Arbeitsplatz+muss+an+der+Sonne+sein!#

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1 PostenlaufSolarenergie Ab4.Schuljahr ÜbersichtsblattundLösungsansätze LiebeLehrerInnen, derpostenlaufumfasstfünfspannendeundabwechslungsreicheposten,diesichmitfragenrundumdiesolarenergiesowiestromundelektrizitätimallged meinenauseinandersetzen.dieunterschiedlichenaktivitätenladendieschülerinnendazuein,sicheigenständigeinemeinungzumthemazubilden.dazu liefertderpostenlaufkurzetheoretischegrundlagentexte,anregungenfürdiskussionenindergruppeund5praktische Experimente,diezumweiterdenken anregen. DerPostenlaufistsoaufgebaut,dasserderAltersstufeangepasstwerdenkann.ErkannalseigenständigeAktivitätaneinemHalbtagdurchgeführtwerden, oderergänzendineinemgrösserenthemenblockzumthemaenergieodersonnedurchgeführtwerden.derpostenlaufpasstauchgutineinklassenlageroder einethemenwocheundmussteilweiseimfreiendurchgeführtwerden.fürweitereinformationenstehtihnendieautorinjederzeitzurverfügung. WirwünschenIhnenundihrerKlassevielSpass undsonnenschein Posten Lernziel Material Bemerkungen 1.DieSonnenstrahlung LaborD Experiment D ZusammenD hangzwischenfarbenundwärme. Gruppendiskussion 2.DerStromspeicher Einführungstext: Wie funktioniert einebatterie Anleitung: Fruchtbatterie zum selberbasteln 3.DerStromverbrauch Denkanstoss:Waswürdenwirtun ohne Strom, kurze GruppendisD Durch Experiment selber herausfinden, dass sich dunklere Farben schneller erd wärmen. AbsorptionundReflektion Grundsätzliches Verständnis von Strom alselektronenfluss. Batterie als Möglichkeit zum Speichern vonstrom. Vertiefung dieser beiden theoretischen Punkte anhand von praktischem AnD schauungsbeispiel. Wahrnehmen, wofür Strom gebraucht wird, wie stark das Alltagsleben davon abhängigist. FarbigesPapier 4Petflaschen Thermometer Wasserhahn ZinkundKupferRinge/Röhrchen SaureFrucht(z.B.Kiwi,Zitrone,Orange) Holzstäbchen/Spiesse (muss durch die Metallteilchenhindurchpassen) LämpchenoderPiepser KabelmitKrokodilklemmen. (Nach gebrauch wider auseinander nehd men.beijedemmalneuefrüchteverwend den.) Puzzles(sieheVorlage) Schreibmaterial ArbeitsplatzmussanderSonnesein Evt. Aufsicht oder genaue Instruktion beim Anschliessen der Fruchtbatterie an denstromkreislaufnötig. Achtung: Früchte sollten nach gebrauch nichtgegessenwerden,könnenverunreid nigtsein Vorhervorbereiten:Puzzlesausfarbigem Papier, Moosgummi, Karton o.ä. ausd schneiden.

