Praesentation Und Arbeitsblaetter Unterrichtsmodul Wind Lehrerfortbildung Arno Ribbeck Humboldt Gymnasium Tegel

7/25/2019 Praesentation Und Arbeitsblaetter Unterrichtsmodul Wind Lehrerfortbildung Arno Ribbeck Humboldt Gymnasium Tegel

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TuN-9: Auftrieb an einem Flgelprofil

Eff k d A f i b


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Eff k d A f i b

TuN -9: Der Luftwiderstand

Wovon hngt der Luftwiderstand eines Krpers ab?


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Bauanleitung: Modell eines Savonius - Rotors

Der Savonius Rotor ist ein Windgenerator mit Vertikalachse. Unser Modell kann nurdie Funktionsweise zeigen, die erreichbaren Stromstrken sind nur gering.

Material:

1 Papprhre einer Klo-Rolle zur Herstellung von 4 Zylinderhlften

3 Pappscheiben; Radius5

4des Durchmessers der Papprhre

1 Korkscheibe (Flaschenkorken), ca. 1cm dick als Kupplungdiverses Kleinmaterial wie Draht, Kugelschreiberhlle o.. zur Befestigung, Kleber

In der Schule werden dir weiterhin ein kleiner Elektromotor, ein Voltmeter, einAmperemeter, Anschlusskabel und Lastwiderstnde zur Verfgung gestellt.

Bauanleitung:

- die Papprhren in 4 Zylinderhlften teilen

- die Mitte der Pappscheiben mit einer Nadeldurchstechen und ein Kreuz aufzeichnen

- auf zwei der Pappscheiben orientiert an

j il i Li i d f i h


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Experimente mit dem Windkoffer

A. Ribbeck


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Die Leistung kann abhngen von der

Flgelform

Flgelstellung

Flgelanzahl

Eine Windkraftanlage sollte mEine Windkraftanlage sollte mglichst immer mit dem bestenglichst immer mit dem bestenWirkungsgrad arbeiten, d.h. die maximal mWirkungsgrad arbeiten, d.h. die maximal mgliche Leistung ausgliche Leistung ausdem Wind entnehmen.dem Wind entnehmen.

Auf dieAuf die WindgeschwindigkeitWindgeschwindigkeit und dieund die Belastung durch denBelastung durch denVerbraucherVerbraucher hat die Windkraftanlage keinen Einfluss.hat die Windkraftanlage keinen Einfluss.

Wie beeinflussen diese die Leistung?Wie beeinflussen diese die Leistung?

Windgeschwindigkeit

Belastung durch den Nutzer


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Auftrieb:


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Aufgabe: Untersuche, wie die Leistung eines Horizontallufers von der Flgelstellung(Einstellwinkel ) abhngt.

Welche Flgelstellung ist optimal?

Gerte: Experimentierkoffer - Wind, Voltmeter, Amperemeter, Kabel

Vorberlegung:Fertige eine Schaltzeichnung an.

Durchfhrung:

Miss an einem konstanten Lastwiderstand R die Generatorspannung U und die flieende Stromstrke I frverschiedene Einstellwinkel und zwei verschiedene Windgeschwindigkeiten.Verndere dazu zwischen 0 und 90in Schritten von 15.


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Messwerte:

90

75

60

45

30

15

0

P in mWI in mAU in VP in mWI in mAU in V

Windgeschwindigkeit

smv 41 s

mv 62


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Auswertung:

Berechne die jeweiligen Ausgangsleistungen.

Stelle die Abhngigkeit der Leistung P vom Einstellwinkel fr beideWindgeschwindigkeiten in einem Diagramm dar.

Formuliere einen Zusammenhang zwischen Windgeschwindigkeit und Einstellwinkel.Welchen technischen Anforderungen mssen deshalb an eine moderne Windkraftanlagegestellt werden?


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Diagramm:Diagramm:

Auswertung:Auswertung:

Je grJe grer die Windgeschwindigkeit, desto grer die Windgeschwindigkeit, desto grer derer deroptimale Einstellwinkel.optimale Einstellwinkel.

