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NMS Murau
13.10 - 15.10. 2014
Die SchülerInnen des technischen Schwerpunktes der 4.Klassen der NMS Murau nahmen am Projekt „Solarcamp“ teil.
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Vorwort
Fünf Minuten vor Zwölf
Oder fünf Minuten nach Zwölf? Klimaziele nicht erreicht!
Immer häufiger lesen oder hören wir in den Medien, dass sich unser Klima verändert
und dass wir Menschen einen großen Anteil daran tragen. Pro Jahr werden etwa 4
Milliarden Tonnen Erdöl gefördert und natürlich auch verbrannt.
Anstieg statt Reduktion Wenn sich die CO2-Emissionen nicht ändern, seien in drei Jahrzehnten die noch
verbleibenden 1.200 Milliarden Tonnen Kohlendioxid ausgestoßen, schreiben die Forscher in
"Nature Geoscience". Als Hauptverursacher von Kohlendioxid gilt die Verbrennung fossiler
Brennstoffe (Erdöl, Kohle…)
(Der Standard vom 21.09.2014)
5 vor 12 oder 5 nach 12 – Niemand weiß wie spät es ist!
All diese Meldungen verstärken die Wichtigkeit dieses Projektes. Jungen Menschen
wird gezeigt, wie einfach es ist, Wärme und Energie kostenlos und vor allen ohne
Verbrennung von Erdöl oder Kohle zu erzeugen. Auch wenn es den Anschein hat,
nicht einmal ein Tropfen auf dem heißen Stein zu sein, so geht es hier mehr um das
Bewusstmachen der Notwendigkeit der Nutzung erneuerbarer Energien. Dieses
Projekt ist ein Wegweiser für unsere Jugend in eine saubere Zukunft.
Ich bedanke mich auf das Herzlichste beim Team des „Klimabündnis Österreich“ für
die Durchführung des Projektes, bei meinen Kolleginnen und Kollegen für die
Betreuung und natürlich bei allen Schülerinnen und Schülern des technischen
Schwerpunktes für die eifrige Mitarbeit.
Klaus Trausner
Schulleiter
Vom 13.10-15.10.2014 nahm der technische Schwerpunkt der 4.Klassen an dem
„Solarcamp“ teil. Es handelte sich um ein finanziertes Projekt vom Land Steiermark.
Vertreter der Energieagentur Weststeiermark halfen uns dabei zwei Solarkollektoren
herzustellen. Die Solarkollektoren sind jeweils 2 x 3m groß.
Vom Klimabündnis Steiermark wurden Workshops abgehalten, um uns ein
Hintergrundwissen zu den Themen globaler Klimawandel und erneuerbare
Energieformen zu geben. 26 SchülerInnen im Alter von 13-14 Jahren waren am
Projekt beteiligt. Es wurden drei Gruppen gebildet die sich zwischen der Erstellung
der Solarcampzeitung, Kollektorbau und Workshops abwechselten. Es waren drei
lustige und lehrreiche Tage.
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Was ist Energie? In der Physik ist der Ausdruck Energie als die Menge von Arbeit definiert, die ein physikalisches System verrichten kann. Entsprechend dieser Definition kann Energie weder erzeugt noch verbraucht oder zerstört werden. Arbeit ist Kraft mal Weg. Energie ist "gespeicherte Arbeit". Diese "gespeicherte Arbeit" kann wieder abgegeben werden.
Energieträger Nach der Reihenfolge ihres Einsatzes lässt sich die Energie in drei Stufen einteilen:
Primärenergieträger kommen in der Natur direkt vor, wie Stein- und Braunkohle, Erdöl oder -gas, sowie erneuerbare Energiequellen. Sie sind keiner Umwandlung unterworfen. In den meisten Fällen muss Primärenergie in Kraftwerken, Raffinerien etc. in Sekundärenergieträger umgewandelt werden.
Sekundärenergie ist Energie, die als Ergebnis eines Umwandlungsprozesses
und unter Energieverlust aus Primärenergie gewonnen wird (z.B. Koks, Briketts, Strom, Fernwärme, Heizöl oder Benzin).
