Wie viel Energie verbrauchen wir eigentlich zu Hause und wie wird das gemessen? In dieser Unterrichtseinheit zeigen die Schülerinnen und Schüler die Energieübertragung der Geräte auf, die sie täglich nutzen und entscheiden, wie sie ihren Stromverbrauch senken können.Die EU hat kürzlich Grenzwerte beim Stromverbrauch von Staubsaugern angeordnet. Neue Entwürfe sehen eine Erweiterung auf andere Haushaltsgeräte wie zum Beispiel Föne vor. Bei dieser Aufgabe betrachten die Schülerinnen und Schüler eine weitere (fiktive) Einschränkung für den Stromverbrauch zu Hause. Sie berechnen die tägliche Energieübertragung der Geräte, die sie nutzen. Anschließend entscheiden sie, wie sie ihren Stromverbrauch senken können, um neue strenge Grenzwerte nicht zu überschreiten. Bezug zum Lehrplan Wissenschaftliches Arbeiten Analyse und Evaluation: Daten interpretieren, um Rückschlüsse zu ziehen. Physik Energie: Vergleich des Stromverbrauchs von Haushaltsgeräten und den übertragenen Energiemengen. Ablauf Ablauf "Stromverbrauch von Haushaltsgeräten" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Stromverbrauch von Haushaltsgeräten" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler analysieren eine wissenschaftliche Thematik. berechnen den Stromverbrauch von Elektrogeräten und ihre Energieübertragung. lernen, ein Problem zu definieren und eine Lösung zu erarbeiten. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Problemstellung Zeigen Sie Folie 2 der PowerPoint-Präsentation und heben Sie hervor, dass die EU bereits Grenzwerte für den Stromverbrauch von Elektrogeräten verordnet hat. Die Schülerinnnen und Schüler sollen Vorschläge für mögliche Gründe machen. Decken Sie auf, dass dahinter die Senkung des Stromverbrauchs und der Treibhausgase steckt. Präsentieren Sie anschließend den (fiktiven) zukünftigen Grenzwert für den Stromverbrauch zu Hause. Was denken die Schülerinnen und Schüler über diese Beschränkung? Wie können sie ihren eigenen Stromverbrauch senken? Zeigen Sie Folie 4 der PowerPoint-Präsentation und bitten Sie die Lernenden, die drei Geräte mit dem höchsten Stromverbrauch zu bestimmen. Die Antwort ist, dass es sich um Geräte handelt, die am meisten Wärme übertragen - wie zum Beispiel Fön, Dusche und Bügeleisen. Verteilen Sie Kopien der Karten, die aus den Schüler-Informationsblättern SI1a und SI1b ausgeschnitten wurden, sodass jede Gruppe acht Karten hat. Die Schülerinnen und Schüler rechnen den Stromverbrauch in Kilowatt (kW) um und sortieren die Karten vom höchsten Stromverbrauch zum Niedrigsten. Besprechen Sie vorher mit der Klasse, wie Watt (W) in Kilowatt (kW) umgewandelt wird und umgekehrt. Zeigen Sie Folie 5 der PPT und gehen Sie das Rechenbeispiel durch. Anschließend erfinden die Schülerinnen und Schüler ähnliche Fragen für ihre Klassenkameraden mit den auf den Karten vorgegebenen Stromverbräuchen. Zeigen Sie Folie 6 der PPT, um die Aufgabe zu erläutern. Die Lernenden sollen herauszufinden, wie der Stromverbrauch von Elektrogeräten gesenkt werden kann, um das tägliche Maximum von 1,5 Kilowattstunden (kWh) nicht zu überschreiten. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten SI2 durch, um die Energieübertragung durch Elektrogeräte zu berechnen, die sie im Alltag benutzen: Für eine visuelle Darstellung sollen sie SI3a und SI3b verwenden. Im Anschluss befolgen sie die Anweisungen auf SI3a um entscheiden zu können, wie sie ihren Stromverbrauch senken können, um ihr tägliches persönliches Stromkontingent von 1,5 kWh nicht zu überschreiten. Alternativ können Sie die berechnungsfreie Version durchführen: Die Lernenden befolgen die Anweisungen auf SI4a, um die Energieübertragung von Elektrogeräten aufzuzeigen, die sie im Alltag benutzen. Im Anschluss befolgen sie die Anweisungen, um entscheiden zu können, wie sie ihren Stromverbrauch senken können, um ihr tägliches persönliches Stromkontingent von 1,5 kWh nicht zu überschreiten. Betrachten Sie die Fragen auf Folie 7 der PPT. Die Schülerinnen und Schüler könnten zum Beispiel vorschlagen, effizientere Elektrogeräte zu benutzen oder Solarpanele zu installieren, um ein größeres Energiekontingent zu bekommen. Sie könnten darauf hinweisen, dass sich ihr Wärmebedarf abhängig von der Jahreszeit ändert.

Ausgehend von der Auseinandersetzung mit dem Thema Umwelt- und Klimaschutz befassen sich die Lernenden in dieser aktualisierten Unterrichtseinheit mit den Fragen der nachhaltigen Energiegewinnung und des sparsamen Energieverbrauchs. Dabei haben sie sowohl das eigene Zuhause als auch die Schule im Blick. Ausgehend von der zunehmenden Bedeutung des Themas Umwelt- und Klimaschutz starten die Schülerinnen und Schüler eine Umfrage, welche Umwelt- und Klimaschutzinitiativen ihre Mitschülerinnen und Mitschüler kennen und wofür sich diese einsetzen. Anschließend recherchieren sie die Ziele und Forderungen der Fridays for Future Bewegung und recherchieren Natur- und Umweltschutzinitiativen in ihrer Region. Danach überlegen sie, wie Energie nachhaltig produziert und konsumiert werden kann. Dafür tragen Sie Möglichkeiten zur Gewinnung erneuerbarer Energie zusammen und berechnen ihren eigenen CO 2 -Fußabdruck. Auf dieser Grundlage tragen sie in einer Mindmap konkrete Möglichkeiten Energie zu sparen ein. Dabei haben sie sowohl den überlegten Verbrauch als auch die eigenen Energieproduktion im Blick. Zum Schluss tragen sie konkrete Möglichkeiten zusammen, in der Schule Energie einzusparen. Energiebedarf privater Haushalte Fossile Energieträger sind nicht unbegrenzt vorhanden. Schon heute müssen sie teuer aus anderen Ländern importiert werden. Zudem belasten ihr Abbau und ihr Verbrauch die Umwelt, das Klima und die Gesundheit. Nachhaltigkeit wird deshalb immer wichtiger- was unter anderem auch die weltweite Fridays for Future-Bewegung zeigt. Rund um den Globus demonstrieren Kinder, Jugendliche und Erwachsene für mehr Klimaschutz und eine bessere Klimapolitik - auch in Deutschland. Daher werden erneuerbare Energien und ein reflektierter, überlegter und sparsamer Umgang mit Energie immer wichtiger. Hier setzt die aktualisierte Unterrichtseinheit "Ich und meine Umwelt" an. Fächerübergreifender Zugang Die Unterrichtseinheit ermöglicht Schülerinnen und Schülern einen fächerübergreifenden Zugang zu den Themen Klimaschutz und Nachhaltigkeit sowie effizienter und sparsamer Umgang mit Energie. Dazu befassen sie sich in einem ersten Schritt mit der Umwelt- und Klimaschutzinitiativen, ihren Zielen und Forderungen. Umwelt- und Klimaschutzinitiativen aus ihrer Region portraitieren die Lernenden in einem Handyvideo und präsentieren dieses vor der Klasse. Anschließend tragen sie verschiedene Möglichkeiten zur Gewinnung erneuerbarer Energie zusammen und berechnen ihren eigenen CO 2 -Fußabdruck. Die Auseinandersetzung mit der Frage, wie Energie eingespart werden kann, rundet die Unterrichtseinheit ab. Dabei geht es sowohl um Möglichkeiten sparsam Energie zu konsumieren als auch um Ideen selbst Energie zu produzieren. Einsatzmöglichkeiten Die Unterrichtseinheit kann aufgrund ihres Bezuges zu den Lehr- und Bildungsplänen in allen deutschen Bundesländern in den Klassenstufen 7 und 8 der Sekundarstufe I eingesetzt werden. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf den Fächern Sozialkunde, Technik und Soziales. Bezüge zum Mathematikunterricht sind wegen der Rechenaufgaben möglich. Anknüpfungspunkte bietet auch das Fach Deutsch im Rahmen des Verfassens eigener Texte. Aufgrund des Schwerpunktes, der in der Projektarbeit und Präsentation liegt, eignet sich die Unterrichtseinheit auch für den fachübergreifenden und fächerverbindenden Unterricht im Rahmen einer Projektwoche. EmpfehlungenFachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen nationale, internationale Umwelt- und Klimaschutzinitiativen sowie solche aus ihrer Region. setzen sich mit der Entstehungsgeschichte, den Zielen und Forderung von Fridays for Future auseinander. überlegen, was sie selbst aktiv zum Klimaschutz beitragen können überlegen, inwieweit sie sich selbst in einer Umwelt- und Klimaschutzinitative in ihrer Region engagieren. kennen Anlagen zur erneuerbaren Energiegewinnung und können dies den entsprechenden Energieträgern zuordnen. diskutieren auf der Grundlage des eigenen CO2-Fußabdruckes Möglichkeiten Energie zu sparen. wissen, was ein Prosumer ist. wissen, wie ein einfacher Stromkreis funktioniert und wie man mit einfachen Hilfsmitteln Strom erzeugen kann. wissen, wie ein einfacher Stromkreis funktioniert und wie man mit einfachen Hilfsmitteln Strom erzeugen kann. wissen, wie der Stromverbrauch gemessen wird und was eine Kilowattstunde ist. setzen sich anhand von Grafiken und Tabellen mit dem Stromverbrauch im privaten Haushalt auseinander. können grundlegende Strom- und Energiebegriffe definieren. üben sich in der Versuchsbeobachtung und Versuchsdeutung naturwissenschaftlicher Experimente. kennen Gründe und Möglichkeiten, um sowohl im privaten Haushalt als auch in der Schule Energie zu sparen, und können diese benennen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler trainieren das selbstständige Erschließen von Themen und Inhalten sowie das Recherchieren im Internet. üben sich im eigenständigen Analysieren und Interpretieren von Grafiken, Schaubildern und Zahlenmaterial. trainieren das Protokollieren von Informationen und Beobachtungen. analysieren einen Videobeitrag zielgerichtet entsprechend einer Aufgabenstellung. können eine Präsentation in Form eines Aktionsplans erstellen. trainieren das verständliche und zielgruppengenadäquate Schreiben. lernen Medien bei der Produktion eines eigenen Handyclips handlungsorientiert zu nutzen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler trainieren im Rahmen von Partner- oder Gruppenarbeit ihre Zusammenarbeit mit anderen. lernen Diskussionen argumentativ und rational zu führen. schulen im Rahmen von Diskussionen und Präsentationen die eigene Ausdrucksfähigkeit und aktives Zuhören. trainieren das kreative Entwickeln und Ausformulieren eigener Ideen. Wie und wo wird Energie im privaten Haushalt verbraucht? Die Schülerinnen und Schüler befassen sie sich mit der Frage des Stromverbrauchs in privaten Haushalten und den Möglichkeiten, Energie zu sparen. Dazu analysieren sie zuerst eine Grafik, die die Entwicklung des Stromverbrauchs im Zeitraum von 2000 bis 2014 zeigt. Darauf aufbauend befassen sie