Die maximale Leistung wird bei einem festen Einstellwinkel nur fDie maximale Leistung wird bei einem festen Einstellwinkel nur fr einer einebestimmte Windgeschwindigkeit erreicht.bestimmte Windgeschwindigkeit erreicht.


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Schlussfolgerungen:Schlussfolgerungen:

Moderne Windkraftanlagen mModerne Windkraftanlagen mssen die Rotorblssen die Rotorbltter abhtter abhngig vonngig vonder Windgeschwindigkeit einstellen kder Windgeschwindigkeit einstellen knnen.nnen.

Sie benSie bentigen deshalbtigen deshalb

-- eine automatische Rotorblattverstellungeine automatische Rotorblattverstellung

-- und einen Windmesser.und einen Windmesser.


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Was passiert, wenn sich der Lastwiderstand verndert?

Schaltbild:

Beobachtungen: Erhhe ich RL, so wird I kleiner und U grer.

Die Drehzahl verndert sich.

Frage: Gibt es einen Wert fr RL, an dem die Leistung maximal wird.

(Alle anderen Parameter sind konstant!)

0LR Kurzschlussstrom IK

LR Leerlaufspannung U0


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Berechnet man die Leistung P aus Spannung und Stromstrke fr dieeinzelnen Lastwiderstnde und stellt dann P in Abhngigkeit von R grafisch

dar, so erhlt man die Leistungskennlinie.

Leistungskennline

0

20

40

60

80

100

10 20 30Lastwiderstand in Ohm

Leisutnginm

W


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Aufgabe: Untersuche, wie sich fr jede Flgelzahl die Leistung eines Horizontallufers verndert.

Warum haben die meisten Propellerrotoren3 Rotorbltter?

Gerte: Experimentierkoffer - Wind, Voltmeter, Amperemeter, Kabel

Durchfhrung: s. Protokollblatt

Hinweis:

Berechnung der Umdrehungszahl mit Hilfe des Tacho-Generators:Bei 1000 Umdrehungen pro Minute betrgt die Tachospannung 1,5 V.

UV

UV

xV

Ux

V

U

875,1

100013,0

13,05,1

1000


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WindrotorWindrotorFlFlgelstellunggelstellung

A. RibbeckA. Ribbeck

HumboldtHumboldt -- GymnasiumGymnasium


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Eine Windkraftanlage sollte mEine Windkraftanlage sollte m glichst immer mitglichst immer mitdem besten Wirkungsgrad arbeiten, d.h. diedem besten Wirkungsgrad arbeiten, d.h. diemaximal mmaximal m gliche Leistung aus dem Windgliche Leistung aus dem Windentnehmen.entnehmen.

Auf dieAuf die WindgeschwindigkeitWindgeschwindigkeit und dieund die BelastungBelastungdurch den Verbraucherdurch den Verbraucher hat die Windkraftanlagehat die Windkraftanlagekeinen Einfluss.keinen Einfluss.

Wie beeinflussen diese die Leistung?Wie beeinflussen diese die Leistung?


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Messwerte unseres Experim ents:Messwerte unseres Experim ents:

Untersuchung der opt imalen FlUntersuchung der opt imalen Flgelstellunggelstellung


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Diagramm:Diagramm:

Auswertung:Auswertung:

Je grJe grer die Windgeschwindigkeit, desto grer die Windgeschwindigkeit, desto grer derer deroptimale Einstellwinkel.optimale Einstellwinkel.

Die maximale Leistung wird bei einem festen Einstellwinkel nurDie maximale Leistung wird bei einem festen Einstellwinkel nurffr eine bestimm te Windgeschwindigkeit erreicht .r eine bestimm te Windgeschwindigkeit erreicht .


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Protokoll zum Thema: Ermittlung des Leistungskennlinie eines Savoniusrotors

Gruppe:

Protokollant/in: Datum:

Aufgabe: Bestimme bei konstanter Windgeschwindigkeit die Leistungskennlinie

des Savoniusrotors

Gerte und Hilfsmittel:Experimentiertzubehr Windkoffer, Voltmeter, Amperemeter, Kabel

Prinzipschaltbild:

Durchfhrung:

Nimm fr den von dir gebauten Rotor die Leistungskennlinie fr eine konstante Windgeschwindigkeit auf.Variiere dazu den Belastungswiderstand der Messbox in sinnvollen Schritten und bestimme Spannungsowie Stromstrke.

