Auftragskarte 1b Mein kleines Wetter-Retter-Buch der erneuerbaren Energien

Transkript

1 Auftragskarte 1b Mein kleines Wetter-Retter-Buch der erneuerbaren Energien 1) Lies dir in Ruhe die Texte durch und löse die Aufgaben. 2) Tipp: Du musst nicht das ganze Buch auf einmal bearbeiten. Lass dir Zeit und fülle es Schritt für Schritt aus. So kannst du dir die neuen Informationen besser merken.

2 Mein kleines Wetter-Retter-Buch der erneuerbaren Energien

3 Woher kommt die Energie? Wenn es dunkel wird, schaltest du das Licht an. Wenn dir kalt ist, machst du die Heizung an. Dabei nutzt du Energie. Hast du dich schon einmal gefragt, woher sie eigentlich kommt? Für die elektrische Energie (Strom) und die Wärme (Heizung) werden heute hauptsächlich Kohle, Erdgas und Erdöl verbrannt. Kohle, Erdöl und Erdgas nennt man fossile Energiequellen. Sie sind von vielen Millionen Jahren aus den Überresten von Pflanzen entstanden. Die Vorräte an Kohle, Erdgas und Erdöl werden in absehbarer Zeit zu Ende gehen. Elektrische Energie liefern uns auch Kernkraftwerke (auch Atomkraftwerke genannt). Uran wird unter Freisetzung von Energie gespalten. Auch das Uran, das in Kernkraftwerken zur Stromerzeugung genutzt wird, ist eines Tages verbraucht. Energie kann man aber auch anders erzeugen. Nämlich mit den erneuerbaren Energiequellen Sonne, Wind, Wasser, Biomasse und Erdwärme. Bei der Verbrennung von Kohle, Erdgas und Erdöl entsteht sehr viel Kohlenstoffdioxid (CO 2 ). CO 2 wird auch Treibhausgas genannt. Es trägt zur Erwärmung der Erdatmosphäre bei also zum Klimawandel. Die Nutzung von Sonnenenergie, Windenergie, Wasserenergie, Biomasse und Erdwärme verursacht nur wenig CO 2 und schützt somit das Klima. Aufgabe: Was sind fossile Energiequellen und was sind erneuerbare Energiequellen? Trage sie in die Tabelle ein. Fossile Energiequellen Erneuerbare Energiequellen

4 Photovoltaik Strom aus Sonnenlicht Die Sonne ist unsere größte Energiequelle. Ganz klar, dass wir sie auch als solche nutzen sollten. Mit Solarzellen kann man elektrische Energie direkt aus dem Sonnenlicht gewinnen. Die Erzeugung von Strom aus Sonnenlicht nennt man Photovoltaik. Photovoltaik-Anlagen gibt es in vielen Größen: von der kleinen Solarzelle in deinem Taschenrechner bis zu großen Anlagen, die viele Häuser mit Strom versorgen können. Die Solarzelle hat einen großen Vorteil: Sie braucht kein direktes Sonnenlicht zur Stromerzeugung. Sie produziert auch dann Strom, wenn es bewölkt ist. Für uns in Deutschland ist das sehr praktisch, weil hier viel seltener die Sonne scheint als z.b. in Nordafrika. Photovoltaik kann man also überall einsetzten. Die gewonnene Energie ist umweltfreundlich und klimafreundlich. Sie hinterlässt keine Abgase und kein CO 2. Zurzeit sind Photovoltaik-Anlagen noch ziemlich teuer. Das wird sich in Zukunft aber ändern. Aufgabe: Wo findest du überall in deiner Umgebung Solarzellen? Schreibe einige Beispiele hier auf. Hier erzeugen Solarzellen Strom: 1. Taschenrechner

