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Tabelle:
Abfälle und Emissionen beim Betrieb von Kraftwerken nach Energieträgern aufgeschlüsselt.
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Übersichtsgrafik:
Energie und Arbeit sind, wie man im Bild sieht, nicht dasselbe, obwohl sie mit dem Joule dieselbe Maßeinheit besitzen.
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Schemagrafik:
Ein thermisches Kraftwerk stellt Nutzenergie (elektrische Energie) aus der Umwandlung thermischer Energie bereit. Die einzelnen Umwandlungsstufen sind hier schematisch dargestellt.
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Foto:
Biomassekraftwerk mit Kraft-Wärme-Kopplung in Malchin, Mecklenburg-Vorpommern (Deutschland).
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Foto:
Blitzschlag zwischen Erde und Wolke – ein schönes Beispiel für elektrische Energie in der Natur.
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Mindmap:
Anwendungsbeispiele von Brennstoffzellen für Transportmittel und bei der Energie-„Erzeugung“.
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Grafik, beschriftet und Foto:
Schema einer Hochtemperatur-Festelektrolyt-Brennstoffzelle (kurz „SOFC“) für den Kraftwerkseinsatz und eine Realansicht.
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Diagramm:
Chemische Energie als Bindungsenergie zwischen Atomen in der Darstellung als Potenzialkurve.
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Diagramme:
Die Dampfdruckkurven (p-V-Diagramm) und das Phasendiagramm (p-T-Diagramm) von Wasser werden gegenübergestellt.
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Foto:
Servicearbeiten am Niederdruckteil einer mehrstufigen Dampfturbine.
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Grafik, beschriftet:
Beschrifteter Querschnitt eines Passivhauses, das praktisch keine Heizenergie mehr braucht.
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Grafik, beschriftet:
Ein Querschnitt durch die Sonne zeigt die Temperatur- und Dichteprofile in den einzelnen „Sphären“. Die Energie entsteht durch Kernfusion im Sonneninneren.
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Grafik, beschriftet:
Schematische Darstellung des Funktionsprinzips einer Wärmepumpe als Kraftwärmemaschine mit Umkehrung des Carnot’schen Prozesses.
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Foto, beschriftet und Text:
Foto der ersten „Dynamomaschine“ von Werner von Siemens (1866) mit Beschriftung und Erklärung des Prinzips.
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Schemagrafik:
Der Strom aus der Steckdose kommt aus vielen Quellen. Entsprechende Daten (in kWh) für Deutschland und USA sind angegeben.
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Tabelle:
Die Einheit der Energie ist das „Joule“. Die Tabelle liefert die Umrechnungsfaktoren auf andere in Naturwissenschaft und Technik gebräuchliche Energieeinheiten.
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Übersichtsgrafik:
Die Erscheinungsformen der elektrischen Energie werden gegenübergestellt: Die Arbeit, die aufgebracht werden muss, um im Kondensator das elektrische Feld aufzubauen und die Bewegungsenergie von Ladungen im elektrischen Feld.
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Diagramm:
Gezeigt werden die Zielvorgaben des Kyoto-Protokolls zur Kohlendioxidemission für ausgewählte Länder bis 2012 und die erreichten Werte im Jahr 2004.
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Mindmap:
Energiefaktoren, die bei der Standortwahl von Unternehmen eine Rolle spielen.
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Mindmap:
Überblick über verschiedene Bedeutungen des Begriffs „Energie“ aus unterschiedlichen Lebensbereichen.
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Diagramme:
Klassische und quantenmechanische Energieverteilungen im Vergleich – mit je einem Anwendungsbeispiel. In klassischen Teilchensystemen können beliebig viele Teilchen dieselbe Energie haben, in quantenmechanischen Systemen nicht.
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Schemagrafik:
Darstellung des Status quo von Energiearmut und möglicher Lösungsansätze.
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Diagramme:
Spektren verschiedener Lichtquellen als Hinweis auf die Quantisierung der Energie von Lichtteilchen.
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Schemagrafik:
Übersicht über die Umwandlungspfade von verschiedenen Energiequellen hin zum elektrischen Strom.
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Diagramm:
Entlang einer Zeitleiste wird die erste belegte Nutzung folgender Energiequellen durch den Menschen gezeigt: Biomasse, Wasser, Wind, Geothermie, Kohle, Dampf, Erdöl, Elektrizität, Erdgas, Kernenergie und Sonnenenergie.
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Schemagrafik:
Diese Übersicht zeigt anhand ausgewählter Beispiele, dass Energiesparen selbst als „Energiequelle“ bezeichnet werden kann.
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Diagramm („Tree“):
Überblick über die wichtigsten Vertreter der Biomasse und ihre Verwendung als primäre und sekundäre Energieträger.
