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Das Experiment setzt sich aus vier Teilexperimenten zusammen: • Elektrische Energie aus der Strahlungsenergie des Lichts • Elektrische Energie aus Wasserkraft • Elektrische Energie aus Windenergie • Umwandlung von elektrischer Energie in chemische Energie und umgekehrt Zu jedem Teilexperiment erhalten die Schülerinnen und Schüler zunächst einen Überblick über die zu verwendenden Materialien sowie Sicherheitshinweise. Darauf folgt die ausführliche Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Versuchsdurchführung. Im Anschluss daran werden die Schülerinnen und Schüler aufgefordert, ihre Beobachtungen zu notieren. Anhand von konkreten Fragen wird auf die Auswertung der Versuchsergebnisse hingeführt. Zum Abschluss werden vertiefende Fragen zum Experiment gestellt (Lösungsblatt für die Lehrkraft vorhanden). Hinweise und Ideen: • Bitte beachten Sie die Sicherheitshinweise in der Anleitung sowie die für Ihre Schule geltenden Sicherheitsrichtlinien und besprechen Sie diese mit den Schülerinnen und Schülern.
Schüler zur Durchführung des Experiments „B6 Erneuerbare Energien – Sonne, Wasser, Wind

Schlagzeilen zu den Themen „Stürme“ und „Windkraft“ dienen der Motivation und der Formulierung eines verknüpfenden Diskussionsthemas. Um eine Diskussionsgrundlage zu schaffen, sollen sich die Schülerinnen und Schüler mit grundlegenden Aspekten beider Themen auseinandersetzen. Die Methode ist eine „Gruppen-Experten-Rallye“, bei der jeder Expertengruppe ein Rechercheauftrag an die Hand gegeben wird. Die Schüler erhalten so die Möglichkeit, sich intensiv mit ausgewählten Unterthemen zu befassen, ihre Ergebnisse zu kommunizieren und Transferleistungen anhand der Diskussion zu erbringen. Hinweise und Ideen: Ein fächerübergreifender Ansatz bietet sich neben naturwissenschaftlichen Fächern auch für den Deutschunterricht (z. B. „Erarbeitung von Argumentationstechniken“) oder die Fächer Sozialkunde/Ethik/Religion (z. B. „Hilfe für Opfer von Naturkatastrophen“) an. Das Arbeitsblatt lässt sich auch für Projektthemen wie „Erneuerbare Energien“ einsetzen.
Medienpaket: Klimawandel Teil II – Auswirkungen des Klimawandels Wasser und Wind

Schlagzeilen zu den Themen „Stürme“ und „Windkraft“ dienen der Motivation und der Formulierung eines verknüpfenden Diskussionsthemas. Um eine Diskussionsgrundlage zu schaffen, sollen sich die Schülerinnen und Schüler mit grundlegenden Aspekten beider Themen auseinandersetzen. Die Methode ist eine „Gruppen-Experten-Rallye“, bei der jeder Expertengruppe ein Rechercheauftrag an die Hand gegeben wird. Die Schüler erhalten so die Möglichkeit, sich intensiv mit ausgewählten Unterthemen zu befassen, ihre Ergebnisse zu kommunizieren und Transferleistungen anhand der Diskussion zu erbringen. Hinweise und Ideen: Ein fächerübergreifender Ansatz bietet sich neben naturwissenschaftlichen Fächern auch für den Deutschunterricht (z. B. „Erarbeitung von Argumentationstechniken“) oder die Fächer Sozialkunde/Ethik/Religion (z. B. „Hilfe für Opfer von Naturkatastrophen“) an. Das Arbeitsblatt lässt sich auch für Projektthemen wie „Erneuerbare Energien“ einsetzen.
Medienpaket: Klimawandel Teil II – Auswirkungen des Klimawandels Wasser und Wind

Fachliche Basis- und Hintergrundinformationen zum Thema „Regenerative Energien“ für die Lehrkraft. Hinweise und Ideen: Der Leitfaden kann auch an die Schülerinnen und Schüler zur Vertiefung ausgeteilt werden. Im Zusammenhang mit Windrädern und Stromtrassen wäre ein interessanter Rechercheauftrag für die Schülerinnen und Schüler, einmal nachzurecherchieren, wodurch der Bestand an Greifvögeln wie Weihe oder Milan in Deutschland bedroht ist. Man sollte die Schülerinnen und Schüler darauf hinweisen, dass außer Stromleitungen und Windrädern auch die Jäger und die Auswirkungen der intensiven Landwirtschaft zu berücksichtigen sind.
Solarthermie und Photovoltaik – Energien mit Zukunft Wasser und Wind – traditionelle

