1 DVD „energietal toggenburg – das sind wir“

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DVD „energietal toggenburg – das sind wir“
Inhalte:
Kapitel 1

DVD (55 Minuten)

Einleitung für Lehrpersonen

Schülerblätter als Anregungen für vertiefende Energielektionen

Lösungen für Lehrpersonen
DVD „energietal toggenburg – das sind wir“
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Einleitung für die Lehrpersonen
DVD energietal toggenburg –
das sind wir
Stufe: 1. – 3. 4. – 6. 7. – 9.
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Die DVD „energietal toggenburg – das sind wir“ erzählt die Vision des energietal toggenburg. Peter
Donatsch, Mirjam Grob und Thomas Rickenmann haben Menschen im ganzen Toggenburg besucht,
die sich für eine saubere Energiezukunft einsetzen. Daraus ist ein einstündiger Film entstanden der
eindrücklich zeigt, welche Kraft die Begeisterung entfaltet und was Menschen bewirken können, wenn
sie handeln. Die Menschen im Film erzählen voller Stolz warum sie selber erneuerbare Energien
nutzen und von einer nachhaltigen Energieversorgung überzeugt sind. Schülerinnen und Schüler der
Mittelstufe beschreiben, was für sie Energie bedeutet.
An Motivation, Begeisterung, Innovation und tatkräftigen Menschen fehlt es im Toggenburg nicht.
Lassen auch Sie sich anstecken und schauen Sie selbst!
Dauer:
55 Minuten
Kontaktadresse und Ausleihe
energietal toggenburg
Teilprojekt energieakademie
071 987 00 77
www.energietal-toggenburg.ch
[email protected]
Vertiefender Unterricht zur DVD
Stufe: 1. – 3. 4. – 6. 7. – 9.
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Die Menschen im Film „energietal toggenburg – das sind wir“ bringen das Thema Energie engagiert
nahe und verschaffen einen Überblick über die Nutzungsmöglichkeiten erneuerbarer Energien anhand
von Anlagen im Toggenburg.
Die folgenden Schülerblätter können Anregungen bieten, für vertiefende Lektionen zur DVD.
Lernziele
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Kapitel 1
Die Schüler können erklären, was das energietal toggenburg bedeutet.
Sie wissen, was fossile Energien sind.
Sie kennen verschiedene erneuerbare Energien.
Sie wissen, wie einzelne Anlagen funktionieren.
Sie haben Ideen, wie sie selber Energie sparen können.
DVD „energietal toggenburg – das sind wir“
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Schülerblatt 1
Einführung
Im Film erzählen Menschen aus dem Toggenburg, warum sie sich fürs energietal toggenburg
einsetzen. Das energietal toggenburg ist eine grosse Vision. Alle Energie die ihr braucht um
das Handy zu laden, ein Computergame zu spielen, im Winter ein geheiztes Zimmer zu
haben, bei Licht lesen zu können, einfach alle Energie, die ihr und alle anderen Leute im
Toggenburg jeden Tag benötigen, soll im Toggenburg produziert werden. Wie der Film zeigt,
gibt es schon viele Leute, die Energie sparen und die eine Anlage betreiben, um saubere
Energie zu produzieren. Denn wenn wir unsere eigene Energie produzieren, können wir
darauf schauen, dass diese Energie der Umwelt möglichst wenig schadet. Das sind die
erneuerbaren Energien. Und wir können uns darauf achten, dass wir Energie sparen. So
müssen wir auch weniger Energie produzieren.
Fragen
1. Was bedeutet für dich Energie?
2. Wozu brauchst du Energie?
3. Versuche zu beschreiben, was «energietal toggenburg» bedeutet?
Kapitel 1
DVD „energietal toggenburg – das sind wir“
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Schülerblatt 2
Energiewende
Auch die Schweiz hat eine Vision. Sie will die
Stromversorgung umbauen. Das grosse Unglück
im Atomkraftwerk Fukushima in Japan hat das
Vertrauen in die Kern- oder Atomenergie in der
ganzen Welt erschüttert. In der Schweiz haben die
Politikerinnen und Politiker entschieden, die fünf
Atomkraftwerke am Ende ihrer Betriebszeit
stillzulegen und nicht zu ersetzen.
Heute erzeugen wir aber
 35,8 % des Schweizer Stroms in unseren
Atomkraftwerken
 58,7 % stammen aus Wasserkraftwerken
(26,2 % Laufwasserkraftwerke und 32,5 %
Spreicherkraftwerke).