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Übersichtsgrafik:
Gegenüberstellung tiefer und oberflächenaher Geothermie anhand ausgewählter Beispiele.
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Übersichtsgrafik:
Die fossilen Energieträger und ihr Ursprung.
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Übersichtsgrafik:
Abbildung der regenerativen Energieträger Sonne, Wind, Wasser, Erdwärme und Biomasse mit je einer exemplarischen Kraftwerkslösung.
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Übersichtsgrafik:
Der Energieträger Wasser wird in vier unterschiedlichen Erscheinungsformen dargestellt.
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Foto:
Die Wirkung des Energieträgers Wind dargestellt durch einen Windsack.
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Diagramm:
Der Strom- und z. T. auch Wasserverbrauch einiger Haushaltsgeräte. Es werden die durchschnittlichen Verbrauchszahlen von Geräten aus den Jahren 1994 und 2009 verglichen.
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Übersichtsgrafik:
Schematische Darstellung des Energieflusses von der Sonne zur Erde: Wie viel Energie produziert die Sonne und wie viel davon kommt auf der Erdoberfläche an?
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Diagramm:
Der Bedarf an Erdöl steigt, die Reserven werden knapp. Zur Gewinnung von Treibstoffen bietet sich als Alternative die Verflüssigung von Erdgas an.
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Foto:
Lausitzer Seenplatte als eine ökologische Nutzung der Folgen des Kohleabbaus.
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Übersichtsgrafik:
Neben Energiesparen birgt die Modernisierung von bestehenden Kraftwerkstechnologien kurz- und mittelfristig das größte Potenzial für den Klimaschutz.
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Foto:
Dach eines Fußballstadions mit Photovoltaikanlage.
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Foto und Text:
Typische Abmessungen einer Gasturbine und Turbinenschaufel sowie einige technische Betriebsdaten.
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Foto:
Gasturbinenkraftwerk Az Zour (Kuwait), 80 km südlich von Kuwait City.
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Foto:
Getriebeloses, permanentmagneterregtes Generatorsystem für eine Windkraftanlage.
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Fotos und Tabelle:
Fotos des Wasserkraftwerks Itaipú und eines darin verwendeten Generators. Die Darstellung wird durch die technischen Betriebsdaten des Kraftwerks ergänzt.
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Foto:
Die Generatortransformatoren des 1.600-MW-Braunkohlekraftwerks „Schwarze Pumpe“ in der Lausitz. Gut sichtbar sind die Isolatoren der Hochspannungsanschlüsse.
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Foto:
Das Gas- und Dampfturbinen-Heizkraftwerk (GuD-Heizkraftwerk) Nossener Brücke in Dresden.
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Grafik, beschriftet:
Schematische Ansicht eines Gas- und Dampfturbinenkraftwerks (GuD-Kraftwerk).
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Übersichtsgrafik:
Die Hauptsätze der Thermodynamik.
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Fotos:
Rechts im Bild wird die Montage eines Leistungstransformators gezeigt, wie er für die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung mit 550 kV verwendet wird. Links im Bild ein fertig montiertes Exemplar.
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Schemagrafik:
Schematische Darstellung der Stromumwandlungsstufen bei der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) vom Produktionsort zum Mittelspannungsnetz des lokalen Netzes.
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Foto:
Leistungsschalter für 550 kV beim Überspannungstest im Siemens-Hochspannungsprüffeld in Berlin.
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Foto:
Hochspannungsschaltanlage in 380-kV-Freiluftausführung am 1.600-MW-Braunkohlekraftwerk „Schwarze Pumpe“ in der Lausitz.
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Grafik, beschriftet:
Schematischer Aufbau des Urey-Miller-Experiments. Es erbringt den Beweis, dass aus anorganischen Molekülen durch Einwirkung von Energie organische Moleküle entstehen können.
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Schemagrafik:
Schematische Darstellung des Kernbrennstoffkreislaufs. Er beschreibt die Schritte bei der Kernkraftnutzung vom Abbau des Uranerzes über die Nutzung im Kernkraftwerk und die anschließende Aufbereitung bis hin zur Endlagerung der Abfälle.
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Diagramm:
Kernenergie als mittlere Bindungsenergie pro Nukleon in den Atomkernen.
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Diagramm:
Globale Übersicht: Anzahl der Kernkraftwerke in Betrieb in den einzelnen Ländern.
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Grafik, beschriftet:
Überblick über die wichtigsten Komponenten eines Kernreaktors und Schnittbild durch einen Druckwasserreaktor.
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Grafik, beschriftet:
Schematische Darstellung der Zellatmung. Die Energiezentrale in der Zelle ist das Mitochondrium.