Fachliche Basis- und Hintergrundinformationen zum Thema „Regenerative Energien“ für die Lehrkraft. Hinweise und Ideen: Der Leitfaden kann auch an die Schülerinnen und Schüler zur Vertiefung ausgeteilt werden. Im Zusammenhang mit Windrädern und Stromtrassen wäre ein interessanter Rechercheauftrag für die Schülerinnen und Schüler, einmal nachzurecherchieren, wodurch der Bestand an Greifvögeln wie Weihe oder Milan in Deutschland bedroht ist. Man sollte die Schülerinnen und Schüler darauf hinweisen, dass außer Stromleitungen und Windrädern auch die Jäger und die Auswirkungen der intensiven Landwirtschaft zu berücksichtigen sind.
Solarthermie und Photovoltaik – Energien mit Zukunft Wasser und Wind – traditionelle

Das Experiment setzt sich aus vier Teilexperimenten zusammen: • Elektrische Energie aus der Strahlungsenergie des Lichts • Elektrische Energie aus Wasserkraft • Elektrische Energie aus Windenergie • Umwandlung von elektrischer Energie in chemische Energie und umgekehrt Die Abfolge von Teilexperimenten zu Photovoltaik, Wasserkraft, Windkraft und Wasserstofftechnologie bietet einen hochaktuellen Einstieg in das Thema Regenerative Energien. Der zeitliche und inhaltliche Umfang ist allerdings relativ groß. Deshalb eignet sich der Einsatz der Experimente vor allem in Form eines Projekts bzw. Projekttags zum Thema Energiewende. Aufgrund des Umfangs ist es auch kaum möglich, die zugrunde liegenden naturwissenschaftlichen Themen von den Schülerinnen und Schülern im Experiment erarbeiten zu lassen. Gewisse Grundkenntnisse vorausgesetzt, können sie allerdings ihr bereits vorhandenes physikalisches und chemisches Grundwissen anhand der Experimente bestens verifizieren. Alternativ können natürlich die Teilexperimente auch einzeln dazu verwendet werden, anhand einer lebensnahen technischen Anwendung den Einstieg in eines der naturwissenschaftlichen Basisthemen zu finden. Hinweise: • Bitte beachten Sie die Sicherheitshinweise in der Anleitung sowie die für Ihre Schule geltenden Sicherheitsrichtlinien. • Alle in der Anleitung genannten Materialien müssen selbst im Handel beschafft werden. Einzelne Experimentiermaterialien können auch im Onlineshop des Lehrmittelherstellers Arnulf Betzold GmbH unter www.betzold.de/experimento kostenpflichtig bezogen werden.
Hinweise zur Durchführung des Experiments „B6 Erneuerbare Energien – Sonne, Wasser, Wind

Die Energie, die in den primären Energieträgern gespeichert ist, stammt aus unterschiedlichen Energiequellen: Der Hauptanteil stammt von der Sonne und ist in fossilen und vielen regenerativen Energieträgern in unterschiedlicher Form gespeichert. Im Primärenergieträger „Geothermie“ steht die Restwärme des Erdkerns zur Verfügung. Die Energie im Gezeitenhub stammt aus der Rotationsenergie der Erde und die Energie in den nuklearen Energieträgern resultiert aus Prozessen in den Atomkernen bestimmter Elemente. Hinweise und Ideen: Die Schülerinnen und Schüler können überlegen, auf welchen Prozess sich alle Energiequellen letztendlich zurückführen lassen. Welche der Energiequellen sind in Zukunft von großer Bedeutung und warum? Das Beispiel mit dem Gezeitenhub ist didaktisch besonders wertvoll für den Physikunterricht, denn es scheint auf den ersten Blick ein Perpetuum mobile zu sein. Die Frage „Woher stammt die Energie eines Gezeitenkraftwerks?“ ist mit „Aus dem Höhenunterschied des Wassers (m x g x h)!“ nicht wirklich beantwortet. Zwar leuchtet jedem ein, dass die Hubarbeit der Mond geleistet hat. Doch woher hat er die Energie genommen? Was auf der einen Seite an Energie „gewonnen“ wird, muss ja woanders „verloren“ gehen. Richtig ist: Die Gravitation des Monds verschiebt die Wassermassen der Meere, was letztlich zu einer Abbremsung der Erdrotation führt. Die im Gezeitenkraftwerk gewonnene mechanische Energie stammt also letztlich aus dem Primärenergieträger „Rotationsenergie der Erde“.
So verweisen Sie auf das Medium Medienpaket: Wasser und Wind – traditionelle Energielieferanten