 5,5 % liefern thermische Kraftwerke und
erneuerbare Energien.
Wir müssen in den nächsten 20 bis 30 Jahren den
Strom der Atomkraftwerke ersetzen und mit
anderen Anlagen erzeugen.
Um dieses Ziel zu erreichen wollen wir:
 Energie aus erneuerbaren Energien
erzeugen.
 Energie sparen
 Energie sparende Geräte und Technik
nutzen
Strommix in der Schweiz
Erneuerbarer Strom im
Toggenburg
Wasserkraft
Photovoltaik
46%
Biomasse
51%
3%
Dieser Umbau der Energieversorgung wird auch
die Energiewende genannt. Daran müssen alle
mitarbeiten, damit sie gelingt. Sie betrifft neben
dem Strom auch die Wärme und die Mobilität.
Frage
1. Was denkst du, ist es einfach die Energiewende zu schaffen? Begründe deine Meinung
Kapitel 1
DVD „energietal toggenburg – das sind wir“
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Schülerblatt 3
Verschiedene Energien
Energie macht unser Leben angenehm und bringt uns viel Luxus.
Einige Energiearten schaden beim Verbrauch aber unserer Umwelt.
Fossile Energien
Haben wir zum Beispiel eine Öl- oder eine
Gasheizung im Schulhaus oder zu Hause, so
verbrennen wir zum Heizen das Öl oder das Gas.
Auch beim Autofahren wird das Benzin verbrannt.
Das Verbrennen von Öl, Gas, Kohle und Benzin gibt
Abgase. Ein besonders schädliches Abgas heisst
Kohlendioxid (CO2). Kohlendioxid ist ein
Treibhausgas. Wenn immer mehr Kohlendioxid in
die Atmosphäre gelangt, gerät der Treibhauseffekt
der Erde aus dem Gleichgewicht. Die Erde erwärmt
sich. Es kommt zu Klimaveränderungen auf der
ganzen Welt.
In der Schweiz schmelzen beispielsweise Gletscher
ab oder es gibt häufiger Hochwasser.
Ein eindrückliches Beispiel für die
Klimaerwärmung: Das Abschmelzen
der Gletscher.
Das obere Bild zeigt den
Morteratschgletscher im Engadin im
Jahr 1911. Das untere Bild ist im Jahr
2008 aufgenommen
Die Energien Öl und Gas sowie die Kohle
heissen fossile Energien. Benzin wird aus Erdöl
hergestellt und gehört auch dazu.
Die fossilen Energien haben sich aus
abgestorbenen, kleinsten Lebewesen gebildet. Das
hat Millionen von Jahren gedauert. Wir Menschen
brauchen diese Energien in kurzer Zeit auf.
Von aller Energie, welche die Menschen auf der ganzen Welt brauchen sind 80 % fossile
Energien. Eines Tages wird es keine fossilen Energien mehr geben. Sie heissen deshalb
auch «nicht erneuerbare Energien».
Für das energietal toggenburg und für die Energiewende ist es deshalb wichtig, dass wir
weniger fossile Energien brauchen.
Kapitel 1
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Schülerblatt 4
Atomenergie
Auch Uran, das in Atomkraftwerken für die Stromproduktion genutzt wird (Kernspaltung),
gehört zu den nicht erneuerbaren Energieträgern. Ausserdem ist es radioaktiv. Passiert
ein Unfall, wie im Atomkraftwerk Fukushima in Japan, so wird das ganze Gebiet verstrahlt.
Menschen, Tiere und Pflanzen können über Jahrzehnte nicht mehr hier leben ohne krank zu
werden und an der Verstrahlung sogar zu sterben.
Auch der Abfall aus den Atomkraftwerken, die verbrauchten Brennstäbe, sind radioaktiv.
Noch kein Land auf der Welt hat eine Lösung gefunden, wie und wo wir diese Brennstäbe
sicher lagern können, denn sie geben noch über Tausende Jahre lebensgefährliche
Strahlung ab. Deshalb will die Schweiz die Energiewende.
Fragen
1. Welches sind fossile Energien?
2. Kennst du Nachteile der fossilen Energien?
3. Welche Gefahr birgt die Atomenergie?
Kapitel 1
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Schülerblatt 5
Erneuerbare Energien
Doch was können wir tun, damit wir nicht mehr so viel fossile Energien und Atomenergie
brauchen? Als Möglichkeit bieten sich die erneuerbaren Energien.