Die Energie am Ort der/des Verbraucherin/Verbrauchers ist Endenergie,
diese wird, wieder unter "Verlusten", in Nutzenergie umgewandelt (Heiz- und Prozesswärme, Licht sowie mechanische Energie).
Leistung wird zu einem bestimmten Zeitpunkt gemessen, während Energie über eine bestimmte Zeitspanne gemessen wird, z.B. eine Sekunde, eine Stunde oder ein Jahr.
Energieformen Erneuerbare Energie:
Nicht erneuerbar Energie:
Chemische Energie Holz Erdgas Bewegungsenergie Wind (Luft) Erdöl Fossile Energie
Lageenergie Wasser Kohle Licht Sonne Kernenergie
Elektrische Energie Erdwärme Thermische Energie Pflanzenöl
Reibungsenergie Spannenergie Radioaktivität
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Nutzung der Sonnenenergie Als Sonnenenergie bezeichnet man die Energie der
Sonnenstrahlung, die in Form von elektrischem Strom, Wärme oder
chemischer Energie technisch genutzt werden kann.
Sonnenstrahlung ist dabei die elektromagnetische Strahlung, die auf
der Sonnenoberfläche wegen ihrer Temperatur von ca. 5500 °C als
Schwarzkörperstrahlung entsteht, was letztlich auf
Kernfusionsprozessen im Sonneninneren zurückgeht.
Die der Menge nach größten Nutzungsbereiche der Sonnenenergie
sind die Erwärmung der Erde, so dass im oberflächennahen Bereich
biologische Existenz in den bekannten Formen möglich ist und die
Photosynthese der Algen und Höheren Pflanzen.
Die meisten Organismen, die Menschen eingeschlossen, sind
entweder direkt (als Pflanzenfresser) oder indirekt (als Fleischfresser)
von der Sonnenenergie abhängig. Brennstoffe und Baumaterialien
stammen ebenfalls daraus.
Die Sonnenenergie ist weiterhin dafür verantwortlich, dass es in der
Atmosphäre zu Luftdruckunterschieden kommt, die zu Wind führen.
Auch der Wasserkreislauf der Erde wird von der Sonnenenergie
angetrieben.
Sonnenenergie lässt sich auf verschiedene
Arten nutzen:
Sonnenkollektoren: zur Gewinnung
von Wärme
Solarzellen: zur Erzeugung von
Elektrischem Strom
Sonnenwärmekraftwerk: zur
Erzeugung von Elektrizität mit
Hilfe von Wasserdampf.
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Aufbau und Funktion eines Sonnenkollektors
Funktion eines Sonnenkollektors
Sonnenkollektoren dienen zur Umwandlung
von Sonnenstrahlung in Wärme und deren
Übertragung an ein Wärmeträgermedium
(Wasser, Solarflüssigkeit, Luft). Anschließend
kann die Sonnenwärme zum Beispiel zur
Warmwasserbereitung, Heizungsunterstützung
oder Schwimmbaderwärmung genutzt werden.
Kernstück eines Sonnenkollektors ist der Absorber, der meistens aus mehreren schmalen
Metallstreifen besteht. Das Wärmeträgermedium wird durch ein mit dem Absorberstreifen
verbundenes Wärmeträgerrohr geleitet.
Theoretische Grundlagen: Eine thermische Solaranlage besteht aus folgenden
Komponenten:
1. Sonnenkollektor
2. Warmwasserspeicher
3. Wärmetauscher
4. Steuerungseinheit
5. Ausgleichsbehälter
6. Rücklauferhitzer
7. Verbrauchsstelle Warmwasser
Der Solarthermie Kollektor ist der wichtigste Teil der Anlage. Dieser ist schwarz gehalten,
um so die höchstmögliche Menge an Energie zu sammeln, und wird auf dem Hausdach
befestigt. Der Kollektor wandelt die Strahlung der Sonne in Wärme um und überträgt diese
auf ein so genanntes "Wärmträgermedium". Dies ist in den meisten Fällen eine Mischung aus
Wasser und Frostschutzmittel, welche sich zwischen Kollektor und dem Speicher für
Warmwasser bewegt.