Das Experiment setzt sich aus vier Teilexperimenten zusammen: • Elektrische Energie aus der Strahlungsenergie des Lichts • Elektrische Energie aus Wasserkraft • Elektrische Energie aus Windenergie • Umwandlung von elektrischer Energie in chemische Energie und umgekehrt Die Abfolge von Teilexperimenten zu Photovoltaik, Wasserkraft, Windkraft und Wasserstofftechnologie bietet einen hochaktuellen Einstieg in das Thema Regenerative Energien. Der zeitliche und inhaltliche Umfang ist allerdings relativ groß. Deshalb eignet sich der Einsatz der Experimente vor allem in Form eines Projekts bzw. Projekttags zum Thema Energiewende. Aufgrund des Umfangs ist es auch kaum möglich, die zugrunde liegenden naturwissenschaftlichen Themen von den Schülerinnen und Schülern im Experiment erarbeiten zu lassen. Gewisse Grundkenntnisse vorausgesetzt, können sie allerdings ihr bereits vorhandenes physikalisches und chemisches Grundwissen anhand der Experimente bestens verifizieren. Alternativ können natürlich die Teilexperimente auch einzeln dazu verwendet werden, anhand einer lebensnahen technischen Anwendung den Einstieg in eines der naturwissenschaftlichen Basisthemen zu finden. Hinweise: • Bitte beachten Sie die Sicherheitshinweise in der Anleitung sowie die für Ihre Schule geltenden Sicherheitsrichtlinien. • Alle in der Anleitung genannten Materialien müssen selbst im Handel beschafft werden. Einzelne Experimentiermaterialien können auch im Onlineshop des Lehrmittelherstellers Arnulf Betzold GmbH unter www.betzold.de/experimento kostenpflichtig bezogen werden.
Hinweise zur Durchführung des Experiments „B6 Erneuerbare Energien – Sonne, Wasser, Wind

Die Energie, die in den primären Energieträgern gespeichert ist, stammt aus unterschiedlichen Energiequellen: Der Hauptanteil stammt von der Sonne und ist in fossilen und vielen regenerativen Energieträgern in unterschiedlicher Form gespeichert. Im Primärenergieträger „Geothermie“ steht die Restwärme des Erdkerns zur Verfügung. Die Energie im Gezeitenhub stammt aus der Rotationsenergie der Erde und die Energie in den nuklearen Energieträgern resultiert aus Prozessen in den Atomkernen bestimmter Elemente. Hinweise und Ideen: Die Schülerinnen und Schüler können überlegen, auf welchen Prozess sich alle Energiequellen letztendlich zurückführen lassen. Welche der Energiequellen sind in Zukunft von großer Bedeutung und warum? Das Beispiel mit dem Gezeitenhub ist didaktisch besonders wertvoll für den Physikunterricht, denn es scheint auf den ersten Blick ein Perpetuum mobile zu sein. Die Frage „Woher stammt die Energie eines Gezeitenkraftwerks?“ ist mit „Aus dem Höhenunterschied des Wassers (m x g x h)!“ nicht wirklich beantwortet. Zwar leuchtet jedem ein, dass die Hubarbeit der Mond geleistet hat. Doch woher hat er die Energie genommen? Was auf der einen Seite an Energie „gewonnen“ wird, muss ja woanders „verloren“ gehen. Richtig ist: Die Gravitation des Monds verschiebt die Wassermassen der Meere, was letztlich zu einer Abbremsung der Erdrotation führt. Die im Gezeitenkraftwerk gewonnene mechanische Energie stammt also letztlich aus dem Primärenergieträger „Rotationsenergie der Erde“.
So verweisen Sie auf das Medium Medienpaket: Wasser und Wind – traditionelle Energielieferanten

Das TABU-Spiel ist ein kommunikatives Gesellschaftsspiel und eignet sich zum Wiederholen und Üben der gesamten Fachbegriffe dieses Moduls.
Dupke, Susann Sava, Nikolai Philipp, Margit Schulze-Otto, Stefanie Trense und Mario Wind