Das sind alle Energien, die nach unserer Vorstellungskraft ewig zur Verfügung stehen oder
nachwachsen.
Erneuerbare Energien sind:
 die Sonne
 die Wärme im Erdinnern (Geothermie). Je
tiefer wir in die Erdkugel vorstossen, desto
wärmer wird es.
Die Sonne strahlt täglich auf die Erde und ist deshalb
unsere erste und wichtigste Energiequelle.
Mit Hilfe der Sonne entstehen weitere erneuerbare
Energien auf unserem Planet:
 Biomasse
Dazu gehören alle pflanzlichen und tierischen
Stoffe, die dank Sonnenenergie und Sauerstoff
wachsen können. Sie sind gespeicherte
Sonnenenergie.
Als Energiequellen nutzen wir
- Holz
- Energiepflanzen (Chinaschilf, Raps)
- Bio-Abfall, also Gemüsereste, Gartenabfälle
- oder Mist in der Landwirtschaft.
 Wind
 Wasser
Wind und Wasser sind dank der
Sonneneinstrahlung auf der Erde immer
verfügbar.
Erneuerbare Energien haben einen weiteren
Vorteil: Sie sind sauber.
Wenn wir sie für die Energieerzeugung nutzen,
entstehen kaum giftige Stoffe. Es gelangt kein
CO2 in die Luft.
Ausserdem gibt es die erneuerbaren Energien vor
unserer Haustür. Wir müssen sie nicht aus dem
Ausland importieren, wie beispielsweise das Erdöl.
Wir können sie im Toggenburg nutzen.
Kapitel 1
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Schülerblatt 6
Fragen
1. Welche erneuerbaren Energien hast du im Film kennen gelernt?
2. Warum ist die Sonnenenergie am wichtigsten?
3. Kennst du die Vorteile der erneuerbaren Energien?
4. Welche erneuerbare Energie möchtest du am liebsten nutzen und warum?
Kapitel 1
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Schülerblatt 7
Sonnenenergie
Sonnenkollektoren zur Wassererwärmung
Heute kennen wir Techniken, um die Sonnenenergie
direkt zu nutzen.
Mit Sonnenkollektoren können wir Wärme gewinnen,
um zum Beispiel heisses Wasser für den Haushalt und
die Heizung zu erzeugen.
Der Absorber, das Herzstück der Anlage im Innern des
Sonnenkollektors (A) nimmt die Energie des
Sonnenlichts auf und wandelt sie in Wärme um. Im
Absorber zirkuliert eine Flüssigkeit. Sie transportiert
die Wärme über eine Zirkulationsleitung (B roter Teil)
zum Wasserspeicher (C). Die Sonnenwärme wird nun
ans Wasser im Speicher abgegeben und für die
Erwärmung des Warmwassers (F) und die
Zentralheizung genutzt. Das Wasser kühlt sich ab und
gelangt über eine Umwälzpumpe (D) wieder zum
Kollektor, wo der Kreislauf von Neuem beginnt.
Eine Zusatzheizung (E) erzeugt die restliche Wärme für
die Zentralheizung.
Solarzellen zur Stromproduktion
Mit Solarzellen können wir aus der Sonne direkt
Strom gewinnen. Diese Technik heisst Photovoltaik.
Viele Solarzellen zusammen bilden ein Solarpanel (A).
Das Herzstück einer Solarzelle ist ein hauchdünnes
Plättchen (meist aus dem Metall Silizium), welches das
Sonnenlicht auffängt und in Strom umwandelt. Dieser
Strom kann über einen Wechselrichter (B) in unser
normales, öffentliches Stromnetz (C) eingespeist
werden, so dass kein Speicher für die Energie nötig ist.
Je häufiger und stärker die Sonne auf diese Panels
scheint, umso mehr Strom wird produziert. An Orten wo
die Sonne wenig scheint eignen sich
Photovoltaikanlagen deshalb nicht sehr gut. Im
Toggenburg hingegen, wo es wenig Nebel hat,
lohnt es sich, solche Anlagen zu bauen.
Photovoltaikanlagen werden meist auf Dächern von
Fabrikhallen oder Wohnhäusern installiert und
benötigen dann keinen zusätzlichen Platz.