Die Steuerungseinheit der Solarheizung schaltet sich ein, sobald das Wasser am Kollektor
wärmer ist als das Wasser im Warmwasserspeicher. Dadurch wird eine Pumpe in Gang
gesetzt, die das Wasser in den Speicher transportiert. Im Speicher wird die Wärme dann für
die weitere Nutzung bereitgestellt. Die Funktionsweise und Technik der Solarthermie ist
somit vergleichsweise einfach und übersichtlich. Wenn die Wärme nicht sofort genutzt wird,
wird sie im Warmwasserspeicher gelagert. Man könnte den Speicher daher mit einer
Thermoskanne vergleichen. Falls die Solarheizung jedoch nicht genug Wärme erzeugt,
springt ein traditioneller Heizkessel ein.
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Erster Arbeitsschritt:
Es werden immer 14 Absorber
miteinander verbunden, das ergibt eine
Fläche von 6m², dann werden Sie mit
Kupferrohren verbunden.
Zweiter Arbeitsschritt:
Damit die Konstruktion auch hält
wird einen Holzrahmen gebaut,
und mit einer Isolierung ausgelegt.
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Dritter Arbeitsschritt:
Damit mehr Wärme gespeichert
wird muss man das Holz schwarz
streichen.
Vierter Arbeitsschritt:
Die Absorber-Platte wird in diesem
Arbeitsschritt in den Holzrahmen
gehoben.
Fünfter Arbeitsschritt:
Damit kein Dreck auf die Absorber
kommt werden Glasplatten darauf
gelegt und im Rahmen fixiert.
Der fertige Kollektor
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Der Amazonas Regenwald liegt in Südamerika und hat eine Gesamtfläche von 8 Millionen km². Der größte Teil davon (4.5 Millionen km²) gehört zu Brasilien. Die Durchschnittstemperatur liegt bei etwa 25 Grad Celsius und die heftigen Regenfälle machen einen Großteil des Regenwaldklimas aus.
Die Folgen der globalen Erwärmung auf das Amazonasgebiet und die Wirkung von Veränderungen des Amazonasregenwaldes auf das regionale und globale Klima haben besondere Aufmerksamkeit erlangt. Der Amazonas-Regenwald ist der größte CO2-Speicher der Erde. Er kann etwa 80 Milliarden Tonnen Kohlendioxid speichern. Das ist ungefähr so viel CO2 wie die Menschen weltweit in zehn Jahren produzieren. Mit der Abholzung und Überflutung großer Flächen geht dieser CO2-Speicher verloren. Außerdem sind Verdunstung und Kondensation über dem Amazonas wichtige Antriebe der globalen atmosphärischen Zirkulation mit Einflüssen auf den Niederschlag über Südamerika und vor allem dem Amazonaswald selbst.
Die Erde ist von einer Lufthülle umgeben, die man Atmosphäre nennt. In der Atmosphäre befinden sich verschiedene Gase. Manche dieser Gase lassen das Sonnenlicht auf die Erde durch, halten aber die Wärme, die von der Erde in die Atmosphäre zurückgestrahlt wird, zurück. Das ist so ähnlich wie bei einem Glashaus (Treibhaus) im Garten. Deshalb nennt man diese Gase auch Treibhausgase. Ohne die Atmosphäre und ohne die Treibhausgase gäbe es kein Leben auf der Erde, denn es wäre viel zu kalt, weil die Wärme wieder in das Weltall entweichen könnte. Wir leben also auf der Erde in einem natürlichen Treibhaus. Das Bild oben zeigt, wie das funktioniert: Die wichtigsten Gase beim natürlichen Treibhauseffekt sind Wasserdampf, Kohlendioxid (CO2) und Methan. Der Wasserdampf stammt aus dem Wasserkreislauf der Erde, das Kohlendioxid entsteht in der Natur, beispielsweise bei Waldbränden und Vulkanausbrüchen. Methan steigt aus Sümpfen, Mooren und Wäldern in die Luft. Es entsteht, wenn Bakterien pflanzliche Überreste fressen. Wir verstärken den Treibhauseffekt. Wir verbrauchen sehr viel Energie: Energie für Heizung und Strom, Energie für das Auto oder Energie für die Herstellung all der Produkte, die wir im täglichen Leben brauchen. Die Energie erhalten wir, indem dafür Kohle, Erdöl und Erdgas verbrannt werden. Je mehr Treibhausgase sich in der Atmosphäre befinden, desto wärmer wird es auf unserem Planeten. Das nennt man dann den vom Menschen verursachten Treibhauseffekt.