2 kussion. Puzzle veranschaulicht StromverD brauch in anderen Ländern und bietet die Möglichkeit zu VergleiD chen. 4.DieStromquellen Einführungstext: Verschiedene ArtenderStromgewinnung Diskussion:VorDundNachteile Welche 5.DieSonnenkunst Sonnenstrahlen mit Lupe bündeln undholzbrettgravieren. Bonus EinSolarlämplizumselberlöten Anhand von Puzzles erkennen, dass unser Stromverbrauch einerseits durch äussere (z.b. klimatische) Bedingungen, andererseits durch Wohlstand beeind flusstwird. Grundverständnis zu verschiedenen ArtenderStromproduktion. Durch Diskussion eigene MeinungsbilD dungzuderenvordundnachteileanred gen. Verstehen, welche Energiequellen erd neuerbarsind,undwarum. Hitze und stärke der Sonnenstrahlung wahrnehmen. Fokussieren von (Sonnen)Strahlen, Brennpunkt,Lupe,Lichtbrechung... Exaktes und konzentriertes Arbeiten mitdemlötkolben. VerständnisvonStromkreislaufundder FunktioneinsSolarpanelserweitern. MiniDModell einer netzunabhängigen PhotovoltaikDAnlage. SchildermitStromgewinnungsart Schreibmaterial 1Lupe(3D4xVergrösserung) 1Holzbrett(ca.10x20cm) 1Sonnenbrille(extrastark) EimermitWasser(zurSicherheit) DieAnleitungundMateriallistefürdasSolarD lämpchen kann auf Solafrica.ch kostenlos heruntergeladenwerden. Fertige Bausätze (inkl. Akku) können unter derfolgenden adressebestelltwerden: (s.vorlage) Evt.Istessinnvoll,dieFragenamEndeim Plenumnocheinmalaufzugreifen. Vorher Vorbereiten: KärtchenausschneiD den.(s.vorlage) Vorher Vorbereiten: Sonnenbrillen mit starkem () UVDSchutz organisieren oder selberbasteln. ArbeitsplatzmussanderSonnesein MaterialzumLötenundfeuerfesteUnterD lagenotwendig.(fürgenauereinstruktiod nen,siehebauanleitungaufsolafrica.ch)

3 Lösungsansätze 1. DieSonnenstrahlung DieschwarzeFarbeabsorbiertammeistenSonnenstrahlung=höchsteTemperatur DieweisseFarbeoderreflektierendeFläche(z.b.Aluminiumfolie)reflektiertdiemeisteSonnenstrahlung=niedrigsteTemperatur DieanderenFarbenliegendazwischen. AusdemGrundsindz.B.SolarkollektorenfürWarmwasserschwarz. 2. Stromspeicher GerätefürdiemaneineBatteriebraucht:AlleportablenGeräte(Handy,Taschenlampe,Armbanduhr...) Beachte:HeutewerdenvieleGerätemitBatterienbetrieben,dieeigentlichkeinebenötigen,z.b.elektrischeZahnbürste(könntemanauchmitdemStromkabelbenutD zen)odereineelektrischepfeffermühle(kannohneproblememitderhandbedientwerden).dengebrauchvonbatteriensolltewennmöglichvermiedenwerden,da siegiftigestoffebeinhaltenundfürdieumweltschädlichseinkönnen.auchdasherstellenvonbatterien,oderaufdundentladenvonakkusverbrauchtenergiedie verloren gehtundnichtgenutztwerdenkann. 3. DerStromverbrauch Beispiele:WeckerzumAufstehen Aufziehwecker(auchbatteriebetriebeneWeckernutzenStrom)oderAusschlafenbisSonnenaufgang KühlschrankfürdenZmorge FrischeLebensmittelkaufen,Naturkeller,... AndereLänder:anderesKlima,andereLebensgewohnheiten,andereStromversorgung,Einkommen,Politik,Bildung,... Lösung:aufderKopiervorlage 4. DieStromquellen ArtderStromerzeugung Vorteile Nachteile Wasserkraftwerk Windrad Atomkraftwerk Solarenergie Erneuerbar(Ausnahme:Wasserknappheit/Trockenzeit) KeineschädlichenStoffegelangenindieUmwelt, CO2Gneutral KeineRisikenfürMenschen Erneuerbar Keine schädlichen Stoffe gelangen in die Umwelt CO2Gneutral GrosseKapazität CO2Gneutral Fürjedennutzbar(Thermik) UnabhängigvomOrt(Inselsystem) Erneuerbar Keine schädlichen Stoffe gelangen in die Umwelt (ev. Bei ProG duktion/entsorgung) CO2Gneutral GreiftstarkinÖkosystemFlussein NurangeeignetenStandortenmöglich VerändertdasLandschaftsbild NurangeeignetenStandortenmöglich VerändertdasLandschaftsbild Nichterneuerbar(Brennstoff) Abfallentsorgungsehrproblematisch VerändertdasLandschaftsbild HoheRisikenfürMenschundUmwelt Photovoltaikistteuer VonderSonneneinstrahlungabhängig