Messwerte:

= ui d=

m


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Protokoll zum Thema: Ermittlung des Leistungskennlinie eines Savoniusrotors

Gruppe:


Aufgabe: Bestimme bei konstanter Windgeschwindigkeit die Leistungskennliniedeines Savoniusrotors

Gerte und Hilfsmittel:Experimentiertzubehr Windkoffer, Voltmeter, Amperemeter, Kabel

Prinzipschaltbild:

Durchfhrung:

Nimm fr den von dir gebauten Rotor die Leistungskennlinie fr eine konstante Windgeschwindigkeit auf.

Variiere dazu den Belastungswiderstand mit der Kaskade in Schritten von 1 bis zum Erreichen derLeerlaufspannung.

Messwerte:d=

m


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Vergleich von Windrdern

A. Ribbeck


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Entwickle einen Versuch, mit dem man die feststellen kann, welcherWiderstandslufer der Beste ist.

Wir mssen untersuchen, welcher Generator diegrte elektrische Leistung erbringt!


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Die elektrische Leistung

Die elektrische Leistung gibt an, welche elektrische Energie pro Zeit

bezogen oder geliefert wird .

Formelzeichen: P Engl. power

Einheiten: 1 Watt (1W)

1 W = 1000 mW1 kW = 1000 W1MW = 1000000 W


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Die Bestimmung der elektrischen Leistung

Die elektrische Leistung eines Gertes oder eines Generators berechnet sich aus

dem Produkt der anliegenden Spannung und der dabei flieenden Stromstrke.

Fr die Einheiten folgt:

Um die Leistung eines Modell-Windgenerators zu bestimmen, mssenan einem konstanten Lastwiderstand U und I gemessen werden.

IUP

AVW 111 AmVmW 111

mAVmW 111


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Versuchsaufbau mit dem Windkoffer:

1. Entwirf einen Schaltplan!Was ist wichtig?

Worauf kann verzichtet werden?

Von welchen Faktoren kann die Leistung anhngen?Welche Gren mssen konstant sein?

3. Formuliere die Versuchsdurchfhrung mit eigenen Worten.

2. berlege, wie du experimentell vorgehen wrdest?


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U in V P in mWI in mARotor

Messwerte und Berechnungen:

Auswertung:Berechne die jeweiligen Leistungen und vergleiche.Formuliere auch entsprechende Je - desto Aussagen.


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WindrWindrderderWiderstandslWiderstandsluferufer

A.RibbeckA.Ribbeck



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Bei WiderstandslBei Widerstandslufern erfolgt die Drehung desufern erfolgt die Drehung desRotors durch den Luftwiderstand infolge einerRotors durch den Luftwiderstand infolge einerRelativbewegung zwischen Rotor undRelativbewegung zwischen Rotor undUmgebungsluft.Umgebungsluft.


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Wovon ist der Luftw iderstand eines KWovon ist der Luftw iderstand eines Krpers abhrpers abhngig?ngig?


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Bewegt sich ein KBewegt sich ein Krper relativ zur Luft, so wirkt einerper relativ zur Luft, so wirkt eineWiderstandskraft (Luftreibungskraft) der BewegungWiderstandskraft (Luftreibungskraft) der Bewegungentgegen.entgegen.

Diese ist abhDiese ist abhngig von:ngig von:

-- Der Geschwindigkeit r elativ zur LuftDer Geschwindigkeit r elativ zur Luft

-- LuftangriffsflLuftangriffsflcheche AAgrgr te Querschnittsflte Querschnittsflche senkr echt zur Bewegungche senkr echt zur Bewegung

-- LuftdichteLuftdichte

geometrische Formgeometrische Form

OberflOberflchenbeschaffenheitchenbeschaffenheit

Anstellwinkel der AngriffsflAnstellwinkel der Angriffsflchechezum Windzum Wind

-- ccww -- WertWert

WiderstandsbeiwertWiderstandsbeiwert


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ccww Werte einiger KWerte einiger Krper:rper:


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TuN 9: Arbeitsplan reg. Energien bis Wind

Inhalt Medien

1 Was sind regenerative Energien? Risiken und Chancen...sind ber lngere Zeitrume gesehen quasi in beliebiggroer Menge vorhanden, knnen aber laufend nur inbegrenztem Umfang entnommen werden.