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Die Durchschnittstemperatur der Erde wird in Folge der globalen Erwärmung in
den nächsten hundert Jahren zwischen zwei und 4,5 Grad Celsius ansteigen.
IMMER WENIGER EIS!!!
Wenn wir weiterhin so viel CO2 und weitere schädliche Gase
in die Atmosphäre lassen, wird der Nordpol schon in 34
Jahren eisfrei sein. Auch die Gletscher schmelzen. Sie
könnten Ende dieses Jahrhunderts eisfrei sein. Auch höher
gelegenen Gletscher könnten bis dahin um die Hälfte geschrumpft sein.
Heute brechen riesige Felsen ab
und geraten ins Rutschen, weil
das Eis des Gletschers sie nicht
mehr stützen kann.
Tiere auf der Flucht! Der Klimawandel zwingt viele
Tiere zum Umsiedeln. Tier- und
Pflanzenarten werden durch den
Klimawandel ihren Lebensraum verlieren. Feuchtgebiete werden verschwinden.
Die Menschen müssen umweltfreundlicher leben. Auch der Mensch muss sich auf schlimme Veränderungen gefasst machen!
Durch die warmen Wassertemperaturen und durch das Abschmelzen der Pole
wird der Meeresspiegel ansteigen.
Inseln und Küstenregionen könnten langsam im Meer versinken. Forscher gehen
davon aus, dass in der Zukunft extreme Wetterereignisse, z.B. Stürme,
Überschwemmungen und extremer Dürren, zunehmen werden.
Dennoch ist die Lage nicht hoffnungslos!!!! Entscheidend ist nämlich wie schnell sich der Klima
verändert. Wenn man die Erderwärmung von zwei
Grad nicht überschreitet, dann kann man die
schlimmsten Folgen des Klimawandels verhindern.
Wenn wir den Ausstoß von Treibhausgasen weltweit
drastisch reduzieren, ist es möglich, dieses Ziel zu
erreichen.
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Das Wasserkraftwerk Murau Bei der Exkursion lernten wir von Ing.Stefan Stadlober alles über das Auslaufwasserkraftwerk Rantenbach. Schon lange versuchte man am Rantenbach ein Wasserkraftwerk zu bauen. Es wurde aber nie verwirklicht. Erst 2008 wurde das Projekt ‚Wasserkraftwerk‘ umgesetzt, 2009 wurde es dann durch 50 Arbeiter fertiggestellt. Es wurde ausgerechnet, dass das Kraftwerk ungefähr 6 Millionen Euro kosten würde und es sich in ca. 20 Jahren amortisieren würde. Das ist sehr gut denn so ein Wasserkraftwerk hat eine durchschnittliche Lebensdauer von 100 Jahren. Und nun versorgt das Wasserkraftwerk Murau jeden Tag um die 1500 Haushalte mit einer Höchstleistung von 1200Kw. Es besteht aus zwei unterschiedlich großen Turbinen, den dazugehörigen Generatoren, der Kühlung und vielen elektronischen Komponenten. Das Kraftwerk wird automatisch gesteuert.