sich damit, wofür in den privaten Haushalten Energie verwendet wird. Eine Rechenaufgabe hilft ihnen, die Veränderung im Energieverbrauch zwischen zwei Zeitpunkten (2005 und 2014) zu erschließen. Anhand von zwei zu erstellenden Kreisdiagrammen visualisieren sie zusätzlich die prozentualen Anteile der Energie, die im Privathaushalt genutzt wird. Strom sparen zu Hause Zentraler Gegenstand ist die Auseinandersetzung der Schülerinnen und Schüler mit dem Energieverbrauch im eigenen familiären Umfeld. Auf der Grundlage des Infotextes lernen sie dafür zuerst die Begriffe "Standby-Modus" und "Schein-Aus" kennen und mit eigenen Worten zu definieren. Darauf aufbauend wägen sie die Vor- und Nachteile des Standby-Modus gegeneinander ab und überlegen, welche Personen ihnen beim Kauf eines Computers zur Frage Standby-Modus und des damit verbundenen Stromverbrauchs beratend zur Seite stehen können. Vorbereitende Hausaufgabe Anhand des erworbenen Wissens zu den Funktionen "Standby" und "Schein-Aus" übernehmen sie als vorbereitende Hausaufgabe für die zweite Unterrichtsstunde gemeinsam mit ihren Eltern einen Rundgang durch das eigene Zuhause. Indem sie überprüfen und protokollieren, welche Geräte dauerhaft angeschaltet sein müssen, welche im Standby-Modus laufen und von welchen sie den Netzstecker ziehen können, wenn diese Geräte nicht benutzt werden, werden die Schülerinnen und Schüler für das Thema Strom sparen zu Hause sensibilisiert. Vertiefend wirkt eine abschließende Recherche der Möglichkeiten, in den eigenen vier Wänden Energie zu sparen. Die protokollierten Informationen werden dann in der zweiten Unterrichtsstunde verglichen und diskutiert. Energiesparen in der Schule In einer Projektphase setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit den Möglichkeiten auseinander, in der Schule Energie zu sparen. Hierzu unternehmen sie in Kleingruppen einen Rundgang durch das Schulhaus und protokollieren dabei in Kleingruppen mögliche "Stromfresser". Eine Vorgabe oder Einschränkung seitens der Lehrkraft auf bestimmte Bereiche sollte dabei nicht erfolgen, sodass eine möglichst breite Palette an Einsparpotenzialen dokumentiert wird. So kann das Thema Heizung, Wasser oder Strom ebenso thematisiert werden, ebenso wie die Frage, ob und inwieweit LED- oder Energiesparlampen als Leuchtmittel genutzt werden. Ergebnissicherung im Plenum Die Ergebnisse werden anschließend im Plenum zusammengetragen, schriftlich an der Tafel oder einem Plakat fixiert und systematisiert. Darauf aufbauend erarbeiten die Schülerinnen und Schüler dann gemeinsam Vorschläge, wie in ihrer Schule sowohl Lehrende als auch Lernende Energie einsparen können. Mit Blick auf die Nachhaltigkeit halten sie diese auf einem Aktionsplan fest. Dieser wird in Rücksprache mit der Schulleitung für alle Schüler sichtbar im Schulhaus aufgehängt, in der Schülerzeitung oder auf der Schulwebseite publiziert. Energiesparquiz Zum Abschluss testen und festigen die Lernenden mit dem Energiesparquiz ihr Wissen zum Thema effizienter und sparsamer Umgang mit Energie. Einige Schulen setzen sich bereits sehr stark für den sparsamen Energieverbrauch ein. Hier bietet es sich an, nach regionalen oder überregionalen Energiesparwettbewerben zu recherchieren und sich in Absprache mit der Schulleitung im Namen der gesamten Schule zu bewerben. Ergebnissicherung im Plenum Die Ergebnisse werden anschließend im Plenum zusammengetragen, schriftlich an der Tafel oder einem