Beitrag Eike Roth in

Text-erneuerbar.pdf

2 Energieumwandlungen und flsse,Energieflussdiagramme

AB-Energiebegriff.pdfAB-Energieumwandlungen.pdf

3 Wirkungsgrad, Aufgaben AB-Wirkungsgrad.pdf

4-6 Aufgabe 4 Flussdiagramme erstellen lassen, vergleichenmit reg. EnergienBeispiele mit Prsentation diskutierenZusammenfassung reg. EnergienSpeicherfhigkeit, - Problemstellung

reg-Energien-TuN.pptAB-reg-Energie.pdf

Weiter mit Windenergie


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TuN 9: Arbeitsplan reg. Energien, Wind

Inhalt Medien

6 Energie des Windes:3

2

1vtAE

kin , Interpretation

Windrder: persische Windmhle - Bockwindmhle

Windrder.ppt

HA: Bau des SavoniusrotorsBauanleitung-Savonius.pdf

7 Luftwiderstand, Abhngigkeiten , speziell cw Wert,Schalenkreuzanemometer

Luftwiderstand.ppt

8 Leistungsbestimmung fr WindgeneratorenIUP bei konstantem Lastwiderstand, Vergleich der

Messwerte, Lehrlaufspannung, KurzschlussstromstrkeErgebnis: Bei einem Widerstandslufer hngt die Leistungvon der Rotoranzahl, Anstellwinkel und cw-Wert ab

DE:Messungen am Savoniusrotor und amWindrad als Widerstandslufer,Windexperiment1-Widerstandslufer.pdfLeistungsmessung.pptVgl. z.B. durch Vernderung des Winkelsund der Flgelanzahl beim Windrad

9 Untersuchung am normalen Windrad Experimente-an-Windrdern.pptWindexperiment2-Flgelform.pdf

10 Klrung: Auftriebsprinzipist fr Drehbewegung des Rotorsverantwortlich, Krftezerlegung am Flgel

AB-Auftrieb.pdfMausfilm

12 Untersuchung der Leistung vom Einsstellwinkel Windexperiment3-Flgelstellung.pdf

13 ff Aufbau und Messen am eigenen ModellParallel dazu bearbeiten die Schler, die nicht messenknnen die Abh. von der Anzahl der Rotorbltter

Kennlinie-Savoniusrator.pdf

Windexperiment4-Flgelanzahl.pdf


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Protokoll zum Thema: Welcher Widerstandslufer ist der Beste?

Gruppe:


Aufgabe: Untersuche, wie sich verschiedene Flgelformen auf die Leistung einesWiderstandslufers auswirken.

Gerte und Hilfsmittel: Experimentiertzubehr Windkoffer, Voltmeter, Amperemeter, Kabel

Vorberlegung: Beschreibe den Versuchsaufbau, die physikalischen Grundlagen und dieStruktur der Messungen und des Vergleichs. berlege dazu, welche

Faktoren die Leistung der Widerstandslufer beeinflussen knnen.

Aufbau:


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Protokoll zum Thema: Welche Flgelform ist die Beste?

Gruppe:


Aufgabe: Untersuche, wie sich verschiedene Flgelformen auf die Leistung einesWindrades - Horizontallufer - auswirken.


Vorberlegung: Beschreibe den Versuchsaufbau und die grundlegende Idee derMessungen. berlege, welche Mglichkeiten untersucht werden mssen.

Fertige ein Ersatzbild fr die Mess-Schaltung an.

Aufbau:


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Protokoll zum Thema: WelcheFlgelstellungist optimal?

Gruppe:


Aufgabe: Untersuche, wie die Leistung eines Horizontallufers von derFlgelstellung (Einstellwinkel ) abhngt.