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Foto:
Kohlekraftwerk Waigaoqiao in Schanghai, China.
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Übersichtsgrafik:
Fünf Methoden, den Kohlendioxidausstoß in die Atmosphäre von thermischen Kraftwerken mit fossilen Brennstoffen in Zukunft zu verringern.
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Diagramm:
Kohlendioxidemissionen für verschiedene Kraftwerkstypen im Vergleich.
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Schemagrafik:
Überblick über den jährlichen Energiebedarf moderner Kommunikationsmittel.
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Foto:
Energiespeicher für S-Bahnen:
1.300 Kondensatoren mit Kapazitäten von jeweils 2.400 F speichern elektrische Energie, die aus der Bremsenergie der Fahrzeuge gewonnen wird.
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Grafik, beschriftet:
Schematische Ansicht eines Turbogenerators („Turbosatz“): Generator und Turbine hängen über eine gemeinsame Welle direkt zusammen.
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Foto:
Kraftwerks- und Entsalzungsanlage Shuweihat S1, 250 km westlich von Abu Dhabi City.
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Schemagrafik:
Schematischer Automatisierungablauf der Leittechnik, wie sie in Kraftwerken und Stromnetzen eingesetzt wird.
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Tabelle:
Verschiedene Arten von Kraftwerken werden hinsichtlich ihrer elektrischen Leistung, ihres Wirkungsgrads, der Betriebsdauer pro Jahr und der Kosten verglichen.
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Diagramm:
Die Kurve zeigt den Verlauf des Stromverbrauchs einer Stadt über 24 h mit den für Tag und Nacht typischen Schwankungen und wie dies durch die Energieversorger abgedeckt wird.
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Übersichtsgrafik:
Typische Werte für Leistungen von Mensch, Tier und Technik und für den damit verbundenen Energieumsatz.
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Foto:
Leittechnik im Kontrollraum eines Kraftwerks.
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Übersichtsgrafik:
Zwei Erscheinungsformen magnetischer Energie werden gegenübergestellt: die magnetische Energie einer stromdurchflossenen Spule und die eines Elementarmagneten.
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Mindmap:
Überblick über die Formen mechanischer Energie und die zugehörigen Formeln.
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Foto:
Mobile elektrische Beleuchtungsanlage mit Dampfmaschine, Dynamomaschine und Scheinwerfer, um 1873.
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Foto:
Kohlekraftwerk mit integrierter Kohlevergasung und kombiniertem Gas- und Dampfturbinenprozess (IGCC) in Puertollano, Spanien.
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Grafik, beschriftet:
Die Nahrungskette als Beispiel für eine natürliche Abfolge von Energieumwandlungsprozessen.
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Grafik, beschriftet:
Funktionsschema einer Plutoniumbatterie und des darin enthaltenen Thermoelements.
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Foto:
Schienenverteiler für die Stromversorgung.
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Fotos und Tabelle:
Zwei Fotos und einige Betriebsdaten eines neuartigen Pflanzenölkochers, der das Kochen in Entwicklungsländern energiesparend, umweltfreundlich und sicher machen kann.
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Schemagrafik:
Gleichstrom aus Photovoltaikanlagen muss für die Einspeisung ins öffentliche Netz in Wechselstrom umgewandelt werden. Hier werden die Anpassungsschritte für Strom aus einer privaten Anlage und einem Solarkraftwerk gegenübergestellt.
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Foto:
Solarstromanlage in Nigeria.
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Grafik, beschriftet:
Das physikalische Prinzip eines Parabolrinnenkraftwerks und einer Dish-Stirling-Anlage im Vergleich.
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Übersichtsgrafik:
Es werden Beispiele für direkte und indirekte Speicher elektrischer Energie gezeigt und es wird die gespeicherte Energieform benannt.
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Mindmap:
Statements zu derzeitigen und künftigen Energieträgern, die zur Diskussion und zu weiteren Recherchen anregen.
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Diagramm:
Formeln für die Strahlungsenergie elektromagnetischer Wellen und das Planck'sche Strahlungsgesetz.
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Grafik, beschriftet:
Strömungsverlauf eines Gases in einer Turbine, wie er mit den Methoden der Computer Fluid Dynamics (CFD) berechnet wurde.
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Foto:
Stromrichterventiltürme der nordirischen Converter-Station Ballycronan More, einer von Siemens gebauten Verbindung zwischen Nordirland und Schottland.
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Diagramm:
Der elektrische Widerstand von Hochtemperatur-Supraleitern (HTS) und ihr Einsatz in Schiffsgeneratoren als Beispiel für eine mögliche kommerzielle Anwendung.
