Meintest du wird?
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
It is clear that fossil energy sources, especially coal, and the power plant technologies developed for them will continue to play a key role in the energy supply. However, this role will steadily shrink. Information and ideas: In Germany and some other countries, forecasts indicate that the share of renewable energies in electric power generation will increase significantly faster than in the overall consumption of primary energy. For example, in Germany the share in electricity is forecast to be over 65 percent by 2040. Worldwide, however, the forecasts related to electricity and to overall consumption of primary energy (electricity + transportation + heat generation) are both just over 30 percent. How can this difference be explained? Using the following source: “World Energy Outlook 2012”, International Energy Agency IEA (2012)
Nuclear power plant; Power generation; Power plant; Renewable energy; Solar energy; Wind
The chart shows how much carbon dioxide (CO2, given in kg) occurs in the “extraction of a kW hour of energy from various types of energy sources. In addition, it also shows the carbon dioxide quantities released during fuel supply and during construction of the power plants. In the fossil energy source group, natural gas has a relatively low level of carbon dioxide emissions and is thus, alongside the renewable energies and nuclear power, a good alternative for reducing carbon dioxide. Natural gas can be used particularly efficiently in combined cycle power plants for electric power generation. Information and ideas: It is important to realize that even renewable electric power generation involves carbon dioxide emissions (through construction).
Pollution of the environment; Power plant; Renewable energy; Solar technology; Wind
Ein kurzer Einleitungstext stimmt die Schülerinnen und Schüler auf das Experiment ein. Im Anschluss daran wird die Forschungsfrage formuliert. Die Schüler und Schülerinnen stellen Vermutungen an und tauschen sich über mögliche Lösungsansätze aus. Es folgt eine Auflistung des benötigten Materials sowie eine klare, schrittweise Anleitung zum Aufbau und zur Durchführung des Experiments in der Kleingruppe. Beobachtungsfragen zur Überprüfung der Ergebnisse können direkt auf der Anleitung beantwortet werden. Ebenso gibt es Reflexionsfragen, um das Experiment auszuwerten, einzuordnen und den Bezug zur Eingangsfrage herzustellen. Ein zusätzlicher Forschungsauftrag regt zum Weiterforschen an. Ein weiterer Arbeitsauftrag stellt einen Bezug zur Technik her. Es werden u.a. Fotos von technischen Anwendungen gezeigt, die in Zusammenhang mit den im Experiment erforschten naturwissenschaftlichen Prinzipien stehen. Zum Dokumentieren des Experiments gibt es Dokumentierhilfen in der Schüleranleitung bzw. ein leeres Formular zum Ausfüllen. Hinweise und Ideen: • Bitte beachten Sie die Sicherheitshinweise in dieser Anleitung, in der zum Experiment gehörigen Lehreranleitung sowie im Dokument „Sicherheitshinweise zu Experimento | 8+: Umwelt“ und besprechen Sie diese Hinweise mit den Schülerinnen und Schülern. • Bitte beachten Sie auch die für Ihre Schule geltenden Sicherheitsrichtlinien. • Diese Schüleranleitung gibt es auch als MS-Word-Datei.
und Fragen für Schülerinnen und Schüler zur Durchführung des Teilexperiments „B4 Wind
Der Arbeitsauftrag enthält eine Grafik und drei Fotos: Die Grafik und die ersten beiden Fotos zeigen eine alltagsrelevante Anwendung. Das letzte Foto ist als weiterführende Idee gedacht. Konkrete Arbeitsaufträge leiten die Schülerinnen und Schüler an, sich mit den gezeigten Techniken auseinanderzusetzen, soweit das für die Schülerinnen und Schüler in den niedrigen Jahrgangsstufen möglich ist. Hinweise und Ideen: • Als Hilfe zur Lösung dient der Text in der gleichnamigen Sachinformation. Hier werden auch viele Zusatzinformationen gegeben. • Die Lösung findet man im gleichnamigen Lösungsblatt. • Mit diesen Arbeitsaufträgen soll im Rahmen von Experimento | 8+ ein Fenster zur Technik geöffnet werden. Zusammen mit den Schülerinnen und Schülern sollen Techniken, wie sie in den Experimenten vorkommen, vertieft bzw. die auf den Fotos gezeigten technischen Anwendungen in ihren Grundprinzipien erarbeitet und somit das im Experiment erworbene naturwissenschaftliche Wissen reflektiert und transferiert werden. Da Technik kein zentrales Lernziel von Experimento | 8+ ist, werden die Schülerinnen und Schüler dazu angeregt, sich mit der sie umgebenden Technik auseinanderzusetzen, jedoch nicht umfassend zum Erforschen der Lösung angeleitet. Letzteres kann aufgrund der Komplexität der gezeigten technischen Anwendungen auch nicht von den Schülerinnen und Schülern erwartet werden.