Plakat fixiert und systematisiert. Darauf aufbauend erarbeiten die Schülerinnen und Schüler dann gemeinsam Vorschläge, wie in ihrer Schule sowohl Lehrende als auch Lernende Energie einsparen können. Mit Blick auf die Nachhaltigkeit halten sie diese auf einem Aktionsplan fest. Dieser wird in Rücksprache mit der Schulleitung für alle Schüler sichtbar im Schulhaus aufgehängt, in der Schülerzeitung oder auf der Schulwebseite publiziert. Energiesparquiz (NEU) Zum Abschluss testen und festigen die Lernenden mit dem Energiesparquiz ihr Wissen zum Thema effizienter und sparsamer Umgang mit Energie. Anhand eines Wortwürfels wiederholen die Schülerinnen und Schüler Begriffe aus der Elektrizitätslehre und mithilfe eines Quizzes ordnen die sie Energiebegriffe den passenden Definitionen zu. Ihre Antworten vergleichen sie mithilfe des jeweiligen Lösungsblattes. Die Spiele können in Kombination als auch einzeln eingesetzt werden. Sie eignen sich auch als niederschwelliger Unterrichtseinstieg, für die Projektarbeit oder für den Vertretungsunterricht. Was hat Strom mit Zitronen zu tun? Zur Einführung in das Thema Strom bauen die Schülerinnen und Schüler nach einer genauen Anleitung ihre eigene Zitronenbatterie (Galvanische Batterie). Sie beobachten, wie auf diese Weise Strom erzeugt werden kann und beschreiben, was in diesem Stromkreis passiert. Mithilfe des zuvor gelesenen Informationstextes erklären die Lernenden die Ursache dafür.

Ausgehend vom eigenen Energieverbrauchsverhalten der Schülerinnen und Schüler vermittelt diese aktualisierte Unterrichtseinheit grundlegende Informationen rund um die Themen Klimaschutz, Nachhaltigkeit und regenerative Energiegewinnung. Dabei werden auch zukunftsweisende Technologien thematisiert. Das aktualisierte Unterrichtsmaterial führt die Schülerinnen und Schüler schrittweise an das Thema Klimaschutz im Zusammenhang mit erneuerbaren Energien und zukunftsweisenden Technologien heran. Ausgehend von der Reflexion des eigenen Umgangs mit Energie und den Möglichkeiten des sparsamen Umgangs mit Energie setzen sie sich anhand von Grafiken und Zahlenmaterial mit regenerativen Energieträgern sowie deren Rolle in der aktuellen und zukünftigen Stromversorgung auseinander. Dabei befassen sie sich unter anderem auch mit dem Thema der dezentralen Energieversorgung. Fächerübergreifender Zugang zum Thema Energie Die aktualisierte Unterrichtseinheit ermöglicht Schülerinnen und Schülern einen fächerübergreifenden Zugang zu den Themen Energieeffizienz, regenerative Energiegewinnung und Nachhaltigkeit. Dazu befassen sie sich in einem ersten Schritt mit der Frage des Stromverbrauchs in privaten Haushalten und den Möglichkeiten, Energie zu sparen. Videoclips und Online-Medienberichte zu den Themen E-Haus und Smart Home sowie eine Internetrecherche bieten den Lernenden dabei Unterstützung zur Lösung dieser Aufgabe. In einem zweiten Schritt befassen sich die Schülerinnen und Schüler mit der Notwendigkeit der Nutzung alternativer Energiequellen zur Sicherung der Energieversorgung. In einem Essay setzen sie sich nach der Analyse von Grafiken und Schaubildern mit der Bedeutung erneuerbarer Energieträger für die Stromerzeugung in Deutschland auseinander. Abschließend befassen sich die Schülerinnen und Schüler mit den Energieformen Windkraft und Sonnenenergie näher. Dabei geht es auch um die Frage der Realisierung der Energiewende im Wohnquartier sowie den damit verbundenen Chancen und Herausforderungen