Aufbau:


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Protokoll zum Thema: Warum verwenden wir Rotoren mit 3 Rotorblttern?

Gruppe:


Aufgabe: Untersuche, wie sich fr jede Flgelanzahl die Leistung desWindrades verndert.


Aufbau:

Durchfhrung:

Fr die jeweilige Flgelanzahl wurden in drei

verschiedenen Messreihen bei sichverndernden Belastungswiderstnden R an derMessbox die Generatorspannung U und diedabei durch R flieende Stromstrke Igemessen.

Um die zugehrige Umdrehungszahl desWindrades zu bestimmen, wurde durchUmstecken der Messleitung eine

Tachospannung UTGbestimmt.

Diese Tachospannung betrgt bei 1000Umdrehungen pro Minute genau 1,5 V .

Messwerte:


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Auswertung:

Beschreibe den Versuchsaufbau und die physikalischen Grundlagen der Messung.

Berechne die jeweiligen Leistungen und die Umdrehungszahlen, bei denen diese Leistung erzielt wird.

Beispiel: Flgelzahl 2:

Fr die Leistung folgt: R = 20 e P = 0,25V$ 14 mA = 3, 5 mW

Fr die Drehzahl folgt:

1000 Umdrehungen

1, 5 V =

x Umdrehungen

0, 4 V ex =

0, 4V$ 10001, 5 V

= 266, 6 min1 270 min1

Stelle fr jede Flgelanzahl den Zusammenhang Drehzahl - Leistung in dem unten gegebenenDiagramm dar.

Ermittle fr jede Flgelzahl, bei welcher Drehzahl die hchste Leistung erreicht wird. WelcherZusammenhang zwischen Flgelzahl und optimaler Drehzahl kann daraus abgeleitet werden?

Bei welcher Flgelzahl wurde die grte Ausgangsleistung gemessen?

Erklre das Zustandekommen der Ergebnisse.


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WindrWindrderder

A.RibbeckA.Ribbeck



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Vergleiche die verschiedenenVergleiche die verschiedenenWindrWindrder hinsicht lich ihrerder hinsicht lich ihrer

Eigenschaften!Eigenschaften!


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Die Abbildung zeigt eine persische HorizontalwindmDie Abbildung zeigt eine persische Horizontalwindm hle.hle.ErklErklre die Funktionsweise . Wie kann auf wechselnde Windstre die Funktionsweise . Wie kann auf wechselnde Windst rkenrkenreagiert werden?reagiert werden?


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BockwindmBockwindmhlehle

Nenne einen VorteilNenne einen Vorteilgegengegenber derber derpersischenpersischenWindmWindm hle.hle.


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Welche Energie hat der Wind?Welche Energie hat der Wind?

Ordne den PfeilenOrdne den Pfeilen

physikalische Grphysikalische Gren zu.en zu.


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Welche Energie hat der Wind?Welche Energie hat der Wind?

Ordne den PfeilenOrdne den Pfeilen

physikalische Grphysikalische Gren zu.en zu.


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Welche Energie hat der Wind?Welche Energie hat der Wind?2

2

1vmEkin Kinetische EnergieKinetische Energie

2

2

1vtvAEkin

3

2

1vtAEkin

2

2

1vVEkin

FFr die Leistung des Windes ergibt sich:r d ie Leistung des Windes ergibt sich:

3

2

1vA

t

E

Zeit

EnergieP

und dem durchstrund dem durchstr mtenmtenLuftvolumen folgtLuftvolumen folgt

V

V

mMit der Dichte der LuftMit der Dichte der Luft folgtfolgt


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TuN -9: Energie und Energieumwandlungen

Verschaffe dir einen berblick ber die verschiedenen Energieformen.Bearbeite anschlieend die Aufgaben.


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Trage in das Rechteck den Namen des Energiewandlers ein, dann die entsprechenden Ausgangsenergienund die umgewandleten Energieformen.


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Wieso gelten Energien aus Sonne, Wind und Wasser als erneuerbar?