5 Solarthermie Sonnenwärme nutzen Na klar, auch die Wärme der Sonne ist zur Energiegewinnung nutzbar. Man kann mit ihr heizen und auch elektrische Energie produzieren. Eine Anlage, die das kann, nennt man Sonnenkollektor. Sie steht auf Hausdächern oder ist an Hauswänden befestigt. Das Prinzip ist einfach: Die Sonnenstrahlen erhitzen im Sonnenkollektor eine Flüssigkeit, meist ist es Wasser oder Öl. Die erhitzte Flüssigkeit überträgt die Wärme auf einen Wassertank. Das warme Wasser kann man nun zum Duschen, Baden, Wäschewaschen oder auch für die Heizung benutzen. Eine besondere Methode, die Kraft der Sonne zu nutzen, sind Solarturmkraftwerke. Die Sonnenstrahlen werden mit Hilfe von Spiegeln auf die Spitze eines hohen Turms umgeleitet. Dort oben wird es dann mehr als 1000 Grad heiß! Die Hitze erwärmt Wasser zu Wasserdampf und der Dampf treibt eine Turbine an. Die Turbine ist mit einem Generator verbunden, der Strom erzeugt so ähnlich wie der Dynamo an einem Fahrrad. Aufgabe: Setze die richtigen Begriffe ein. Bei Solarturmkraftwerken werden die mit Hilfe von auf die Spitze eines hohen Turms umgeleitet. Mit diesem Kraftwerk kann man erzeugen. Warmes Wasser kann man mit einem erzeugen, der auf dem Hausdach oder der Hauswand befestigt ist.

6 Die Kraft des Windes Seit vielen hundert Jahren nutzen die Menschen bereits die Kraft des Windes. Bestimmt hast du schon einmal eine alte Windmühle gesehen. Heute werden moderne Windenergieanlagen (auch Windparks genannt) aus vielen Windrädern zur Erzeugung von Strom genutzt. Es gibt Windparks auf dem Meer und an Land. Weil immer irgendwo Wind weht, kann man an vielen Orten die Kraft des Windes nutzen. Mittlerweile sind über Windenergieanlagen in Betrieb. Die Stromerzeugung mit Windrädern ist außerdem klimafreundlich, weil dabei keine Abgase oder CO 2 entstehen. Es gibt aber auch Menschen, die gegen große Windparks sind. Tierschützer befürchten, dass Vögel durch die Rotoren der Windräder zu Schaden kommen. Anwohner, die neben einem Windpark leben, beklagen sich, dass ihr schöner Landschaftsblick gestört wird und die Anlagen zu laut sind. Schade ist auch, dass gerade bei sehr starkem Wind die Windräder abgestellt werden müssen, weil sie sonst zu Schaden kommen. Deshalb überlegen die Wissenschaftler weiter, um bessere Möglichkeiten zu erfinden, die Kraft des Windes zu nutzen. Aufgabe: Trage in die Tabelle drei Vorteile und drei Nachteile von Windparks ein. Vorteile Nachteile

7 Biomasse Energie aus Mist und Pflanzenresten Strom und Wärme aus Mist? Klingt komisch, geht aber! In einem großen, luftdichten Behälter (Bioreaktor) werden Tierkot und Pflanzenreste vermischt. Bakterien fangen an, diese Mischung zu zersetzen. Dabei entsteht ein Gas das Biogas. Dieses Biogas kann man in einem Kraftwerk verbrennen und damit Wärme oder Strom erzeugen oder sogar Biodiesel als Kraftstoff für Autos. Die Reste aus dem Bioreaktor kommen wieder als Dünger auf die Felder und der Kreislauf beginnt von neuem. Auch Holz und Holzabfälle sind Biomasse. Man kann sie im Ofen verbrennen und damit ein Haus heizen. Weil das CO 2, das beim Verbrennen entsteht, vorher von den Pflanzen aus der Luft aufgenommen wurde, ist das Verbrennen klimafreundlich. Aufgabe: Betrachte das Schaubild genau. Nummeriere die Bildchen richtig. 1 Tierkot 4 Strom 2 Dünger 5 Wärme 3 Kraftwerk 6 Kraftstoff (Biodiesel)