einer dezentralen Energieversorgung. Einsatzmöglichkeiten Die Unterrichtseinheit kann aufgrund ihres Bezuges zu den Lehr- und Bildungsplänen in allen deutschen Bundesländern in der Sekundarstufe II eingesetzt werden. Dabei bildet Geographie den fachlichen Bezugspunkt für diese Lerneinheit, ein fächerübergreifender Einsatz zusammen mit Politik/SoWi kann ebenfalls erfolgen. Auch Vertiefungen in den Fächern Physik sind denkbar. Anknüpfungspunkte bieten die Auseinandersetzung mit der Funktionsweise von Windkraft- und Photovoltaikanlagen sowie von solarthermischen Kraftwerken. Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Klimaschutz und nachhaltige Energiegewinnung" Den detaillierten Ablauf der Unterrichtseinheit "Klimaschutz und nachhaltige Energiegewinnung" können Sie auf dieser Seite nachlesen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen Gründe und Möglichkeiten, Energie zu sparen. wissen, was ein Energieausweis ist und was darin dokumentiert wird. definieren die Begriffe Smart Home und intelligente Gebäudetechnik und können dabei eine Verbindung zum Thema Energieeffizienz herstellen. kennen die wichtigsten erneuerbaren Energieträger. können mit eigenen Worten grundlegend die Energiegewinnung aus Wind- und Sonnenkraftwerken beschreiben. setzen sich anhand von Grafiken mit der Entwicklung der weltweiten Energieversorgung sowie dem zunehmenden Anteil erneuerbarer Energieträger an der Energieversorgung auseinander. diskutieren die Auswirkungen der verstärkten Hinwendung zu erneuerbaren Energien für die Bereiche Wirtschaft, Infrastruktur, Landwirtschaft und Umwelt. wissen, was "Wohnen und Arbeiten in Quartieren" bedeutet und was dies mit den Themen Nachhaltigkeit, Klimaschutz sowie regenerativer Energiegewinnung zu tun hat. setzen sich mit Merkmalen. Vorteilen und Herausforderungen einer dezentralen Energieversorgung auseinander. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler trainieren das selbstständige Erschließen von Themen und Inhalten sowie das Recherchieren im Internet. üben sich im eigenständigen Beschaffen, Strukturieren und Interpretieren von Informationen, die sie im Internet recherchiert haben. nutzen aktiv verschiedene Medien und erkennen deren Vor- und Nachteile im Rahmen der Informationsaufbereitung. trainieren das verständliche und zielgruppenadäquate Schreiben beim Verfassen von Definitionen und einem Essay. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler trainieren im Rahmen von Partner- beziehungsweise Gruppenarbeit ihre Zusammenarbeit mit anderen Personen. lernen Diskussionen argumentativ und rational zu führen. schulen im Rahmen von Diskussionen und Präsentationen die eigene Ausdrucksfähigkeit und aktives Zuhören. trainieren das kreative Entwickeln und Ausformulieren eigener Ideen. Private Haushalte verbrauchen ein Viertel der gesamten Energie in Deutschland. Zwar ist der Energieverbrauch der einzelnen Haushaltsgeräte gesunken, aber in den Haushalten finden sich immer mehr elektrische Geräte und auch der Weltenergiebedarf steigt. Vor dem Hintergrund der Endlichkeit nicht regenerativer fossiler Energieressourcen und der mit der Energieproduktion und dem Energieverbrauch verbundenen Umweltbelastung ist der Einsatz und der Ausbau erneuerbarer Energie deshalb ein wichtiges gesellschaftspolitisches Thema. Die Schülerinnen und Schüler befassen sich auf der Grundlage des Stromverbrauchs in privaten Haushalten mit den Gründen und Möglichkeiten, Energie