Kapitel 1
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Schülerblatt 8
Da die Sonne im Toggenburg wegen der Erdkrümmung nicht senkrecht über unseren Köpfen
steht, sondern immer etwas südlich, ist es sinnvoll, die Solarpanels nach Süden
auszurichten. So können sie möglichst viel Sonnenenergie aufnehmen. Denn je senkrechter
die Sonne auf das Panel trifft, umso mehr Strahlung kann jede einzelne Zelle aufnehmen.
Sonnenstrahlen
Solarpanel
Fragen
1. Miss die Abstände zwischen den einzelnen Sonnenstrahlen. Was stellst du fest?
2. Du hast zwei Möglichkeiten gesehen, um die Sonnenenergie zu nutzen. Schreibe sie auf und
notiere auch, welche Energie wir damit gewinnen?
3. Kennst du Solaranlagen in deiner Nähe? Wo?
Kapitel 1
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Schülerblatt 9
Windkraft
Die Windkraft ist eine Energiequelle, die wir schon
seit über 3000 Jahren nutzen. Heutige Windräder
funktionieren noch weitgehend gleich. Der Wind treibt
einen Propeller an. Zahnräder übertragen die
Drehbewegung dorthin, wo etwas angetrieben werden
soll. Früher waren das meist schwere Mühlsteine.
Heute wird die Bewegung auf einen Generator
übertragen und mit Magneten eine elektrische
Spannung, also Strom, erzeugt.
In Europa produziert vor allem Deutschland im
Norden des Landes mit Windkraft Strom. Seit einigen
Jahren werden auch in der Nordsee grosse Parks mit
mehreren Dutzend Windrädern gebaut. Diese
sogenannten Offshore Anlagen haben den Vorteil,
dass auf dem Meer meist ein gleichmässiger Wind
weht, der relativ konstant Strom produziert.
Ein Windpark in Andermatt (Bild
oben)
Eigenkonstruktion eines Windrads
von Köbi Knaus im Chüeboden bei
Wildhaus (Bild unten)
Windenergie ist die günstigste erneuerbare
Energiequelle. Sie hat aber den Nachteil, dass sich
nur Strom produzieren lässt, wenn der Wind bläst.
Zudem werden die grossen Windräder häufig als
störend in der Landschaft empfunden.
Im Toggenburg stehen bis jetzt zwei Windanlagen: in
Oberhelfenschwil und im Chüeboden bei Wildhaus
(Film und Bild rechts). Letztere ist eine
Eigenkonstruktion eines Toggenburger Landwirts. Da
in unserem Tal der Wind nur sehr unregelmässig
weht, werden kaum neue Windräder dazu kommen.
Eine Ausnahme bildet das Berggasthaus Gamplüt.
Dort ist ein vertikales Windrad geplant, ein Rad, das
sich um die Höhenachse dreht. Diese Art benötigt
weniger Platz und wirft kleinere Schatten.
Frage
1. Welche Vorteile und welche Nachteile hat die Windenergie?
Vorteile:
Nachteile:
Kapitel 1
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Schülerblatt 10
Wasserkraft I
Die Wasserkraft ist wohl die älteste Energieform, die
sich der Mensch zu Nutze macht, indem er
Wasserräder an Flüsse und Bäche baute.
Im Toggenburg wird etwa 1/5 des gesamten
Stromverbrauchs mit Wasserkraft gedeckt. Die
Thur ist daher der wichtigste Trinkwasserversorger
des Tals und die wichtigste Energiequelle. In über 20
Kleinwasserkraftwerken nutzt das Toggenburg die
Energie des Wassers.
Heutige Wasserkraftwerke lassen sich in zwei
Kategorien aufteilen.
Speicherkraftwerke
Die eindrücklichere Art die Wasserkraft zu nutzen,
sind die grossen Speicherkraftwerke, wie sie in den
Alpen stehen. Dabei fluten wir ganze Täler mithilfe
von Staumauern oder Talsperren, so dass ein
Stausee entsteht. Das gestaute Wasser wird über
eine Turbine abgelassen und so Strom erzeugt. Der
Vorteil dieser Technik ist, dass die Energie auf Abruf
bereitsteht. So kann zum Beispiel um die Mittagszeit,
wenn wir am meisten Strom benötigen, mehr Wasser
abgelassen und mehr Strom produziert werden.
Wenn wir weniger Strom benötigen, lässt sich die
Leistung des Kraftwerks bis auf null zurückfahren.