Infos zu den Workshops
Klimaschutz : Wir lernten in diesem Workshop, was Klimaschutz bedeutet und was jeder von uns zum Klimaschutz beitragen kann. Der Amazonas Regenwald ist der größte zusammenhängende Regenwald der Erde und wandelt große Mengen CO² in Sauerstoff um. Diese Funktion ist hinsichtlich des Klimawandels sehr wichtig. Dennoch werden jährlich große Flächen Regenwald abgeholzt bzw. brandgerodet. Gründe dafür sind z.B.:
Gewinnung von Tropenhölzern
Bodenschätze
Sojaanbau
Palmöl-/Baumwollplantagen
Viehzucht Des Weiteren lernten wir den Treibhauseffekt und seine Folgen kennen. Energie: In diesem Workshop lernten wir was Energie ist und wie sie genutzt wird. Wir erfuhren viel über die Sonne, Stromerzeugung, erneuerbare und nicht erneuerbare Energien. In Österreich gibt es mehr als 5 Millionen m2 Sonnenkollektoren. Diese Zahl erhöht sich jedes Jahr weiter. Sonnenkollektoren sind praktisch, weil man so den größten Teil des Warmwassers vom Dach bekommt und auch die Heizung unterstützen kann. Damit spart man Heizkosten und Treibhausgase. Es gibt viele Möglichkeiten Strom zu erzeugen, die erneuerbaren Energiequellen wie Holz, Windkraft, Wasserkraft, Sonnenenergie, etc. sind besser für das Klima. Nicht erneuerbare Energien, wie Kohle, Erdöl und Erdgas sollten wir eher vermeiden.
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Interviews F: Was halten Sie von diesem Projekt? A: Ich finde es super.
F: Wie groß sind die Sonnenkollektoren und wie viel bringen die Sonnenkollektoren? A: Die Sonnenkollektoren sind 12m2 groß und bringen für ein halbes Jahr warmes Wasser für 2 Familien. F: Hat jeder Sonnenkollektor ein hagelsicheres Glas? A: Ja ,ein ESG (Einschlagglas) F: Wie alt wird ein Sonnenkollektor durchschnittlich? A: Sonnenkollektoren werden ca.35 Jahre alt. F: Was ist für Sie das spannendste am Beruf? A: Das spannendste ist die Abwechslung. F: Hat es Ihnen Spaß gemacht mit uns zu arbeiten? A: Ja, natürlich. F: War es für dich schwer einen Sonnenkollektor zu bauen? A: Nein, es war nicht so schwer. F: War es interessant wie ein Sonnenkollektor aufgebaut ist? A: Ja, es ist interessant. Es ist cool wenn man es sieht.
v.l. Charly (EAG) ; Fr. Forstner (Lehrerin); Sebastian (Schüler)
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Das Energiesparen im Haushalt :
Nutzung von Resthitze beim Kochen Nutzung eines Energiesparmodus bei Geräten Kühlgeräte nicht zu kalt einstellen
Das Energiesparen bei der Beleuchtung :
Nutzung von Energiesparlampen Energiesparende Alternativen sind z.B. Halogenlampen,
Kompaktleuchtstofflampen und LED-Lampen Energiesparlampe hat 11 Watt – Glühlampe (60 Watt)
verbraucht 5 mal mehr Das Energiesparen bei Warmwasser, Heizen & Kühlen :
Temperaturabsenkung in der Nacht bzw. am Tag; wenn niemand zu
Hause ist Heizkörper nicht mit Möbel verstellen Verwendung von Thermostaten zur Regulierung der Raumtemperatur
Das Energiesparen bei Entertainment & PC :
Beim Kauf auf die Energiekennzahlen achten Auf den Stand-by-Betrieb nach Möglichkeit verzichten Es eignen sich schaltbare Steckdosenleisten
Das Energiesparen bei Wohnraumsanierung & Heizungsaustausch :
Tausch von Fenstern und Türen Heizungstausch Installation von Sonnenkollektoren für die Warmwasseraufbereitung Installation von Photovoltaikanlage für die Stromerzeugung
