Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Erneuerbare Energien - Stationenlernen

Transkript

1 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Erneuerbare Energien - Stationenlernen Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de

2 SCHOOL-SCOUT Erneuerbare Energien Seite 2 von 40 Didaktisch - methodische Hinweise zum Einsatz dieses Materials Die Methode des Stationenlernens ermöglicht einen binnendifferenzierenden Unterricht, insofern sich die Schülerinnen und Schüler die Stationen selbst auswählen und mit einem Lernpartner, der ebenso schnell oder auch langsam arbeitet, vergleichen. Ein solches Verfahren nennt man deshalb auch Lerntempoduett. Als Lehrer haben Sie nur eine lernunterstützende Funktion. Sie erklären zunächst die Vorgehensweise und legen die Texte an den entsprechenden Stationen bereit. Die Stationenarbeit setzt sich aus Pflicht- und Wahlstationen zusammen. Die Pflichtstationen müssen von den Schülerinnen und Schülern erledigt werden und sollten notfalls als Hausaufgabe mitgegeben werden. Die Wahlstationen sind freiwillig, sie sind zunächst als zusätzliche Übung gedacht: Die Schülerinnen und Schüler mit einer schnelleren Lerngeschwindigkeit erhalten so zusätzliche Übungen, die sie im Unterricht oder zu Hause machen können, um sich auf die nächste Klassenarbeit vorzubereiten. Außerdem sind die Wahlstationen als Hilfestellung gedacht. So werden Lernschritte, die für manche Schülerinnen und Schüler selbstverständlich und einfach sind, noch einmal konkret beschrieben und angeleitet. In dem Sinne kann das Material ganz gezielt zur individuellen Förderung eingesetzt werden. Die Abfolge der einzelnen Stationen ist festgelegt und sollte auch nicht verändert werden, da die einzelnen Schritte aufeinander aufbauen! Ist eine Station bearbeitet, so holen sich die Schülerinnen und Schüler bei Ihnen den Lösungsbogen, korrigieren ihre Ergebnisse selbstständig mit einem roten Stift und tragen ihre Fehlerzahl im Laufzettel ein. Sollten bei der Korrektur Fragen auftauchen, so können sie diese auf ihrem Lösungsbogen notieren. Die Fragen sollten am Ende der Stationenarbeit gemeinsam besprochen werden. Der Abschlusstest dient den Schülerinnen und Schülern sowie der Lehrkraft zur Überprüfung der Lernfortschritte und schließt die offene Unterrichtsphase des Stationenlernens im Plenum ab.

3 SCHOOL-SCOUT Erneuerbare Energien Seite 3 von 40 Vorbereitung der Stationen Station 4: Wie funktioniert eine Windkraftanlage? Die Schüler benötigen Internetzugang. Station 5: Wie funktioniert ein Wasserkraftwerk? Die Schüler benötigen Literatur zum Fahrraddynamo. Station 8: Geothermie Die Schüler benötigen Internetzugang.

4 SCHOOL-SCOUT Erneuerbare Energien Seite 4 von 40 Lernen an Stationen: Die Stationenarbeit besteht aus Pflicht- und Wahlstationen. Die Pflichtstationen müsst ihr in der Stunde erledigen, wenn ihr es nicht schafft, macht sie bitte zu Hause fertig. Die Wahlstationen sind freiwillig, sie sind als zusätzliche Übung und als Hilfe gedacht. Ihr könnt sie im Unterricht machen, wenn ihr mit der Pflichtstation schon fertig seid, oder zu Hause, um euch auf die nächste Klassenarbeit vorzubereiten. Die Abfolge der einzelnen Stationen ist festgelegt und sollte auch nicht verändert werden, da die einzelnen Schritte aufeinander aufbauen! Wenn ihr eine Station bearbeitet habt, könnt ihr eure Ergebnisse mit dem Lösungsbogen vergleichen. Falls dabei Fragen auftauchen, notiert sie einfach auf eurem Lösungsbogen. Achtet auch darauf, dass manche Stationen in Partner- oder Gruppenarbeit bearbeitet werden sollten! Viel Spaß und los

5 SCHOOL-SCOUT Erneuerbare Energien Seite 10 von 40 Station 2: Unsere Sonne 1. Es gibt drei Energiequellen für Erneuerbare Energien. Welche Erneuerbaren Energien sind auf die Sonne zurück zu führen? Schreibe es neben das Bild. Erkläre auch kurz stichwortartig, warum die Sonne die Quelle für diese Energien ist. 2. Welche anderen Energiequellen kennst du?