zu sparen. Hier tragen sie auch Ideen zusammen, wie Energie dezental und ressourcenschonend eingesetzt werden kann Gleichzeitig lernen sie das Energielabel kennen. Anschließend setzen sie sich unter der Nutzung von Videoclips und Online-Medienberichten mit der Frage auseinander, was die Modernisierung von Wohngebäuden mit der effizienten Verwendung von Energie zu tun hat. Dabei lernen sie unter anderem die Begriffe Smart Home und intelligente Gebäudetechnik kennen. Darüber hinaus recherchieren sie eigenständig, welche Informationen im Energieausweis festgehalten werden. Anhand der Analyse einer Grafik zur weltweiten Primärenergieversorgung setzen sie sich mit der Entwicklung des globalen Energieverbrauchs auseinander und erkennen die Veränderungen in den Anteilen der einzelnen Energieträger an der Gesamtversorgung. Darauf aufbauend verfassen die Lernenden ein Essay zur Bedeutung erneuerbarer Energieträger für die Stromerzeugung in Deutschland und interpretieren dabei eine Grafik zur Entwicklung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien für den Zeitraum von 2000 bis 2018. Eine Recherche zur Energieeffizuenzstrategie 2050 und dem Masterplan der Bundesregierung zur Ladeinfrastruktur sowie eine Diskussion über die Auswirkungen der Hinwendung zu erneuerbaren Energien auf die Bereiche Wirtschaft, Infrastruktur, Landwirtschaft und Umwelt rundet die Doppelstunde ab. Anhand der Informationstexte auf dem Arbeitsblatt setzen sich die Schülerinnen und Schüler näher mit den Energieformen Windkraft und Sonnenenergie als Beispiele für erneuerbare Energien auseinander. Darauf aufbauend beschreiben sie mit eigenen Worten, wie aus Wind und Sonne elektrische Energie entsteht. Auf der Grundlage eines Schaubildes erläutern sie danach mit eigenen Worten den Begriff "dezentrale Energieversorgung". Dabei gehen sie auf die Apsekte Energiegewinnung, Konsumenten und Produzenten, Vorteile und Herausforderung des Konzeptes "Wohnen und Arbeiten im Quartier" ein. Danach recherchieren sie, wo auf der Welt Solarkraftwerke existieren oder gerade entstehen. Optional kann diese Aufgabe auch als vorbereitende Hausaufgabe aufgegeben werden. Die Ergebnisse werden dann in der Klasse zusammengetragen. Anschließend erstellen die Lernenden in Partner- oder Kleingruppenarbeit einen maximal halbseitigen Steckbrief zu mindestens einem Solarkraftwerk. Die Ergebnisse werden in der Klasse präsentiert. Gemeinsamkeiten und Unterschiede bezüglich Standort, Leistung, Aufbau sollten hier vorgestellt werden.

Flexible Stromnetze, in denen die Schwankungen zwischen Angebot und Nachfrage ausgeglichen werden, gelten als die Entwicklung der Zukunft. Welche Herausforderungen sind mit dieser intelligenten Steuerung verbunden?Die zunehmende Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien hat zur Folge, dass die Abstimmung zwischen Stromangebot und -nachfrage schwieriger wird. Schließlich ist das Energieangebot beispielsweise von Solar- und Windkraftanlagen schwankend und nicht immer exakt vorherzusagen. Hier greift das Konzept der Intelligenten Stromnetze, bei dem Stromerzeugung und -verbrauch in einem sich selbst überwachenden System besser gesteuert werden sollen. Ziel ist eine Erhöhung der Energieeffizienz bei einer Verringerung der Treibhausgasemission.Die Lernenden bearbeiten die Arbeitsaufträge auf dem Arbeitsblatt. Dabei sind zur Unterstützung einige Quellen aus dem Internet angegeben. Eine animierte Grafik