Ablauf der Unterrichtseinheit
Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich die natürlichen Grundlagen und die Bedeutung der Nutzung der Windenergie mithilfe vorgegebener Internetadressen.
Vorbemerkungen
Selbst gesteuertes Lernen
Wesentlicher Bestandteil der Unterrichtseinheit ist das selbst gesteuerte Lernen unter Nutzung ausgewählter Fachinformationen und eines Filmbeitrags im Web. Der Filmbeitrag vermittelt grundlegende Informationen über Windenergieanlagen und deren Betrieb und liefert damit eine Einführung in die Thematik. Im Fokus dieser Lerneinheit steht die Erarbeitung von elementarem Wissen über die Nutzung und Bedeutung der Windenergie für die Energieversorgung Deutschlands. Die Schülerinnen und Schüler recherchieren eigenständig anhand vorgegebener Webadressen die für die Bearbeitung der Aufgabenstellungen erforderlichen Informationen.Arbeitsinhalte
Am Beispiel Deutschlands wird anhand von Quellen im Web die Suche nach besonders geeigneten Regionen für die Nutzung der Windenergie recherchiert. Die Schülerinnen und Schüler nutzen Kartenmaterial, um Teilregionen zu erkunden und hinsichtlich ihres Windpotenzials zu bewerten. Sie werden feststellen, dass es erhebliche regionale Unterschiede bei den durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten gibt. Diese spiegeln sich schon jetzt deutlich in entsprechenden Unterschieden in der Intensität der Windenergienutzung wider. Sie werden sich weiterhin mit wichtigen, die Windgeschwindigkeit beeinflussenden Faktoren befassen. Auf diese Weise sollen Erkenntnisse gewonnen werden, die zu einem Verständnis für aktuelle Bemühungen führen, verstärkt Offshore-Windenergieanlagen zu bauen.Schritt 1: Windenergienutzung - Eine Einführung
Zur Einführung und zur Vermittlung elementarer Grundlagen der Nutzung der Windenergie sehen sich die Schülerinnen und Schüler einen kurzen Filmbeitrag im Web an.
- planet-schule.de: Strom aus Strömung
Dieser 15-minütige Film des SWR demonstriert verschiedene Möglichkeiten, die Strömung von Wind und Wasser zur Stromerzeugung zu nutzen.
Schritt 2: Landschaftsbild im Wandel - Windenergie auf dem Vormarsch
Aufgabe
Recherchiert zu folgender Frage: Warum wird mit dem Bau von Windenergieanlagen eine - wie viele meinen - "Verunstaltung" der Landschaft in Kauf genommen?Herangehensweise
- Die Schülerinnen und Schüler werden mit den Herausforderungen Klimawandel und Endlichkeit fossiler und radioaktiver Energieträger konfrontiert.
- Sie befassen sich mit der Bedeutung regenerativer Energieträger für die Stromversorgung und setzen diese mit dem Anteil in Beziehung, die mit herkömmlichen Kraftwerken gewonnen wird. Dabei sollte eher die Relation zu einzelnen Energieträgern hervorgehoben werden als die zum Gesamtanteil an der Stromerzeugung.
- Weiterhin soll den Schülerinnen und Schülern insbesondere die Bedeutung der Windenergie vermittelt werden, auch im Vergleich zu anderen regenerativen Energieträgern.
Materialien
Grafiken zum Energieverbrauch und zur Energieerzeugung in Deutschland:
- wind-energie.de: Grafik "Anzahl der Windenergieanlagen in Deutschland"
Die Website bietet zu allen Aspekten der Windenergienutzung Informationen in Form von Text, Statistiken und Bild. Auch zum Thema Offshore-Windparks werden Infos geboten.
Schritt 3: Standortsuche - Als Windscout unterwegs
Aufgabe
Erkundet die Windverhältnisse in Deutschland und findet Regionen mit Windverhältnissen, die sich für den Aufbau von Windparks eignen.Herangehensweise
Die Schülerinnen und Schüler lokalisieren Regionen mit hoher durchschnittlicher Windgeschwindigkeit und versuchen, ihre Beobachtungen mit Faktoren wie Relief, Höhenlage und/oder Küstennähe in Beziehung zu setzen. Letztendlich schlagen sie Regionen vor, in denen der Betrieb von Windkraftanlagen aus ihrer Sicht besonders wirtschaftlich wäre, und vergleichen ihre Vorschläge mit den Standorten bestehender Anlagen oder Windparks.Materialien
Grafiken zur räumlichen Verteilung der Windgeschwindigkeit, zu Standorten von Windparks und zum Relief:
- Karte Mittlere Windgeschwindigkeit in Westeuropa
Die Website bietet zu allen Aspekten der Windenergienutzung Informationen in Form von Text, Statistiken und Bild. Auch zum Thema Offshore-Windparks werden Infos geboten. - wikipedia.org: Topographische Karte Deutschlands
Die Online-Enzyklopädie bietet eine topographische Karte von Deutschland an. - wikipedia.org: Karte Windkraftanlagen in Deutschland
Die Online-Enzyklopädie liefert auf ihrer Seite zur Windenergie vielfältige Informationen über Wind und Windenergienutzung.
Schritt 4: Nutzung von Windenergie - Vor allem eine Frage der Effizienz
Aufgabe
Warum werden derzeit Planungen zum Bau von Offshore-Windkraftanlagen stark vorangetrieben?Herangehensweise
Die Schülerinnen und Schüler diskutieren zunächst darüber, warum Windkraftanlagen in Norddeutschland sehr viel häufiger anzutreffen sind als im Süden. Über die Erkenntnis, dass die topographischen Gegebenheiten einen starken Einfluss auf die Windgeschwindigkeit haben, arbeiten sie sich an die Thematik der Windenergienutzung im Offshore-Bereich heran. Grund für den derzeitigen Forschungs- und Entwicklungsaufwand ist, dass im der Küste vorgelagerten Bereich die Windgeschwindigkeiten höher und die Windverhältnisse insgesamt beständiger sind als an Land.Materialien
Die folgenden Grafiken und Karten können zum Einsatz kommen:
- dewi.de: Folie "Status der Windenergienutzung in Deutschland" - Stand 30.06.2009 (PDF)
Die Website des Instituts bietet Informationen über den Status der Windenergienutzung in Deutschland, über Forschung und Entwicklung, auch zum Thema Offshore-Windkraft. - wind-energie.de: Windprofil
Die Website bietet zu allen Aspekten der Windenergienutzung Informationen in Form von Text, Statistiken und Bild. Auch zum Thema Offshore-Windparks werden Infos geboten.
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- Links zum Thema
Hier finden Sie eine Liste mit Internetadressen, die entweder für die Bearbeitung der Unterrichtseinheit relevant sind oder weiterführende Informationen bieten.
