Anderer Ressourcentyp

Siemens Stiftung

Kohlendioxidemissionen von Kraftwerken (GS)

Grafik, interaktiv:
Kohlendioxidemissionen für verschiedene Kraftwerkstypen im Vergleich.

Die interaktive Tabelle zu den Kohlendioxidemissionen verschiedener Kraftwerkstypen kann in zwei Varianten gefüllt werden:
· alle Zellen auf einmal
· jede Zelle einzeln.

Experiment

Siemens Stiftung

B5 Wir bauen ein thermisches Sonnenkraftwerk (Lehreranleitung)

Experimentieranleitung zu Experimento | 10+:Inhaltliche Hintergrundinformationen und praktische Hinweise zur Durchführung des Experiments “Wir bauen ein thermisches Sonnenkraftwerk - Mit Brennglas und Spiegel”. Es umfasst zwei Teilexperimente.Das Experiment setzt sich aus zwei Teilexperimenten zusammen:• Entzünden eines Papierstreifens mit der Lupe als Brennglas• Wir erwärmen Wasser mit der SonneDie beiden Teilexperimente zur Bündelung der Sonnenstrahlung mit Linse und Spiegel eignen sich sehr gut, um im Physikunterricht im Bereich Strahlenoptik und Kalorik einige Gesetzmäßigkeiten anhand eines hochaktuellen Themas kennenzulernen oder das bereits Gelernte zu verifizieren. Aber auch bei einem Projekttag zum Thema regenerative Energien oder Energiewende sind die Experimente gut einsetzbar. 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.

Experiment

Siemens Stiftung

B5 Wir bauen ein thermisches Sonnenkraftwerk (Schüleranleitung)

Experimentieranleitung zu Experimento | 10+:Ausführliche Anweisungen und Fragen für Schülerinnen und Schüler zur Durchführung des Experiments “Wir bauen ein thermisches Sonnenkraftwerk - Mit Brennglas und Spiegel”. Es umfasst zwei Teilexperimente.Das Experiment setzt sich aus zwei Teilexperimenten zusammen:• Entzünden eines Papierstreifens mit der Lupe als Brennglas• Wir erwärmen Wasser mit der SonneZu 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.

Arbeitsblatt

Siemens Stiftung

B7 Kondensator, Wasserstoff, Redox-Flow (SFU-Arbeitsblatt 1)

SFU-Arbeitsblatt:Zur gleichnamigen Experimentieranleitung für Schülerinnen und Schüler. Methoden-Werkzeug: Textpuzzle nach Josef Leisen und Heinz Klippert.Hinweis: Dieses Arbeitsblatt wurde speziell für den sprachsensiblen Fachunterricht (SFU) entwickelt. Es verwendet das Methoden-Werkzeug Textpuzzle nach Josef Leisen und Heinz Klippert. Das Textpuzzle kann gut zum eigenständigen Lernen eingesetzt werden. Sprachschwache Schülerinnen und Schüler erhalten Unterstützung beim Verstehen und Trainieren der Fachsprache. Sie arbeiten mit dem Fachvokabular und werden so befähigt, fachlich zu kommunizieren.

Anderer Ressourcentyp

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So funktioniert ein Windkraftwerk

Infomodul:Funktionsprinzip eines Windkraftwerks zur Stromerzeugung und die eingesetzten Technologien im Überblick.In einem Windkraftwerk wird die Bewegungsenergie der Luftmassen in elektrische Energie umgewandelt. Wie das funktioniert, wird hier erklärt. Besonders viel Potenzial steckt in der Nutzung der Windenergie auf dem offenen Meer (Offshorewindenergie). Hier kommt die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) zum Einsatz. Da Strom aus Windenergie nicht rund um die Uhr zur Verfügung steht, braucht man Energiespeicher. Welchen Anteil am Strommix die Windkraft in einzelnen Ländern hat, zeigt die Statistik.Übrigens: Das Aufwindkraftwerk ist kein Wind-, sondern ein solarthermisches Kraftwerk.Hinweise und Ideen:Als Einführung für eine Exkursion zu einer Windkraftanlage geeignet.Unter Verwendung der Quellen: ABB AG; Fraunhofer IWES; World Wind Energy Association WWWA (2015); International Energy Agency IEA (2010)