6 SCHOOL-SCOUT Erneuerbare Energien Station 3: Wie funktioniert eine Solaranlage? Lest zunächst den Text und bearbeitet dann die Aufgabe. Solarenergie Unsere Sonne strahlt in alle Richtungen Energie in das Weltall ab. Ein Teil davon landet auf unserer Erde. In Deutschland empfängt ein Quadratmeter Boden pro Jahr etwa 1000 kwh Sonnenenergie. Das ist genauso viel Energie, wie sie bei der Verbrennung von 100l Heizöl frei wird. Diesen Schatz müssen wir natürlich für uns nutzbar machen. Um Sonnenenergie in eine andere Energieform umwandeln zu können, benötigen wir Solaranlagen. Die bekanntesten Solaranlagen bedienen sich der Solarkollektoren. Am häufigsten sieht man Flachkollektoren. Du hast sie bestimmt schon einmal selbst gesehen, zum Beispiel auf einem Hausdach. Mit Solarkollektoren wird die Strahlungsenergie der Sonne umgewandelt in thermische Energie. Sie liefern also Wärmeenergie. So funktioniert ein Flachkollektor: Flachkollektoren auf einem Hausdach Wenn Licht auf einen Körper trifft, werden die Lichtstrahlen entweder absorbiert oder reflektiert. Je dunkler der Körper ist, umso mehr Licht absorbiert er. Darum besteht ein Solarkollektor aus einem Absorber, etwa aus geschwärztem Metall. Er soll ja möglichst viel vom Sonnenlicht absorbieren. Die Sache hat aber einen Haken: Wenn der Absorber viel Strahlung aufnimmt, strahlt er auch viel davon wieder ab. Darum muss er gut gedämmt werden. Auf der Unterseite können normale Dämmmaterialien verwendet werden. Die Oberseite muss aber transparent gedämmt werden, damit die Sonnenstrahlen durchkommen. Darum befindet sich auf der Oberseite eine Glasplatte.

7 SCHOOL-SCOUT Erneuerbare Energien Lösung zu Station 3 Bauplan Zuerst benötigt ihr einen Absorber. Dazu malt ihr den Innenraum der kleineren Kiste mit schwarzer Farbe aus. Dann wird noch der Topf schwarz angemalt. Dann folgt die Wärmedämmung. Dazu stellt ihr die kleinere Kiste in die größere und füllt den Zwischenraum mit zerknülltem Papier. Nun werden die Kisten so angesägt, dass die Glasscheibe in einem Winkel von als Deckel angebracht werden kann. Zum Schluss kommt der Topf in die Konstruktion und der Deckel wird geschlossen.

8 SCHOOL-SCOUT Erneuerbare Energien Station 4: Wie funktioniert eine Windkraftanlage? Lest den Text und bearbeitet dann die Aufgabe. Windenergie Um Windenergie in elektrische Energie umzuwandeln, benötigt man eine Windkraftanlage. Du hast sie bestimmt schon mal irgendwo in der Landschaft herum stehen sehen. In einer Windkraftanlage wird die kinetische Energie des Windes (also die Bewegungsenergie) durch die Rotorblätter in mechanische Energie und dann im Generator in elektrische Energie umgewandelt. Hier siehst du die wichtigsten Bestandteile einer Windkraftanlage: Die meisten Windkraftwerke haben heutzutage drei Rotorblätter, denn so arbeiten sie sehr effektiv. Die aerodynamisch geformten Rotorblätter sind an der Nabe befestigt. Wenn der Wind auf die Rotorblätter drückt, werden sie in Bewegung gesetzt. Die Rotorblätter sind über eine Antriebswelle mit dem Getriebe verbunden. Dieses setzt die geringe Rotation der Nabe in eine höhere Drehgeschwindigkeit um. Hinter dem Getriebe ist noch eine Bremse angebracht. Auf der sich schnell drehenden Antriebswelle sitzt ein Generator. Er wandelt die Rotationsenergie in elektrische Energie um. Der Generator in einem Kraftwerk besteht aus einer Spule mit Eisenkern und einem Magneten genau wie ein Fahrraddynamo. Durch dicke Kabel gelangt die elektrische Energie dann durch den Turm nach unten in den Netzanschluss. Dort wird der Strom noch umgespannt, denn vorher hat er eine viel zu hohe Spannung. Dann wird der Strom in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Das Gehäuse auf dem Turm nennt man Gondel. Auf ihr sind Messinstrumente angebracht, mit denen man

9 SCHOOL-SCOUT Erneuerbare Energien Station 5: Wie funktioniert ein Wasserkraftwerk? In Wasserspeicherkraftwerken wird das Wasser zunächst in Stauseen (Oberbecken) gespeichert, um bei Bedarf Spitzenenergie erzeugen zu können. Dazu wird das Wasser über Rohrleitungen zur Turbine geleitet. Wie in einem Laufwasserwerk wird dort die kinetische Energie des Wassers zuerst in mechanische und dann in elektrische Energie umgewandelt: über die Turbine und den Generator. Dann geht es wieder in den Transformator zum Umspannen und dann in unser Stromnetz. Eine besondere Form eines Wasserspeicherkraftwerks ist das Pumpspeicherkraftwerk. Sie sind nicht immer in Betrieb, sondern werden nur genutzt, wenn besonders viel Energie benötigt wird. In Spitzenbelastungszeiten wird es aktiviert. Dann strömt das Wasser aus dem Oberbecken zu Turbinen, die mit Generatoren verbunden sind. Wenn der Energiebedarf wieder sinkt, zum Beispiel nachts, wird mit günstigem Nachtstrom neues Wasser in das Oberbecken gepumpt. Manche dieser Oberbecken haben auch natürliche Zuflüsse.

10 SCHOOL-SCOUT Erneuerbare Energien Kreuzworträtsel: Erneuerbare Energien

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