Von Eike Roth

Im normalen Sprachgebrauch bedeutet die Nachsilbe bar, dass der Mensch etwas tut bzw. tun kann.Lsbar ist z. B. eine Aufgabe, wenn wir sie lsen knnen, erneuerbar ist etwas, wenn wir es erneuernknnen. Da Energie physikalisch gesehen aber nicht erzeugt, sondern nur von einer Form in eine ande-re umgewandelt werden kann, kann es genau genommen gar keine erneuerbaren Energien geben. Innicht ganz korrektem, aber eingebrgertem Sprachgebrauch wird erneuerbar bei Energien jedoch in derBedeutung von sich erneuernd bzw. regenerativ verwendet. Bei diesen Energien sind es zwar nichtwir Menschen, die sie erneuern, sondern sie tun das von selbst, bzw. die Natur stellt sie uns immer wiedererneut zur Verfgung.

Aufgrund des laufenden Nachschubs durch die Natur verringern sich erneuerbare Energien durchunseren Verbrauch nicht, sondern bleiben in immer gleicher Menge verfgbar. Allerdings nimmt man esdamit nicht ganz so genau. Die Verfgbarkeit von Strom aus einem Wasserkraftwerk z. B. ist natrlich nichtimmer gleich, sondern vom Wetter abhngig (insbesondere vom Niederschlag) und wenn wir das Wasseraus einem Stausee einmal verbraucht haben, steht uns so lange keines - und damit auch keine Energie- mehr zur Verfgung, bis es (wetterabhngig) wieder ausreichend nachgeflossen ist. Trotzdem zhlt dieWasserkraft natrlich zu den erneuerbaren Energien. Auch Windenergie und Sonnenenergie zhlen dazu,ebenso z. B. die Energie der Meereswellen, der Gezeiten, der Erdwrme, sowie die aus Biomasse gewinn-bare Energie (diese allerdings nur mit Einschrnkungen, da regional in vielen Entwicklungslndern Holzschneller verfeuert wird als es nachwachsen kann).

Manchmal werden die erneuerbaren Energien auch als unerschpflich bezeichnet. Auch das ist nichtganz korrekt. Wenn man z. B. aus einem Stausee mehr Wasser entnimmt, als nachfliet, erschpft manden Wasservorrat (und damit den Energievorrat) natrlich allmhlich. Stoppt man dann allerdings dieEntnahme, fllt sich der Stausee langsam wieder auf. Ist er wieder voll, hat man wieder die gleiche Ener-giemenge zur Verfgung. Unerschpflich gilt daher nur bezglich der ber lange Zeitrume insgesamt


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in geeigneter Lage zwischengespeichert. Zur Stromerzeugung nutzen wir dann die in diesem Wassergespeicherte potentielle Energie (Lageenergie) aus. Analog nutzen wir beim Wind die in der bewegtenLuft als kinetische Energie (Bewegungsenergie) zwischengespeicherte Sonnenenergie aus usw. Nur sindhier die Energiespeicher so klein, dass wir sie durch unsere Nutzung mehr oder weniger sofort entleeren.

Wir nutzen die erneuerbaren Energien daher nur in dem Mae, wie die Zwischenspeicher von Natur ausnachgefllt werden. Dass wir eigentlich auf Zwischenspeicher zugreifen, ist uns dabei meist gar nicht be-wusst. Dieses Nachfllen der Zwischenspeicher bezeichnen wir als das sich selbst Erneuern der Energie.

Bei den fossilen Energien nutzen wir genauso einen natrlichen Zwischenspeicher von Sonnenergie aus,nmlich Kohle, l oder Gas. Nur ist hier der Speicher im Laufe von Hunderten von Jahrmillionen aufgeflltworden und wir nutzen ihn heute so, dass wir ihn in demgegenber sehr viel krzeren Zeitrumen entlee-ren. Hier sind wir uns ber das (heute allerdings nur sehr langsam ablaufende) Nachfllen meist gar nicht

bewusst und bedienen uns wie selbstverstndlich des vorhandenen Speicherinhaltes. Daher sprechen wirvon erschpflicher Energie. Bei den erneuerbaren Energien leben wir vom Nachfllen der Speicher undsprechen daher von unerschpflichen Energien. Wrden wir die fossilen Energien auch nur in dem Manutzen, wie die Speicher heute nachgefllt werden, knnten wir zwar laufend nur sehr geringe Energie-mengen entnehmen, wrden dieses aber ohne Schmlerung der Vorrte unendlich lange tun knnen. Beisolcher Nutzung wren auch die fossilen Energien erneuerbar. Erneuerbar oder nicht erneuerbar istdaher nur eine Frage der Nutzungsintensitt.