4 FossileBrennstoffe KeineRisikenfürMenschen VomOrtunabhängignutzbar 5. DieSonnenkunst DiedurchSonnenenergieerstelltenKunstwerkekönnenineinerAusstellungpräsentiertwerden. Kontakt: StefanieLuginbühlAlassane Solafrica Bollwerk Bern CO2GEmissionen SchädlichfürdieUmwelt(vgl.Ölkatastrophen) Nichterneuerbar RisikenfürMenschen(Giftstoffe,Unfälle...)

5 Solarworkshop:Posten1 P P P P P Verschiedenfarbige Blätter(s.Tabelle) 4x0,5lPetflaschen Thermometer Uhr Wasserhahn FürdiesenPostenbrauchtihrsonnigesWetter Fülle alle vier Petflaschen mit Wasser auf. UmjedePetflaschewirdein farbiges Blatt Papier gerollt und mit Klebestreifen befestigt (eine Flasche könnt ihr auch mit Alufolie umwickeln). Miss die Temperatur des Wassers in jeder Flasche und trag das Ergebnis in die Tabelle ein. Stelle alle Flaschen in die Sonne und versicheredich,dassindennächsten30minutenkeinschattendarauffällt.schau jetzt auf die Uhr und trag die genaue Uhrzeit in die Tabelle ein. Die nächste Messungistin30Minuten. Nun geht s ans Raten: Was denkst du, in welchem Glas wird das Wasser am wärmsten?schreibteurevermutungebenfallsindietabelle. VergissnichtaufdieUhrzuschauen,wanndie30Minutenumsind. DieGläserwurdennunschongenau30minvonderSonnebeschienen. SchaunochmalsaufdieUhrundtragdieZeitindieTabelleein.Miss wiederdietemperaturdeswassersinjederpetflascheundtragedas ErgebnisindieTabelleein. BesprechtdasResultatnuninderGruppe.WareureVermutungrichtig? Weshalbdenktihr,istdasResultatsoausgefallen?WelcheRollespielendie Farbendabei? Temperatur)1.)Teil)) Zeit:)..."Uhr" Weiss) ) Schwarz) ) Farbe)1:) ) Farbe)2:) ) Vermutung) (Wärmste" Flasche" =" 4;"kälteste"Flasche="1)) Temperatur)2.)Teil) Zeit:)..."Uhr"

6 Solarworkshop:Posten2 Wie ist es möglich, dass meine Solartaschenlampe auch in der Nacht funktioniert, obwohl dann ja gar keinesonnenstrahlenaufdiesolarzellenscheinen? DieBatterieisteineMöglichkeit,elektrischenStromzuspeichern.ManbrauchtBatterienvorallembei elektrischengeräten,diemannichtmiteinemstromkabelansstromnetzanschliessenkann.welchegeräe te,fürdiemaneinebatteriebraucht,kommendirindensinn? EineBatteriespeichertelektrischenStromunddasfunktioniertso: InderBatteriehateszweiMetalle.Einesdavonist positiv geladen,dasandere negativ.ineinemnegae tivgeladenenmetall,hatesimmerzuvieleelektronen.elektronensindganzkleinenteilchenindenatoe men.weilesimnegativgeladenenmetallzuvieleelektronenhat,fliessensiezumpositivenmetallhine über.elektronendiefliessen,nenntmanstrom.diebatteriekannalsochemische,energiespeichernund informvonstromandeingerätweitergeben. Du,brauchst:ZinkundKupferringe(oder Röhrchen),einemöglichstsaureFrucht(Kiwi, ZitroneoderOrange),Holzstäbchen(mussdurch diemetallteilchenhindurchpassen)undlämpe chenoderpiepser,kabelmitkrokodilklemmen. Los,geht s:reihediefrüchte,zinkundkuper ElementeaufdasHolzstäbchen,wieesaufdem Fotogezeigtwird.Klemme dann an die äussersten Metallteilchen je ein Kabel. Beide Kabel werden nun mit den zwei Kontakten des Piepsers oder Lämpchens verbunden. Der Stromkreis ist jetzt geschlossen und der Strom kann fließen. Je mehr Früchte du verbindest, desto mehr Strom erzeugt die Frucht-Batterie. Das kannst du mit einem Strom-Messgerät (Multimeter) testen. Achtung Die Früchte solltest du nachher nicht mehr essen, da sie mit Metallteilchen verunreinigt sind