kann optional als Einstieg in die Thematik dienen. Die Schülerinnen und Schüler können sich allein oder in Gruppenarbeit mit dem Thema beschäftigen. Elemente eines Smart Grid Ein intelligentes Stromnetz ist durch dezentrale Energieerzeugung gekennzeichnet, dessen Bestandteile miteinander kommunizieren. Die Schülerinnen und Schüler sollen verstehen, wie ein Smart Grid aufgebaut ist und wie damit eine höhere Energieeffizienz erreicht werden kann. nachvollziehen, wie sich die Rollen der Akteure in einem Smart Grid ändern. sich mit den Vorteilen und Herausforderungen beschäftigen, die mit der Einführung intelligenter Stromnetze verbunden sind. Thema Smart Grids - Intelligente Stromnetze Autor Antje Schmidt Fach Physik, Geographie, Politik/SoWi Zielgruppe ab Klasse 10 Zeitraum 2 Stunden Technische Voraussetzungen Internetzugang (am besten für je 2 Personen), Beamer Stromproduktion und -verbrauch optimieren Ziel ist es, mithilfe von Smart Grids vorhandene Ressourcen effizienter und kostengünstiger zu nutzen. Insbesondere seit zunehmend Strom aus erneuerbaren Energiequellen erzeugt und eingespeist wird, ist die Regelung und der optimale Netzbetrieb schwieriger geworden. Smart Grids sollen also die Schwankungen zwischen Angebot und Nachfrage ausgleichen. Die notwendige Infrastruktur dazu muss allerdings noch aufgebaut werden. dezentrale Energieerzeugung Zwei-Kanal-Kommunikation Intelligente Stromzähler (Smart Meter) Rolle der Akteure verändert sich Die Endverbraucherinnen und -verbraucher können ihren Energieverbrauch mithilfe von Smart Metern besser überwachen und steuern. Zudem können sie selbst in das Stromnetz einspeisen (beispielsweise aus einer privaten Fotovoltaikanlage auf dem Dach oder aus dem Speicher des Elektroautos) und damit zu Stromproduzenten werden. Steigerung der Energieeffizienz durch Verschiebung von Lastspitzen in verbrauchsarme Zeiten und Füllen von Lasttälern Verbraucherinnen und Verbraucher können selbst entscheiden, wann sie bestimmte Geräte einschalten, um günstige Tarife auszunutzen Da die Daten zum Stromverbrauch über das Internet an die Netzbetreiber geleitet werden, stellt sich die Frage nach der Datensicherheit in solchen Systemen. Ebenso fraglich ist das tatsächliche Einsparpotenzial durch intelligente Stromzähler. Wie viel lässt sich durch die Verlagerung des Stromverbrauchs bestimmter Geräte in Zeiten mit günstigeren Tarifen tatsächlich einsparen? Zu berücksichtigen sind hierbei auch die Kosten und jährlichen Gebühren für den neuen intelligenten Zähler. Letztlich eignen sich nicht alle Haushaltsgeräte für die Steuerung durch intelligente Zähler. Wer gerade geduscht hat und einen Fön benötigt oder um eine bestimmte Zeit kochen muss, wird diese Nutzung nicht wegen eines möglicherweise günstigeren Tarifes um Stunden verschieben wollen oder können. Hier bieten sich Diskussionsansätze, mit denen sich die Schülerinnen und Schüler kritisch auseinandersetzen können. Die flächendeckende Realisierung von Smart Grids wird noch einige Jahrzehnte in Anspruch nehmen. Dies beinhaltet sowohl den Aufbau einer IT-Infrastruktur als auch den Ausbau des Stromnetzes an die zukünftigen Erfordernisse. Dafür werden Investitionen in Milliardenhöhe notwendig. Wenn das "kluge" Stromnetz Realität wird, kann der produzierte Strom tatsächlich effizienter genutzt werden. Und das Ziel, den Anteil erneuerbarer Energien bis 2020 auf 30 Prozent anzuheben, erscheint ohne ein Smart Grid kaum umsetzbar.