabelle ein! Messung Nr Temperatur GRÜNE Erde Temperatur GRAUE Erde Zeichne die beiden Temperaturkurven! Temperatur C Minuten

12 Überlege Warum ist die Temperatur auf den zwei Planeten Erde unterschiedlich? Was sind die Ursachen für den Treibhauseffekt? Schau dir die Bilder auf den Kärtchen an!

13 Energie sparen 4a Lampen im Vergleich Trage die gemessenen Werte in die Tabelle ein. Stromverbrauch in Watt Helligkeit in Lux Glühbirne Energiesparlampe LED Lampe Halogen Lampe Welche Lampen sind sparsam? Jene Lampen, die bei niedrigem Stromverbrauch am meisten Licht abgeben (am hellsten leuchten) sind die sparsamsten! Die sparsamste Lampe ist die Überlege! Wieso wurden die Glühbirnen abgeschafft?

14 Energie sparen 4b Wärmedämmung KlimaHaus Trage die gemessenen Werte in die Tabelle ein. 1. Heizen OHNE Wärmedämmung und mit geöffnetem Fenster Temperatur Klasse (IN) Messung Nr Temperatur Modelhaus (OUT) 2. KlimaHaus: Heizen MIT Wärmedämmung und mit geschlossenem Fenster Temperatur Klasse (IN) Messung Nr Temperatur Modelhaus (OUT) Zeichne die beiden Temperaturkurven ein. Temperatur C Minuten

15 Vergleiche die Temperatur in den beiden Versuchen. Überlege! Warum ist der Temperaturanstieg so verschieden? Wie kann der Energiebedarf fürs Heizen sonst noch reduziert werden? _

16 Energie sparen 4c Das Thermostatventil Überlege! Was geschieht wenn das Thermostatventil mit dem Föhn aufgewärmt wird? Beschreibe! Warum kann man durch die Verwendung eines Thermostatventils Energie sparen? Die Bilder unten zeigen dir, wie ein Thermostatventil funktioniert. Bei welcher Raumtemperatur ist das Ventil geöffnet, bei welcher geschlossen? Erkläre! So funktioniert ein Thermostatventil: dehnt sich bei Wärme aus

17 Alternative Energiequellen 1d Der solare Parabolkocher Trage die gemessene Wassertemperatur in der Tabelle ein! Messung Nr Wassertemperatur Beantworte! Was hast du beobachtet? Wie funktioniert ein Parabolkocher? _ Zähle einige Vorteile des Parabolkochers auf: _ Zähle einige Nachteile des Parabolkochers auf:

18 Alternative Energiequellen 5b Photovoltaik (Strom) Beschreibe die beiden Experimente: Satzsalat Finde die Teile, die zusammengehören und verbinde sie miteinander. Von der Sonne kommt jeden Tag Viele Taschenrechner werden mit Strom aus Sonnenergie kann umgewandelt werden in Solaranlagen kosten heute noch elektrische Energie eine riesige Menge Energie zur Erde. viel Geld. kleinen Solarzellen betrieben. In einer halben Stunde bringt die Sonne mehr Energie zur Erde, als wir Menschen in einem halben Jahr benötigen. Die Sonnenstrahlen kann man mit Hilfe von Solarzellen einfangen und in elektrische Energie (Strom) umwandeln. Die Stromgewinnung mit der Sonne nennt sich Photovoltaik. Der wichtigste Stoff in den Solarzellen ist Silizium, den man aus Quarzsand gewinnt. Die hauchdünnen Siliziumplättchen wandeln die Sonnenstrahlen in elektrischen Strom um.

19 Alternative Energiequellen 5c Sonnenkollektor (Warmwasser) Was ist der Unterschied zwischen Sonnenkollektoren und Photovoltaik? Trage die Temperatur des Wassers in das Diagramm ein. C Minuten Überlege! Wie funktioniert der Sonnenkollektor? Zähle drei Vorteile des Sonnenkollektors auf!

20 Alternative Energiequellen 5d Windenergie (Strom) Beschreibe, wie mit einem Windrad Strom erzeugt wird: Überlege! Warum ist der Norden Italiens wenig geeignet für die Nutzung von Windenergie? _ Windräder in Apulien Im Süden Italiens herrschen geeignete Bedingungen zur Nutzung der Windenergie. Am Meer weht ständig eine leichte Brise und im Flachland wird der Wind durch keine Hindernisse (wie z.b. Berge) gebremst.

21 Alternative Energiequellen 5e Wasserkraft (Strom) Beschreibe, was beim Experiment passiert: Überlege! Mit der Kraft des Wassers wird in Südtirol Strom in großen Mengen produziert. Könnte die Wasserkraft unendlich ausgebaut werden, oder hat dieser erneuerbare Energieträger auch Nachteile? Zähle einige Vor- und Nachteile auf!

22 Alternative Energiequellen 5f Wasserstofftechnologie Überlege! Wie stellt man Wasserstoff her? Wodurch wird das Auto angetrieben? Warum soll die Wasserstoffherstellung durch Sonnenenergie erfolgen? Wasserstoff existiert nicht als freier Stoff, sondern nur gebunden. Es braucht Energie, um Wasserstoff herzustellen. Die grünste Methode zu seiner Herstellung ist Elektrolyse, also die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Zur Speicherung muss der gewonnene Wasserstoff danach auf einen hohen Druck verdichtet werden. Die Wasserstofftechnologie ist nur dann umweltfreundlich, wenn der Wasserstoff mit erneuerbarer Energie hergestellt wird. Wusstest du, dass Bozen seit Ende 2013 zu den wenigen europäischen Städten gehört, in denen Wasserstoffbusse verkehren? Brennstoffzellenbusse werden von Elektromotoren angetrieben. Der Strom dafür wird nicht in einer Batterie gespeichert sondern in der Brennstoffzelle produziert, während der Bus fährt. Wasserstoff und Sauerstoff reagieren elektrochemisch miteinander. Als Nebenprodukte entstehen bei dieser Reaktion nur Wasserdampf und Wärme, keine giftigen Abgase.