7 Solarworkshop:Posten3 BeiunsinderSchweizistderelektrischeStromschongarnichtmehrausunseremalltäglichenLebenwegzudenken.Die meistenvonunswürdenohneihnammorgennichteinmalrechtzeitigaufwachenwaswürdenwirtunwennfüreinen ganzentagderstromausfallenwürde? ÜberlegteuchzusammendreiSituationen,indenenihrwährendeinesnormalenSchultagesaufgarkeinenFallaufStrom verzichtenkönntet. SuchtnungemeinsameineLösung,wieihrdieseSituationenüberstehenkönnt. Situation( 1.( ( ( 2.( ( ( 3.( ( ( Lösung( Nicht in allen Ländern brauchen die Leute so viel Strom, wie wir in der Schweiz. Zudem braucht man in anderen Ländern den Strom auch für andere Dinge. Kannst du dir vorstellen warum das so ist? Wofür verbraucht man in Indien, Singapur oder den USA eher mehr Strom als hier? Die vier Puzzle Häuser stehen je für ein Haus in den USA, Singapur, der Schweiz und Indien. Die Farbe der Teilchen zeigt wofür der Strom gebraucht wird: 1. Orange: Heizung 2. Gelb: Licht 3. Violett: Haushaltsgeräte 4. Weiss: Kühlung (Klimaanlage) 5. Blau: Warmes Wasser 6. Grün: Kochen 7. Schwarz: Anderes AnderGrössejedesTeilchenssiehstdu,wievielStromverbrauchtwird. Tipps: L AmDachkannstdudieGrössedesHauseserkennen. L ProHauskommtjedeFarbenureinmalvor. WelchesHausistvonwelchemLand?Verbinde: (1=GrösstesHaus,2=ZweitgrösstesHaus...4=KleinstesHaus) 1 Singapur 2 Schweiz 3 Indien 4 Amerika