Speicherkraftwerke liefern sogenannte
Spitzenenergie.
Laufkraftwerke
Die andere Art der Wasserkraftwerke heisst, Flussoder Laufkraftwerk. Alle Wasserkraftwerke im
Toggenburg sind Laufkraftwerke. Dabei nutzen wir
die Energie von fliessenden Gewässern. Mit einem
Wehr stauen wir den Fluss über eine gewisse Distanz
zurück. Das Wasser wird dann über eine Turbine oder
einen Propeller geleitet. Die produziert Menge an
Strom ist dabei immer abhängig vom Wasserstand
des Flusses und lässt sich nicht direkt bestimmen. Bei
wenig Wasser im Winter wird daher weniger Strom
produziert als im Sommer. Flusskraftwerke liefern
sogenannte Band- oder Grundenergie.
Kapitel 1
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Die Staumauer eines
Speicherkraftwerks (Bild: www.swv.ch)
Wasserkraftwerke im Toggenburg
Link zur interaktiven Karte:
www.energietaltoggenburg.ch/interaktive-kartewasserkraftwerke.html
Laufwasserkraftwerk Dietfurt
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Schülerblatt 11
Wasserkraft II
Es gibt ausserdem spezielle Typen von
Wasserkraftwerken. Dazu gehört das sogenannte
Trinkwasserkraftwerk. Eine solche Anlage gibt es in
Unterwasser. Anstatt in einem natürlichen Flusslauf,
wurde dort eine Turbine in der bestehenden
Trinkwasserleitung einer Gemeinde installiert.
Die Menge an Strom, die wir aus Wasserkraft
gewinnen können, hängt immer von der Fallhöhe und
der Durchflussmenge des Wassers ab. So lässt sich
mit einer hohen Staumauer in den Bergen, aus einem
kleinen Bach, gleich viel Strom gewinnen, wie mit
einem Laufkraftwerk am grössten Schweizer Fluss,
dem Rhein.
Laufwasserkraftwerk Bütschwil
Frage
1. Schreibe einige Wasserkraftwerke im Toggenburg auf
2. Welche Arten von Wasserkraftwerken kennst du?
3. Wieso stehen nicht noch mehr Wasserkraftwerke im Toggenburg?
Kapitel 1
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Schülerblatt 12
Holz
Die Hänge des Toggenburgs sind zu einem grossen
Teil mit Wäldern bedeckt. Diese Waldfläche ist auch ein
Energiespeicher. Früher war das Holz sogar der mit
Abstand wichtigste Rohstoff. Man baute damit Häuser und
Brücken und konnte kochen und in den kalten
Wintermonaten die Öfen heizen.
In den letzten Jahrzenten haben wir Holzöfen und –herde
aber zunehmend mit praktischeren Öl oder Gasheizungen
ersetzt. Zum Kochen brauchen wir meistens Gas oder
Strom.
Mit der Energiewende wird die Holzenergie wieder
wichtiger. In Nesslau wurde im Jahr 2009 ein
sogenanntes Blockheizkraftwerk gebaut. Darin wird Holz
aus der Region verbrannt. Die erzeugte Wärme versorgt
einen grossen Teil der Haushalte und Betriebe in Nesslau
und Neu St. Johann mit 70°C heissem Wasser. Das
heisse Wasser gelangt durch speziell isolierte Leitungen
zu den Haushalten.
Im Blockheizkraftwerk wird nicht nur Heisswasser
sondern auch Strom erzeugt. Etwa 20 % der Energie,
die bei der Verbrennung des Holzes freigesetzt wird, kann
in Strom umgewandelt und in das öffentliche Netz
eingespeist werden. Das entspricht dem Verbrauch von
rund 600 Haushalten. Dieses Blockheizkraftwerk (Wärme
und Strom) spart pro Jahr rund 1 Million Liter Erdöl ein.
Um mit Holzenergie zu heizen, gibt es auch kleinere
Anlagen, zum Beispiel Pelletfeuerungen. Pellet sind
kleine Stäbchen, gepresst aus Holzabfällen, zum Beispiel
Sägemehl. Die Pellets lagern in einem Silo (Tank). Die
Pelletheizung funktioniert automatisch. Die Pellets
gelangen in der richtigen Menge in den Brenner und die
Wärme wird über die Zentralheizung verteilt.