Nur bei der Kernenergie ist es etwas anders: Die Kernbrennstoffvorrte stammen noch aus der Entstehung

der Erde und werden heute nicht nachgebildet. Hier leben wir immer von der Substanz. Allerdings ist diein diesen Energiespeichern gespeicherte Energiemenge so gro, dass sie die Bedrfnisse der Menschenin jedem Fall ber viele Jahrtausende decken kann. ber eine Erschpfung dieser Vorrte mssen wir unsheute keine Gedanken machen (nur ber die Form, wie wir sie nutzen knnen oder wollen).

Literatur

Eike Roth: Sonnenenergie Was sie bringt - was sie kostet, Friedmann Verlag Mnchen 1999, ISBN

T N 9 E i d E i dl


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Verschaffe dir einen berblick ber die verschiedenen Energieformen.Bearbeite anschlieend die Aufgaben.

T N 9 E i d E i dl


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1. Trage in das Rechteck den Namen des Energiewandlers ein, dann die entsprechendenAusgangsenergien und die umgewandelten Energieformen.

Verwende die folgenden Bezeichnungen:Epot potenzielle Energie (Lageenergie) Ekin kinetische Energie (Bewegungsenergie)

Espann Spannenergie Q - Wrmeenergie

ELicht Lichtenergie Eelek elektrische Energie Echem chemische Energie

T N 9 E gi d E gi m dl g


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TuN 9: Energie und Energieumwandlungen


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Vervollstndige die Abbildung. Vergleiche anschlieend mit der Aufgabe 4 des AB-Energieumwandlungen.Formuliere eine Aussage, die den prinzipiell hheren Wirkungsgrad regenerativer Energietrger erklrt.

TuN 9: E i dl Der Wirkungsgrad


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TuN -9: Energieumwandlungen Der Wirkungsgrad

TuN 9: E i dl Der Wirkungsgrad


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TuN -9: Energieumwandlungen Der Wirkungsgrad

4. Berechne den Wirkungsgrad eines Autos!

5. Flle die Spalten 2 4 der Tabelle aus.

Energiewandler von nach Wirkungsgrad in %geschtzt

Wirkungsgrad

Ottomotor

Dieselmotor


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Energieflsseund regenerative Energien

A.RibbeckA.Ribbeck



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Quelle: ADAC Motorwelt 6/2011


62/76

Quelle: ADAC Motorwelt 6/2011


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Welche Energietrger sind dargestellt?


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Ergnze die Darstellung auf deinem Arbeitsblatt.


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Zusammenfassung

Werden regenerative Energietrger direkt in elektrische Energieumgewandelt, so fehlt die Wrmeenergie als Zwischenstufe beider Umwandlung in kinetische Energie.

Dadurch ermglichen regenerative Energietrger einenprinzipiell hheren Wirkungsgrad.


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Speichermglichkeitenverschiedener Energieformen

Strahlungsenergie

elektrische Energie

thermische Energie

chemische Energie

kinetische Energie

potenzielle Energie

SpeichermediumSpeicherfhigkeitEnergieform


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Strahlungsenergie

elektrische Energie

thermische Energie

chemische Energie

kinetische Energie

Pumpspeicherwerksehr gutpotenzielle Energie



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Strahlungsenergie

elektrische Energie

thermische Energie

chemische Energie

Schwungradgering, nur kurzzeitigkinetische Energie




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Strahlungsenergie

elektrische Energie

thermische Energie

Akkumulatorsehr gutchemische Energie





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Strahlungsenergie

elektrische Energie

Thermo-Gefgering, nur kurzzeitigthermische Energie






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Strahlungsenergie

Kondensatorsehr schlechtelektrische Energie







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----KeineStrahlungsenergie

Kondensatorsehr schlechtelektrische Energie






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