8 Geothermie Wärme aus der Erde Unter unseren Füßen ist es warm. Sehr warm sogar. Je tiefer man in die Erde bohrt, desto heißer wird es. Diese Erdwärme stammt noch aus der Zeit, als die Erde entstanden ist. Besonders bei Vulkanausbrüchen kann man deutlich sehen, wie heiß es unter der Erde ist. Es gibt zwei Möglichkeiten, die Energie der Erdwärme zu nutzen. 1. Man bohrt direkt unter seinem Haus einige Meter in die Tiefe und nutzt direkt die Erdwärme. Das bringt aber nur recht wenig Energie. 2. Es werden zwei Löcher 5000 Meter tief in die Erde gebohrt und Rohre verlegt. Dort unten ist das Gestein sehr heiß. Durch das eine Rohr wird Wasser in die Erde geleitet. Das Wasser erhitzt sich in der Tiefe und wird zu Wasserdampf. Durch das andere Rohr wird der Dampf nach oben zu einer Turbine geleitet. Die Turbine treibt einen Generator an, der Strom erzeugt. Diese Methode ist sehr aufwändig und teuer, aber auf diese Weise kann Energie für viele Haushalte erzeugt werden. Klimafreundlich ist sie natürlich auch! Aufgabe: Rechne die zwei Textaufgaben aus. 1. Die Temperatur unterhalb der Erdoberfläche steigt um ungefähr 3 Grad pro 100 Meter Tiefe. Wie tief muss man bohren, um eine Temperatur von 60 Grad zu erreichen? 2. Wie heiß ist es in 5000 Metern Tiefe?

9 Die Energie des Wassers Fließendes Wasser hat sehr viel Energie. Je schneller das Wasser fließt, desto mehr Energie kann man gewinnen. Wasserenergieanlagen befinden sich meist an großen Flüssen. Eine Staumauer hält das Wasser auf und staut es in einem Stausee. In den Bergen nennt man diese Staumauer Talsperre. Das aufgestaute Wasser wird geregelt durch lange Rohre abgelassen. Es fließt mit großer Geschwindigkeit durch die Rohre und treibt am Ende Turbinen an. Diese sind mit Generatoren verbunden, welche den elektrischen Strom erzeugen. Auch hohe Wasserfälle werden zum Beispiel auf diese Weise zur Stromerzeugung genutzt. Eigentlich ist die Nutzung von Wasserenergie umweltfreundlich und schont auch das Klima. Das Problem ist aber, dass sehr große Anlagen viel Platz brauchen und dafür Natur zerstört wird. Schlecht ist auch, dass den Fischen durch die Staumauern der Weg versperrt wird. Kleine Anlagen haben oft Fischtreppen und sind somit viel umweltfreundlicher als große. Mit Gezeitenkraftwerken, Wellenkraftwerken und Strömungskraftwerken kann man ebenfalls Turbinen antreiben und so die Kraft der Meereswassers nutzen. Aufgabe: Energie mit Wasser erzeugen hat Vorteile und Nachteile. Trage drei Vorteile und drei Nachteile in die Tabelle ein. Vorteile Nachteile

10 Das Quiz 1. Für unsere Energieerzeugung nutzen wir heute noch hauptsächlich Kohle, Erdgas und Erdöl Erneuerbare Energiequellen 2. Die Erzeugung von elektrischem Strom aus Sonnenlicht nennt man Photovoltaik Solarthermie 3. Warmes Wasser bekommt man mit einer Windkraftanlage einem Sonnenkollektor 4. Ein Windpark liefert Wärme elektrischen Strom 5. Ein Bioreaktor erzeugt Strom und Wärme aus Biomasse Kohle 6. Die Wärme aus der Erde nennt man Geografie Geothermie 7. Wasserkraftanlagen befinden sich an Flüssen in der Wüste 8. Erneuerbare Energiequellen nutzen hilft Klima und Umwelt ist wichtig für die Zukunft