Teilexperiment 1 „Luftdruck messen“ der Experimentieranleitung zu Experimento | 8+ „B4 Wind
Ein kurzer Einleitungstext stimmt die Schülerinnen und Schüler auf das Experiment ein. Im Anschluss daran wird die Forschungsfrage formuliert. Die Schüler und Schülerinnen stellen Vermutungen an und tauschen sich über mögliche Lösungsansätze aus. Es folgt eine Auflistung des benötigten Materials sowie eine klare, schrittweise Anleitung zum Aufbau und zur Durchführung des Experiments in der Kleingruppe. Beobachtungsfragen zur Überprüfung der Ergebnisse können direkt auf der Anleitung beantwortet werden. Ebenso gibt es Reflexionsfragen, um das Experiment auszuwerten, einzuordnen und den Bezug zur Eingangsfrage herzustellen. Ein zusätzlicher Forschungsauftrag regt zum Weiterforschen an. Ein weiterer Arbeitsauftrag stellt einen Bezug zur Technik her. Es werden u.a. Fotos von technischen Anwendungen gezeigt, die in Zusammenhang mit den im Experiment erforschten naturwissenschaftlichen Prinzipien stehen. Zum Dokumentieren des Experiments gibt es Dokumentierhilfen in der Schüleranleitung bzw. ein leeres Formular zum Ausfüllen. Hinweise und Ideen: • Bitte beachten Sie die Sicherheitshinweise in dieser Anleitung, in der zum Experiment gehörigen Lehreranleitung sowie im Dokument „Sicherheitshinweise zu Experimento | 8+: Umwelt“ und besprechen Sie diese Hinweise mit den Schülerinnen und Schülern. • Bitte beachten Sie auch die für Ihre Schule geltenden Sicherheitsrichtlinien. • Diese Schüleranleitung gibt es auch als MS-Word-Datei.
und Fragen für Schülerinnen und Schüler zur Durchführung des Teilexperiments „B4 Wind
A short introductory text presents the experiment to the students. Then the research question is stated. The students make guesses and exchange ideas about possible solutions. This is followed by a list of the required materials as well as clear, step-by-step instructions for setting up and conducting the experiment in the small group. Observation questions for checking the results can be answered right on the instructions. There are also reflection questions for evaluating and incorporating the experiment and establishing the reference to the opening question. An additional research project encourages the students to do further research. Documentation aids in the student instructions or a blank form to be filled out is provided for documenting the experiment. Information and ideas: • Observe the safety information in these instructions, in the teacher instructions related to the experiment, as well as in the document “Safety information on the topic of the environment – Experimento I 8+” and discuss this information with your students. • Also observe the applicable safety guidelines for your school. • These student instructions are also available as a Word file.
Detailed instructions and questions for students on conducting the subexperiment “B4 Wind
Der Arbeitsauftrag enthält eine Grafik und drei Fotos: Die Grafik und die ersten beiden Fotos zeigen eine alltagsrelevante Anwendung. Das letzte Foto ist als weiterführende Idee gedacht. Konkrete Arbeitsaufträge leiten die Schülerinnen und Schüler an, sich mit den gezeigten Techniken auseinanderzusetzen, soweit das für die Schülerinnen und Schüler in den niedrigen Jahrgangsstufen möglich ist. Hinweise und Ideen: • Als Hilfe zur Lösung dient der Text in der gleichnamigen Sachinformation. Hier werden auch viele Zusatzinformationen gegeben. • Die Lösung findet man im gleichnamigen Lösungsblatt. • Mit diesen Arbeitsaufträgen soll im Rahmen von Experimento | 8+ ein Fenster zur Technik geöffnet werden. Zusammen mit den Schülerinnen und Schülern sollen Techniken, wie sie in den Experimenten vorkommen, vertieft bzw. die auf den Fotos gezeigten technischen Anwendungen in ihren Grundprinzipien erarbeitet und somit das im Experiment erworbene naturwissenschaftliche Wissen reflektiert und transferiert werden. Da Technik kein zentrales Lernziel von Experimento | 8+ ist, werden die Schülerinnen und Schüler dazu angeregt, sich mit der sie umgebenden Technik auseinanderzusetzen, jedoch nicht umfassend zum Erforschen der Lösung angeleitet. Letzteres kann aufgrund der Komplexität der gezeigten technischen Anwendungen auch nicht von den Schülerinnen und Schülern erwartet werden.