Bild

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Strahlungsenergie

Diagramm:Formeln für die Strahlungsenergie elektromagnetischer Wellen und das Planck'sche Strahlungsgesetz.Strahlungsenergie ist die Energie elektromagnetischer Wellen. Sie ist proportional zum Quadrat der Amplitude der elektrischen bzw. der magnetischen Feldstärke. Elektromagnetische Wellen hoher Frequenz und damit Energie haben Teilchencharakter. Die Energie dieser Teilchen ist proportional zur Frequenz bzw. umgekehrt proportional zu ihrer Wellenlänge. Der Proportionalitätsfaktor ist das Planck’sche Wirkungsquantum h. Dass Strahlungsenergie quantisiert sein muss, fand Max Planck bei der Untersuchung der Strahlung schwarzer Körper. Er formulierte ein Strahlungsgesetz, das aber erst durch Einsteins Postulat von den Lichtquanten erklärt werden konnte. Zahlenbeispiel für die Planck’sche Strahlungsformel:Die Sonne hat eine Oberflächentemperatur von 5.800 K, die damit verbundene Strahlungsleistung ist nach der Planck’schen Strahlungsformel 3,85 x 1023 kW. Davon trifft nur ein sehr kleiner Anteil auf die Erde (bei senkrechtem Strahlungseinfall 1,37 kW/m²).Hinweise und Ideen:Strahlungsenergie kann vielfach in andere Energieformen umgewandelt werden: Beim Röntgen wird die Strahlungsenergie in chemische Energie verwandelt (Schwärzung des Fotofilms), Licht wird in der Solarzelle in elektrische Energie umgewandelt, ebenso Funkwellen in einer Antenne. Die Energie von Mikrowellen kann man zur Erwärmung von Speisen verwenden.

Arbeitsblatt

Siemens Stiftung

B7 Kondensator, Wasserstoff, Redox-Flow (SFU-Arbeitsblatt 2)

SFU-Arbeitsblatt:Zur gleichnamigen Experimentieranleitung für Schülerinnen und Schüler. Methoden-Werkzeug: “Der heiße Stuhl” nach Josef Leisen und Heinz Klippert.Hinweis: Dieses Arbeitsblatt wurde speziell für den sprachsensiblen Fachunterricht (SFU) entwickelt. Es verwendet das Methoden-Werkzeug “Der heiße Stuhl” nach Josef Leisen und Heinz Klippert. “Der heiße Stuhl” ist ein Lernspiel und dient dem Einüben von Fachbegriffen, deren Artikeln und Pluralendungen. Sprachschwache Schülerinnen und Schüler erhalten Unterstützung beim Verstehen und Trainieren der Fachsprache. Sie arbeiten mit dem Fachvokabular und werden so befähigt, fachlich zu kommunizieren.


Arbeitsblatt

Siemens Stiftung

B5 Wir bauen ein thermisches Sonnenkraftwerk (SFU-Arbeitsblatt 2)

SFU-Arbeitsblatt:Zur gleichnamigen Experimentieranleitung für Schülerinnen und Schüler. Methoden-Werkzeug: Fachsprache nach Josef Leisen und Heinz Klippert.Hinweis: Dieses Arbeitsblatt wurde speziell für den sprachsensiblen Fachunterricht (SFU) entwickelt. Es verwendet das Methoden-Werkzeug Fachsprache nach Josef Leisen und Heinz Klippert. Die Fachsprache dient der Erklärung von Sachverhalten und der eindeutigen Darstellung von Fachinformationen. Dafür werden je nach Fachgebiet spezifische Sprachmittel verwendet.Sprachschwache Schülerinnen und Schüler erhalten Unterstützung beim Verstehen und Trainieren der Fachsprache. Sie arbeiten mit dem Fachvokabular und werden so befähigt, fachlich zu kommunizieren.


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Parabolrinnenkraftwerk

Foto: Parabolrinnen-Kraftwerk in Lockhart bei Harper Lake in Kalifornien (Mojave Solar Project)Diese Sonnenkraftwerke arbeiten mit langen Zeilen (z. B. 112 m) von Parabolspiegeln, in deren Brennpunkt ein Rohr mit Arbeitsmittel verläuft. Die Ausrichtung der Spiegel wird dem Sonnenstand automatisch nachgeführt. Die Strahlung wird durch die Bündelung im Spiegel 80-fach verstärkt und ein Öl im Absorber wird auf rund 400 °C erhitzt. Das heiße Öl fließt zum Kraftwerkshaus, wo es über einen Wärmeaustauscher Wasserdampf erzeugt, der eine Dampfturbine mit Generator antreibt. (Alternativ werden Kraftwerke mit flüssiger Salzschmelze im Absorberrohr angedacht.) In den USA arbeitet seit 20 Jahren ein Parabolrinnenpark aus neun Kraftwerken mit einer Gesamtleistung von 350 MW. In Spanien erreichen Andasol 1, 2 und 3 zusammen 150 MW. Dank integriertem Wärmespeicher aus Salzschmelze liefert Andasol auch ohne Sonne über 7 h volle Leistung. In Marokko entsteht derzeit die weltweit größte Anlage mit 580 MW.


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