Solarenergie: Energie für alle

Die Sonne scheint für alle; die von ihr zur Erde ausgestrahlte Energie würde für ein Mehrfaches des Bedarfs der Menschheit genügen. Angesichts der ungelösten, sich sogar verschärfenden Probleme mit fossilen Energieträgern und der Kernenergie muss die Energieversorgung durch regenerative Energiequellen, insbesondere durch die direkte Nutzung der Sonneneinstrahlung, die Zukunft sein. Die heutige Technik reicht von einfachen Sonnenkollektoren und Photovoltaik bis hin zu ambitionierten Solarenergie-Projekten wie "Desertec". Diese Unterrichtseinheit behandelt die Bedeutung der Solarenergie in der Geschichte der Menschheit, ihr gegenwärtiges wie zukünftiges Potential und geht auf die physikalischen und technischen Aspekte dieser Energienutzung ein.

Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

• für das Problem des weltweiten Energiebedarfs sensibilisiert werden.
• den Energiebegriff diskutieren und insbesondere lernen, dass Energie nicht "gespart" werden kann.
• die Bedeutung der Sonnenenergie in der Vergangenheit und das zukünftige Potenzial (oder auch rechnerisch) einschätzen lernen.
• die Solarkonstante experimentell bestimmen.
• verschiedene Techniken zur Nutzung der Solarenergie kennenlernen, darunter Photovoltaik und Sonnenkollektoren.
• Einblick in die physikalischen Grundlagen erhalten (Kernenergie, elektromagnetische Strahlung, Photoeffekt; ab Klasse 9).
• Daneben sollen die üblichen Ziele des sozialen Lernens angestrebt  werden, insbesondere das Zusammenarbeiten in Gruppen und die Übernahme von Verantwortung für ein Thema.

Kurzinformation

Didaktisch-methodischer Kommentar

Von der Ölkrise zu heutigen Erkenntnissen
Spätestens seit der Ölkrise 1973 wuchs die Erkenntnis, dass die weltweite Energieversorgung nicht mehr lange auf der Basis fossiler Energieträger möglich sein würde. Seitdem sind die ökologischen Folgen dieser Energieträger, insbesondere die durch das Treibhausgas CO₂ verursachte Klimaveränderung, bekannt. Und doch dauerte es lange, bis dies einer breiten Öffentlichkeit bewusst wurde und politische Lösungen zumindest diskutiert wurden.

Fächerverbindenes Arbeiten
Diese Unterrichtseinheit behandelt vorrangig die naturwissenschaftlichen Aspekte der Sonnenenergie. Aber es gibt auch Anknüpfungspunkte zur Kultur- und Sozialgeschichte, da das Leben der Menschen stets mit der Art und Weise der Energieversorgung zusammenhing, sowie zu wirtschaftlichen und politischen Fragen, sofern es um die Dringlichkeit der genannten Probleme geht. Fächerübergreifendes Arbeiten zwischen den Fächern Physik und Sozialkunde wird angeregt.

Zielgruppe
Die Einheit ist konzipiert für die 8. oder 9. Klasse; je nach Alter, Vorwissen und Ambitionen können die einzelnen Aspekte auf einführendem oder vertiefendem Niveau behandelt werden. Im ersten Fall ist auch eine Behandlung in Klasse 6 oder 7 möglich. Ziel ist es aber in jedem Fall, die Möglichkeiten der Solarenergie zu vermitteln.

Ablauf der Unterrichtseinheit

• Das Energieproblem
  Der Einstieg in diese Unterrichtseinheit sollte zunächst möglichst eindrücklich den Energiebegriff vor Augen führen.
• Die Bedeutung der Sonne
  In dieser Phase nähern sich die Lernenden zunächst der stark emotionalen, dann der faktischen Energie-Wirkung der Sonne an.
• 1370: Die Bestimmung der Solarkonstante
  In diesem experimentellen Teil lernen die Schülerinnen und Schüler, ein Messverfahren zu entwerfen, durchzuführen und eventuell zu verbessern.
• Nutzung der Sonnenenergie
  Für diesen Teil bietet es sich die arbeitsteilige Gruppenarbeit an. Jede Gruppe bekommt den Auftrag, eine der Nutzungsformen zu erarbeiten.

Ergänzender Schwerpunkt

• Photovoltaik: die Solarzelle
  In dieser Vertiefungsstunde erfahren die Schülerinnen und Schüler mehr über die Solarenergie.

Download

Zusatzinformationen

Im Web

• Links zum Thema
  Diese Internetressourcen kommen in der Einheit zum Einsatz oder ergänzen weiterführende Recherchen.

Auf der Website der Ausstellung

• ENTDECKUNGEN 2010: Pavillon 05
  In der Ausstellung "Entdeckungen 2010: Energie" erklärt die Universität Konstanz in einem eigenen Pavillon (Nr. 5), wie Photovoltaik funktioniert und welche Rolle sie in der Zukunft spielen könnte. Einen virtuellen Ausblick auf den Pavillon bietet die Webseite der Ausstellung.

Informationen zum Autor

Martin Wetz ist freier Autor und Lehrer an der Internationalen Gesamtschule Heidelberg.

• Mehr Informationen im Autorenverzeichnis
  Hier können Sie Kontakt mit Herrn Wetz aufnehmen. Zudem finden Sie hier weitere Beiträge des Autors.

Kommentare zu dieser Unterrichtseinheit

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