Wenn wir Holz verbrennen, gelangt
auch CO2 in die Luft wie beim
Verbrennen von Öl, Gas und
Benzin. Beim Holzverbrennen geht
aber gleich viel CO2 in die Luft wie
das Holz zum Wachsen aus der
Luft aufgenommen hat. Holz ist
deshalb klimaneutral: Es belastet
das Klima nicht.
Pellet sind kleine, aus Holzabfällen
gepresste Stäbchen.
Frage
1. Was produziert das Blockheizkraftwerk in Nesslau?
Kapitel 1
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Schülerblatt 13
Biogas
Aus verschiedenen Abfällen können wir Biogas
gewinnen: Gartenabfälle, Rüstabfälle zu Hause und in
Hotels oder Gülle und Mist. Diese Abfälle werden in
speziellen Tanks bei hoher Temperatur und ohne
Sauerstoff vergärt. Bakterien zersetzen die Abfälle. Dabei
entsteht Biogas.
Das Gas lässt sich direkt vor Ort verbrennen und wie in
einem Holzkraftwerk in Wärme und Strom umwandeln.
Ebenso kann das Gas in das normale Gasnetz
eingespeist und im Haushalt genutzt oder zur Betankung
von gasbetriebenen Fahrzeugen eingesetzt werden.
Die nächstgelegene Biogasanlage des Toggenburgs ist in
Eschlikon bei Wil. Dorthin liefern verschiedene Landwirte
Teile ihres gemähten Grases sowie Mist und Gülle ihres
Viehs. Auch Restaurants liefern ihre Speisereste und
Rüstabfälle in die Anlage.
Die Biogasanlage in Eschlikon.
Wenn wir Biogas verbrennen,
gelangt auch CO2 in die Luft, aber
gleich viel, wie die verschiedenen
Pflanzen zum Wachsen aus der
Luft aufgenommen haben.
Frage
1. Wir könnten auch Biogas aus Mais und Weizen gewinnen. Was spricht dagegen?
Kapitel 1
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Schülerblatt 14
Geothermie
Unser Planet wirkt zwar äusserlich cool und
angenehm, innerlich aber glüht er. Geothermie
stammt vom griechischen „Geo“, also Erde und
„therm“, was warm bedeutet.
Sie ist – neben der Atomkraft – die einzige
Energiequelle, die nicht von der Sonne abhängig ist.
Je tiefer man in die Erde gräbt, desto wärmer wird
es. Im Inneren Kern unseres Planeten, also etwa
5000-6000 Kilometer unter dem Meeresspiegel,
herrschen Temperaturen von bis zu 5500°C.
Die Stadt St. Gallen baut zurzeit ein Kraftwerk, das
diese Wärme nutzen soll. Dabei wird Wasser aus
einer Tiefe von über 4000m hinaufgefördert. In dieser
Tiefe wird eine Temperatur von über 150°C vermutet.
Die Energie des heissen Wassers aus dem
Untergrund lässt sich verwenden, um Strom zu
produzieren und Warmwasser für das Fernwärmenetz
der Stadt zu erzeugen.
Bilder und genaue Informationen zum
Geothermieprojekt in St. Gallen:
www.geothermie.stadt.sg.ch/
Frage
1. Hast du vom Geothermie-Kraftwerk in St.Gallen gehört? Warum können Bohrungen im
Untergrund schwierig sein?
Kapitel 1
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Schülerblatt 15
Wärmepumpe
Mit einer Wärmepumpe lässt sich Wärme aus der Umwelt gewinnen.
Die Wärmepumpe funktioniert wie ein umgekehrter Kühlschrank.
Die Umweltwärme erwärmt ein Kühlmittel, das über einen Verdampfer zu Dampf und auf die
Wärmepumpe übertragen wird. Ein Verdichter verdichtet den Dampf und erhitzt ihn dadurch
auf eine nutzbare Temperatur. Der Dampf gibt seine Wärme an den Wasserkreislauf der
Heizung ab.
Am Expansionsventil wird dann der Druck abgebaut, das Kühlmittel verliert an Temperatur
und der Kreislauf beginnt von vorne.
Bild und weitere Informationen zur Wärmepumpe: http://www.fws.ch/ oder
http://stromonline.ch/waermepumpe.html
Wärmepumpen können die Wärme aus verschiedenen Quellen beziehen: aus dem Erdreich,
der Luft und dem Wasser. Für den Betrieb der Wärmepumpe braucht es Strom. Weil sich mit
dem eingesetzten Strom aber etwa drei- bis viermal so viel Wärmeenergie aus der
Umgebung gewinnen lässt, bietet sie eine gute Alternative zu einer Ölheizung.