8 Vorlage(Puzzle( Lösung:(Indien(

9 Vorlage(Puzzle( Lösung:(Singapur( Lösung:(Indien(

10 Lösung:(Schweiz(

11 Lösung:(USA(

12 Solarworkshop:Posten4 ElektrischerStromkannaufunterschiedlicheArtenerzeugtwerden.Dabeiwerdenimmerverschiedene FormenvonEnergieinelektrischeEnergie,alsoStromumgewandelt.HiereinigeBeispiele: Wasserkraftwerk: Eine Turbine wird durch das fliessende Wasser angetrieben.dieturbinewiederumtreibteinengeneratoran,derdie Bewegungsenergie, also die Energie, die in der Bewegung steckt, in elektrischeenergieumwandelt. Windrad:.ÄhnlichwiebeimWasserkraftwerktreibthierderWindeineTurbinean, die wiederum mit einem Generator verbunden ist. Auch hier wird BewegungsenergieinelektrischeEnergieumgewandelt. Atomenergie:. In einem Atomkraftwerk werden Atomkerne, die aller kleinsten Teilchen die es gibt, gespalten. Dadurch wird Energie frei, in Form von starker Hitze. Diese Wärme wird dazu gebraucht, Wasser zu erhitzen,bisesverdampft.mitdem DampfwerdenwiederumTurbinen und schlussendlich ein Generator angetrieben, der die Bewegung der TurbineninelektrischenStromumwandelt.DerRauch,denduaufdem Bildsiehst,istdasverdampfteWasser. Sonnenenergie:. Die Sonnenenergie kann auf zwei verschiedene Arten genutzt werden. 1. Mit Solarzellen (oder Photovoltaik) werden die Sonnenstrahlen in elektrischen Stromumgewandelt. 2. Mit Sonnenkollektoren wird die Wärme der Sonne genutzt. SonnenkollektorenerzeugenkeinenStrom.Wasserwirderhitzt,dasman dannzumduschen,heizenusw.nutzenkann. Fossile. Brennstoffe:. Damit sind Brennstoffe wie Kohle, Öl, Benzin oder Erdgas gemeint. Diese Brennstoffe kommen in einer tiefen Schicht unter der Erdoberfläche vor. Sie entstandenausorganischemmaterial,alsoabgestorbenenpflanzenodertieren, die vor vielen Tausend Jahren gelebt haben und von Erde und Gestein überdecktwordensind.durchdiewärmeunddendruckderdorttiefunterder Erde herrscht und ohne Sauerstoff, wurde dieses Material über Tausende vonjahrenlangsamzuerdöloderkohle. Diese Brennstoffe werden entweder in Kraftwerken eingesetzt, um Turbinen und dann Generatoren anzutreiben. Sie werden aber auch gebraucht um zu heizen, oder um Fahrzeugmotoren zu betreiben (sog. Treibstoff).

13 Kannstdudirvorstellen,welcheVorVundNachteiledieseverschiedenenArtenvonStromerzeugungmit sichbringen?welchedavonsindschädlichfürdienatur? ArtderStromerzeugung Vorteile Nachteile Wasserkraftwerk Windrad Atomkraftwerk Solarenergie FossileBrennstoffe Definition:.Erneuerbare.Energie.. AlserneuerbareEnergienwerdenEnergiequellenbezeichnet, diesichimverlaufeeinesmenschenlebens(ca.100jahre) erneuernoderpraktischunerschöpflichzurverfügungstehen. Solarworkshop:Posten3 Los.geht s:.. SchaudirdieBildergenauanundüberlegdirobessich dabeiumeineerneuerbareenergiequellehandeltoder nicht.legsiedannzumentsprechendenschild.

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15 Solarworkshop:Posten5 An diesem Posten wirst du eine besondere Art von Kunst ausprobieren. Sie ist jedoch nicht ganz ungefährlichhiererfährstdu,wiedumiteinerlupedeinkunstwerkineinstückholzbrennenkannst. (ProSchüler) 1Lupe 1Holzbrett 1Sonnenbrille(mitstarkemUVI Schutz) ZudemSonnigesWetterundeinen Wassereimerfüralle. 1. Wenndumöchtest,kannstduzuerstmitBleistifteineSkizzeauf demholzbrettmachen. 2. NunmüssenalledieSonnenbrilleaufsetzenPlatzierdasHolzbrett aufdemtischvordir. 3. NimmdieLupeundlassdieSonnehindurchscheinen.Zielmitdem SonnenstrahlaufdeinBrett. 4. VeränderedenWinkelundAbstandderLupesolange,bisein möglichstkleinerbrennpunkt(hellstestelle)entsteht.wennein Räuchleinaufsteigt,machstduallesrichtig. 5. DieStelleaufdemBrettfärbtsichnundunkel,sieistverbrannt. 6. SokannstdununPunktfürPunkteinfärbenundeinKunstwerk erstellen RichtedenLichtstrahlnieaufdenKörpereines LebewesensundschützeimmerdeineAugen. WenndudenSonnenstrahlzulangeaufdiegleiche Stellegerichtethältst,nachdemesbereitsraucht, beginntdasholzrichtigzubrennenindemfall wirfstdudeinbrettchenambesteninden bereitgestelltenwassereimer