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Vom Wasserrad zur Turbine (GS)

Fotocollage:
Fotos von einem Wasserrad sowie drei verschiedenen Turbinenarten.

Schon früh setzte man Wasserräder ein, um die Energie von Wasser zu nutzen, z. B. zum Antreiben eines Mühlrads. Die Turbinen, die in Wasserkraftwerken eingesetzt werden, sind eine Weiterentwicklung des klassischen Wasserrads, um Generatoren für die Stromerzeugung anzutreiben. Diese Turbinen heißen nach ihren Erfindern: Pelton, Kaplan und Francis.

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Speicherkraftwerk

Grafik:
Funktionsprinzip eines Speicherkraftwerks.

Beim Speicherkraftwerk wird von Natur aus nachfließendes Wasser mithilfe eines Stausees angestaut und für Bedarfsspitzen bevorratet. Das gestaute Wasser wird dann mittels Druckrohrleitungen zu den Turbinen des niedriger gelegenen Kraftwerks geführt. Die gesamte Lageenergie des Wassers im Speicherbecken ist also ein Energiespeicher für Spitzenzeiten. Kleinere Speicherkraftwerke verwenden Pelton-Turbinen, große Speicherkraftwerke (großer Druck und große Wassermenge) verwenden Francis-Turbinen.

Primärmaterial/Quelle

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Lexikon Energiewelten

Webressource:Dieses Lexikon erklärt alle wichtigen Begriffe zum Thema Energie - von A wie “Abbau - Steinkohle” bis Z wie “Zwischenlagerung - Brennelemente”.Umfassendes Nachschlagewerk zum Thema Energie.Hinweise und Ideen:Als Recherchequelle für Referate oder Projekte einsetzbar.

Anderer Ressourcentyp

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Leitfaden zum Interaktiven Tafelbild “Der tropische Regenwald”

Leitfaden:Das Dokument gibt einen Überblick über den inhaltlichen und didaktischen roten Faden des interaktiven Tafelbilds “Der tropische Regenwald”.Dieser Leitfaden richtet sich an die Lehrkraft. Es werden alle Medien des Interaktiven Tafelbilds vorgestellt und beispielhaft in einen didaktisch sinnvollen Zusammenhang gebracht. Unter Verwendung der Quelle: “State oft the World's Forests 2011”, FAO (2010)


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Anderer Ressourcentyp

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Der tropische Regenwald

Tafelbild, interaktiv (für Grundschule):Einzelmedien für die Grundschule zum Thema tropischer Regenwald sind hier in didaktisch sinnvoller Weise für das Unterrichten mit einem interaktiven Whiteboard zusammengestellt. Alle Medien für das interaktive Tafelbild sind in dieser selbstextrahierenden Datei enthalten. Das Tafelbild kann ganz einfach durch Klick auf die “.exe”-Datei gestartet werden. Das Tafelbild besteht aus folgenden Medien:• 1 Fotocollage: Maschinelle Abholzung• 3 Grafiken: Impulsbild zum Regenwald, ein einfaches Mindmap zum Thema tropischer Regenwald und ein Mandala zum Ausmalen• 5 interaktive Grafiken: Stockwerkbau des tropischen Regenwalds, je eine interaktive Grafik zu Tier- und Pflanzenwelt des tropischen Regenwalds, Gefahren für den tropischen Regenwald und eine interaktive Weltkarte zum Kennenlernen der Regenwaldgebiete• 4 interaktive Übungen: Zur Tier- und Pflanzenwelt des Regenwalds, eine interaktive Mindmap, ein Lückentext und ein Single-Choice-Test• 1 Arbeitsblatt mit Lösung zur Reflektion des eigenen “regenwaldfreundlichen” Verhaltens• 4 Sachinformationen: Zum tropischen Regenwald allgemein und je eine zu den Tieren, Pflanzen und Menschen im tropischen Regenwald.• 1 Experimentieranleitung mit Lehrerinfo zum kleinen Wasserkreislauf• 1 Linkliste.Hinweise und Ideen:Die Medien, aus denen sich das Interaktive Tafelbild zusammensetzt, sind größtenteils auch als Einzelmedien auf dem Medienportal der Siemens Stiftung verfügbar.


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So erkennt man Regenwaldschutz

Fotocollage: Überblick über Verbraucherkennzeichen (“Ökosiegel”), aus denen man einen nachhaltigen Umgang mit der Ressource Tropenholz ableiten kann.Die Fotocollage zeigt einige Produkte mit Ökosiegeln:• Toilettenpapier und Schreibheft mit dem Blauen Engel (Deutschland-spezifisches Siegel) • Eine Teepackung mit dem Fairtrade-Siegel• Eine Axt mit Holzgriff und dem FSC-Siegel (FSC = Forest Stewardship Council).Die beiden letzteren sind international verwendete Ökosiegel.Hinweise und Ideen:Die Schülerinnen und Schüler informieren sich im Internet über die einzelnen Siegel. Für welche Produkte werden sie vergeben und welches sind die Vergabekriterien? Die Schülerinnen und Schüler lernen weitere Siegel kennen wie z.B. PEFC (Programme for the Endorsement of Forest Certification), FFCS (Finnish Forest Certification System) oder “Rainforest Alliance certified/verified”.Zudem sammeln die Schülerinnen und Schüler Argumente für und wider Ökosiegel: Kann eine derartige Zertifizierung die tropischen Regenwälder wirklich retten?