Teilexperiment 1 „Luftdruck messen“ der Experimentieranleitung zu Experimento | 8+ „B4 Wind
Überschüssiger Strom kann zur Elektrolyse (elektrochemische Zersetzung) von Wasser (H2O) zu Wasserstoffgas (H2) und Sauerstoffgas (O2) genutzt werden. Das Wasserstoffgas wird dann unter Druck oder verflüssigt in Tanks gelagert. Bei Strombedarf wird der Wasserstoff durch Verbrennung über Brennstoffzellen, Gasturbinen, Diesel- oder Stirlingmotoren wieder zu Strom zurückgewandelt. Alternativ kann Wasserstoffgas auch bis zu ca. 5 % bis 10 % ins Erdgasnetz eingespeist werden. Wächst der Anteil an regenerativem Strom, wird aus H2 und CO2 durch mehrstufige katalytische Reaktionen Methan (CH4 = „Erdgas“) gewonnen und ins Gasnetz eingespeist. Die dafür nötige Chemie und Technologie ist altbewährt, wurde doch bereits in Deutschland im 2. Weltkrieg auf ähnliche Weise synthetisches Benzin hergestellt. Mit dem Erdgasnetz und den bereits in großem Maßstab vorhandenen Erdgasspeichern (bis zu 4 Monaten Kapazität) besteht bereits eine sehr leistungsfähige und flächendeckende Verteilungs- und Speicherinfrastruktur. Auch die bereits vorhandenen Gasturbinenkraftwerke könnten nun rein regenerativ weiter betrieben werden. Die Wasserstoff- bzw. Methanerzeugung und die Stromerzeugung durch Gasturbinen können an beliebigen Stellen im Stromnetz erfolgen. D. h. auch das Stromnetz muss nicht so stark ausgebaut werden.
Power to Gas Bild Grafik, beschriftet: Durch die Umwandlung von überschüssigem Wind
Überschüssiger Strom kann zur Elektrolyse (elektrochemische Zersetzung) von Wasser (H2O) zu Wasserstoffgas (H2) und Sauerstoffgas (O2) genutzt werden. Das Wasserstoffgas wird dann unter Druck oder verflüssigt in Tanks gelagert. Bei Strombedarf wird der Wasserstoff durch Verbrennung über Brennstoffzellen, Gasturbinen, Diesel- oder Stirlingmotoren wieder zu Strom zurückgewandelt. Alternativ kann Wasserstoffgas auch bis zu ca. 5 % bis 10 % ins Erdgasnetz eingespeist werden. Wächst der Anteil an regenerativem Strom, wird aus H2 und CO2 durch mehrstufige katalytische Reaktionen Methan (CH4 = „Erdgas“) gewonnen und ins Gasnetz eingespeist. Die dafür nötige Chemie und Technologie ist altbewährt, wurde doch bereits in Deutschland im 2. Weltkrieg auf ähnliche Weise synthetisches Benzin hergestellt. Mit dem Erdgasnetz und den bereits in großem Maßstab vorhandenen Erdgasspeichern (bis zu 4 Monaten Kapazität) besteht bereits eine sehr leistungsfähige und flächendeckende Verteilungs- und Speicherinfrastruktur. Auch die bereits vorhandenen Gasturbinenkraftwerke könnten nun rein regenerativ weiter betrieben werden. Die Wasserstoff- bzw. Methanerzeugung und die Stromerzeugung durch Gasturbinen können an beliebigen Stellen im Stromnetz erfolgen. D. h. auch das Stromnetz muss nicht so stark ausgebaut werden.
Power to Gas Bild Grafik, beschriftet: Durch die Umwandlung von überschüssigem Wind