Heute installieren viele Hausbesitzer eine Wärmepumpe, die das Erdreich als Wärmequelle
nutzt. Dazu ist eine Erdbohrung mit einer Erdwärmesonde notwendig. Diese bezieht die
Wärme aus einer Tiefe zwischen 50 bis 300 Metern. Weil eine Erdbohrung relativ teuer ist,
kommen auch häufig Luftwärmepumpen zum Einsatz. Sie sind aber nicht gleich effizient. Im
Winter, wenn wir die Wärme brauchen, ist die Luft natürlich immer sehr kalt. So braucht es
mehr Strom, um die Wärmepumpe zu betreiben und Wärme gewinnen zu können. Das
heisst: Der Wirkungsgrad ist kleiner.
Kapitel 1
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Schülerblatt 16
Energieeffizienz
2000 Watt Gesellschaft
Während wir in der Schweiz mehr als 6000 Watt Leistung benötigen, um den
Energieverbrauch einer Person ein Jahr lang zu decken, stehen beispielsweise den
Menschen in Afrika im Durchschnitt 1000 Watt zur Verfügung.
Diese Verteilung ist ungerecht. Auch in armen Ländern steigt der Hunger nach Energie.
Unser Planet hat aber nicht genug Ressourcen, um die gesamte Menschheit mit so viel
Energie zu versorgen, wie wir verbrauchen. Ausserdem stösst in der Schweiz mit dem
hohen Energieverbrauch jede Person 9 Tonnen CO2 pro Jahr aus. Und das CO2 trägt, wie
wir schon gehört haben, zur Klimaveränderung bei. Was können wir also tun?
Bild und weitere Informationen:
www.novatlantis.ch/2000-watt-gesellschaft/vision.html
Die ETH Zürich hat als eine Lösung das Modell der 2000-Watt-Gesellschaft entwickelt.
Dieses Modell geht davon aus, dass allen Menschen und auch noch den nächsten
Generationen auf der ganzen Welt so viel Energie zur Verfügung stehen soll, damit alle gute
leben können. Wenn wir dieses Ziel erreichen wollen, hat jeder Mensch jedes Jahr
Anspruch auf 2000 Watt und kann höchstens 1 Tonne CO2 ausstossen, weil sich sonst das
Klima drastisch verändert. 2000 Watt ist so viel Leistung wie 20 Glühbirnen (100 Watt)
benötigen, um ein Jahr lang zu brennen.
Kapitel 1
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Schülerblatt 17
2000-Watt Gesellschaft I
Das energietal toggenburg will die 2000-Watt-Gesellschaft bis ins Jahr 2059 erreichen.
Wir verbrauchen heute aber das Dreifache für unseren Energiebedarf und stossen 9mal
mehr CO2 aus. Im Toggenburg sind diese Werte sogar noch etwas höher. Das liegt an der
ländlichen Struktur. In dünn besiedelten Gebieten ist zum Beispiel der öffentliche Verkehr
weniger stark ausgebaut oder mehr Leute wohnen in Einfamilienhäusern, was mehr Energie
zum Heizen verbraucht als in einer Wohnung.
Wenn wir eine 2000-Watt-Gesellschaft werden wollen, müssen wir das tun, was wir auch für
die Energiewende machen. Wir müssen mehr erneuerbare Energien anstelle von fossilen
nutzen. Vor allem aber müssen wir weniger Energie verbrauchen, also sparen. Energie
sparen bedeutet, die Energie sinnvoll einzusetzen. Das wird auch als Energieeffizienz
bezeichnet. Wir sparen dort, wo wir die Energie verschwenden.
Beispiel Standby-Verbrauch
Bei vielen Geräten denken wir nicht daran, dass sie
Strom verbrauchen. Das passiert vor allem beim
heimlichen Stromverbrauch, dem so genannten
Standby-Verbrauch.
Standby bedeutet, dass das Gerät bereit ist und
darauf wartet, dass wir es benutzen. Diesen Zustand
kannst du meistens an einem kleinen Lämpchen
(Leuchtdiode) erkennen.
In diesem Zustand verbrauchen die Geräte Tag und
Nacht unnötig Strom, zum Beispiel der Kopierer, der
Drucker, der PC, die Kaffeemaschine oder der
Fernseher.