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Energiesparen (Mindmap)

Mindmap:Es werden die unterschiedlichen Facetten des Themas Energiesparen visualisiert. Ausgehend von der Frage warum Energiesparen notwendig ist, wird den Fragen nachgegangen, wo, wie und an welchen Stellen Energie gespart werden kann.Hinweise und Ideen:Die Mindmap eignet sich als Einstieg in das Thema. Einzelne Punkte können als Referatsthemen vergeben werden, beispielsweise “Was tut der Staat, um Energie zu sparen bzw. das Energiesparen voranzutreiben?”


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Experiment

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Energiefressern auf der Spur (Schüleranleitung)

Experimentieranleitung:Mit einem Messgerät, mit dem man den Verbrauch von Elektrogeräten messen kann, soll bestimmt werden, welche Geräte wie viel Strom verbrauchen.Die Grundlagen zu Strom, Spannung, Leistung, Zeit und Energie werden wiederholt. Dies ist das Rüstzeug zum Verständnis der anschließend beschriebenen Energieverbrauchsmessungen. Durch Hochrechnen wird klar, dass sich auch “kleine” Dauerverbraucher übers Jahr zu einem spürbaren Energieverbrauch summieren können! Hinweise und Ideen:• Bitte beachten Sie die Sicherheitshinweise in der zugehörigen Handreichung “Energiefressern auf der Spur (Lehrerinfo)”, die auf dem Medienportal der Siemens Stiftung vorhanden ist, sowie die für Ihre Schule geltenden Sicherheitsrichtlinien und besprechen Sie diese mit den Schülerinnen und Schülern.• Ein geeignetes Messgerät kann bei Umweltberatungs- oder Versorgungsunternehmen ausgeliehen werden. Für Schulen lohnt sich aber auch die Anschaffung eines eigenen Geräts (ca. 50 Euro). Eine schöne Aufgabe für die Schüler ist es, die Funktion eines klassischen Stromzählers im Detail zu erklären! • Die Antworten auf die in der Experimentieranleitung enthaltenen Fragen findet man im gleichnamigen Lösungsblatt.


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Wofür verbraucht der Privathaushalt Energie?

%iagramm:Prozentualer Energieverbrauch deutscher und britischer Privathaushalte nach verschiedenen Anwendungsbereichen.Die Balken zeigen, welcher Anteil am Energieverbrauch in privaten Haushalten für Raumwärme, Warmwasser, Kochen sowie Beleuchtung und Elektrogeräte verwendet wird. Beispielhaft werden die Daten für Deutschland und Großbritannien aus dem Jahr 2012 miteinander verglichen. Zusätzlich ist der gesamte Energieverbrauch aller Haushalte in Deutschland und Großbritannien für das Jahr 2013 angegeben. Zusätzlich wird noch der Gesamtenergieverbrauch aller afrikanischen Länder südlich der Sahara angegeben.Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, wird ein Großteil der Energie im Haushalt für Heizen/Warmwasser verwendet. Aber auch beim Betrieb von Kühlschränken wird viel Energie verbraucht. Durch sparsamen Umgang und bewusstes Handeln könnte ein Teil dieser Energie eingespart werden.Hinweise und Ideen:Betrachtet man den Energieverbrauch der einzelnen Bereiche in der Gesamtheit, so wird ersichtlich, dass die Heizenergie mit über 60 % in beiden Ländern den größten Anteil hat. Daraus lässt sich ableiten, dass gerade beim Heizen ein enormes Energiesparpotenzial besteht. Wie kann das umgesetzt werden? Einige Beispiele sind: • der Bau energiesparender Gebäude durch Beachtung von Tageslichteinfluss und ausreichender Dämmung• der Kauf von energieeffizienten Haushaltsgeräten mit Energielabel A, A+ und A++.Im Vergleich zu den beiden europäischen Staaten ist der Energieverbrauch in Afrika gering. Dies liegt u. a. daran, dass in vielen Gebieten nur wenige Menschen überhaupt Zugang zur Energieversorgung haben.Hinweise und Ideen:Welche Energiesparmaßnahmen können die Schüler selbst ergreifen? Konkrete Energiespartipps findet man auch im Medium “Wie kann man im Haushalt Energie sparen?”%


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Solarthermische Kraftwerke - Prinzip

Grafik, beschriftet:Das physikalische Prinzip eines Parabolrinnenkraftwerks und einer Dish-Stirling-Anlage im Vergleich.Zunehmend werden Kraftwerke zur Stromerzeugung aus Sonnenwärme gebaut. Die Grafik zeigt zwei Bauweisen, die sich durchgesetzt haben.Parabolrinnenkraftwerk: Ein großes Sonnenkraftwerk, dessen Leistung vergleichbar mit Kohlekraftwerken ist. Lange Zeilen von Parabolspiegeln haben in ihrem Brennpunkt ein Absorberrohr, das mit einem Arbeitsmittel gefüllt ist. Über einen Wärmeaustauscher erzeugt das heiße Arbeitsmittel Dampf, mit dem sich dann große Dampfturbinen und Generatoren betreiben lassen.Dish-Stirling-Anlage: Ein eher kleines Kraftwerk, dessen zentrales Element ein großer runder Hohlspiegel (Dish, Teller) ist. In seinem Brennpunkt befindet sich der Arbeitszylinder eines Stirlingmotors, der einen Generator antreibt. Das gegenwärtig leistungsfähigste Kraftwerk dieser Art ist der Euro-Dish-Stirling-Typ. Hinweise und Ideen:Zu den solarthermischen Kraftwerken zählen auch das “Aufwindkraftwerk”, der “Sonnenofen” und das “Turmkraftwerk”. Wie sind diese Kraftwerke aufgebaut und wie funktionieren sie? In welchen Gegenden auf der Erde gibt es solarthermische Kraftwerke und von welchem Typ sind sie? Weiterführende Informationen zum solarthermischen Kraftwerk findet man im Leitfaden “Regenerative Energien”.


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