Standby kannst du ganz einfach vermeiden. Du musst
das Gerät ganz vom Stromnetz trennen. Dazu ziehen
wir den Stecker aus der Steckdose oder betätigen den
„Aus“-Knopf.
Es gibt zum vollständigen Ausschalten auch
Hilfsmittel: Steckerleiste mit Schalter, Steckerleiste mit
Schaltermaus (Bild rechts), Master-SlaveSteckerleiste (ein- und ausschalten über Hauptgerät,
das Mastergerät) oder Schaltuhren.
Kapitel 1
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Schülerblatt 18
2000-Watt Gesellschaft II
Beispiel: Energieetikette
Wir benützen immer mehr Geräte, die Strom brauchen.
Wenn wir ein neues Gerät kaufen, können wir uns
darauf achten, dass wir eines wählen, das wenig Strom
braucht. Dabei hilft die „Energieetikette“, die auf der
Verpackung eines Gerätes aufgedruckt ist.
Sie benotet den Energieverbrauch. Dieser ist in Noten
(Energieeffizienzklassen) von A bis G eingeteilt. A (grün)
ist die beste Note und das Gerät sehr energiesparend.
G (rot) ist die schlechteste Note und steht für die
Energiefresser.
Eine Energieetikette gibt es auch bei Lampen. Heute
sind die sparsamsten Lampen die LED-Lampen.
Beispiel: Energieoptionen beim PC
Wenn wir unsere Arbeit oder das Spiel am PC
unterbrechen, kann er ebenfalls Pause machen.
Beim PC lassen sich die Energieoptionen optimal
einstellen, so dass er beispielsweise nach 2 Minuten
Nichtbenützung automatisch in den Standby schaltet.
Bei Tastendruck kannst du wieder dort einsteigen, wo
du dein Spiel unterbrochen hast.
Infos und Anleitung unter:
www.topten.ch/deutsch/ratgeber/Stopp_Standby_rg.html
Wenn du den PC aber länger nicht brauchst, ist es am
besten, ihn ganz herunterzufahren und auszuschalten.
Fragen
1. Versuche zu beschreiben, was die 2000-Watt-Gesellschaft will
Kapitel 1
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2. Was müssen wir tun, um die Energiewende zu schaffen und um eine 2000-Watt-Gesellschaft
zu werden?
3. Ein wichtiger Teil für die Energiewende und die 2000-Watt-Gesellschaft ist Energie sparen.
Wo kannst du selber sparen?
4. Hast du auch Vorschläge, wie ihr in der Schule Energie sparen könnt?
Kapitel 1
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Lösungen für die Lehrpersonen
Schülerblatt 1
1. Was bedeutet für dich Energie?
Offene Frage, welche die Klasse zur Vertiefung diskutieren kann.
2. Wozu brauchst du Energie?
Offene Frage, welche die Klasse zur Vertiefung diskutieren kann.
3. Versuche zu beschreiben, was «energietal toggenburg» bedeutet?
Möglichkeiten:
Das energietal toggenburg will: Energie sparen, erneuerbare Energien erzeugen/brauchen
(Sonnenenergie usw.), soviel Energie erzeugen wie es selber braucht
Schülerblatt 2
1. Was denkst du, ist es einfach die Energiewende zu schaffen? Begründe deine
Meinung
Offene Frage, der eine Diskussion in der Klasse folgen soll.
Schülerblatt 4
1. Welches sind fossile Energien?
(Erd)Öl, (Erd)Gas, Kohle
2. Kennst du Nachteile der fossilen Energien?
Wenn wir sie verbrennen, entsteht CO2, weil sie nicht ewig reichen, weil sie an die
Klimaerwärmung beitragen usw.
3. Welche Gefahr birgt die Atomenergie?
Unfälle mit Verstrahlung ganzer Gebiete, jahrlange Verstrahlung, Abfall ist nicht gelöst
usw.
Schülerblatt 6
1. Welche erneuerbaren Energien hast du im Film kennen gelernt?
Sonnenenergie, Windenergie, Holzenergie usw.
2. Warum ist die Sonnenenergie am wichtigsten?
weil sie „ewig“ zur Verfügung steht, weil wir sie nutzen können, weil sie sauber ist, weil aus
ihr viele andere Energien entstehen usw.
Kapitel 1
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