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Grafik:
Sechs Anwendungsgebiete für energiesparende Supraleiter in der Technik von morgen.
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Diagramm:
Formeln für die thermische Energie von Gasen sowie die Temperaturabhängigkeit der zugehörigen molaren Wärmekapazität bei konstantem Volumen.
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Übersichtsgrafik:
Die verschiedenen Arten von thermischen Kraftwerken im Überblick. Sie werden nach den eingesetzten Energiewandlern oder Energieträgern kategorisiert.
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Mindmap:
Energiespartipps zu den fünf Bereichen eines Haushalts mit dem größten Energiesparpotenzial.
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Mindmap:
Die sieben effizientesten Tipps zum Energiesparen beim Umgang mit elektrischen Verbrauchern.
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Übersichtsgrafik:
Das Funktionsprinzip von Transformator und Thyristor im Vergleich.
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Übersichtsgrafik:
Beim sog. Turbogenerator („Turbosatz“) wird eine Dampfturbine direkt mit dem elektrischen Generator gekoppelt. Eine Anlage von 1932 und eine Anlage von 2000 im Vergleich.
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Diagramm:
Darstellung der Kohlendioxidemission und des Energieverbrauchs verschiedener Verkehrsmittel im Vergleich.
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Schemagrafik:
Gas und Erdöl kommen nur in bestimmten Regionen vor. Da diese Energieträger aber weltweit genutzt werden, müssen sie zum Verbraucher (Kraftwerk, Industrie, Haushalt) transportiert werden. Hierfür stehen verschiedene Kanäle offen.
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Tabelle:
Übersicht über Primär- und Sekundärenergieträger, mögliche Formen von Nutzenergie und von Energieanwendungen.
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Grafik und Diagramm:
Die Definition des Begriffs „regenerative Energieträger“ wird visualisiert.
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Tabelle:
Übersicht, woher die Energie, die in den Primärenergieträgern gespeichert ist, kommt und welcher Energieform sie entspricht.
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Grafik, beschriftet:
Schnitt durch ein Wellenkraftwerk mit Wells-Turbine.
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Diagramm und Tabelle:
Der weltweite Verbrauch fossiler Energieträger und deren Einsatz bei der Strom- und Wärmeerzeugung in Zahlen.
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Diagramm:
Die Reichweite der Primärenergieträger im Überblick als Säulendiagramm.
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Foto:
Blick auf den Offshorewindpark Middelgrunden in Dänemark.
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Grafik, beschriftet:
Rotor und Gondel („Maschinenhaus“) eines Dreiflügel-Windrads mit horizontaler Drehachse. Die Innenansicht der Gondel wird gezeigt, die einzelnen Komponenten sind beschriftet.
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Übersichtsgrafik:
Typische Wirkungsgrade von Energieumwandlungs- und Energieübertragungsprozessen im Vergleich.
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Diagramm:
Prozentualer Energieverbrauch deutscher und britischer Privathaushalte nach verschiedenen Anwendungsbereichen.
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Diagramm:
Gegenüberstellung der weltweiten Stromerzeugung nach Energieträgern (in 1.000 TWh, links) und der weltweiten Kraftwerksleistung nach Technologien (in 1.000 GW, rechts).
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Schemagrafik:
Der Aufbau eines zentralen und dezentralen Stromnetzes im Vergleich.
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Diagramm:
Prognostizierte Entwicklung des Primärenergiebedarfs weltweit, differenziert nach Industrieländern und noch nicht voll entwickelten Ländern.
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Foto und Tabelle:
Die enorme Zuverlässigkeit und Haltbarkeit von Kraftwerken wird klar, wenn man Betriebszeiten, Wartungsintervalle und Lebensdauer gegen die fiktiven Laufleistungen eines PKW vergleicht.
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Schemagrafik:
Produktionsschritte eines Nahrungsmittels bis zu seinem Verzehr mit den jeweiligen Energieverbrauchs- und -sparpotenzialen.
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Podcast:
Informationen über den Einsatz von Supraleitern bei der Stromerzeugung zum Anhören.
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Grafik, interaktiv:
Energie und Arbeit haben dieselbe Maßeinheit, Energie und Leistung nicht. Den Unterschied erklärt diese Animation am Beispiel eines Sportlers, der auf einen Tisch hüpft.
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Grafik, interaktiv:
Schema und Erklärungen zum Prinzip eines Großgenerators.
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Infomodul mit Animation:
Der Carnot'sche Kreisprozess ist der ideale thermodynamische Kreisprozess. Wird der Kreisprozess im Uhrzeigersinn durchlaufen, so spricht man von einer Wärmekraft-, andernfalls von einer Kraftwärmemaschine (Wärmepumpe).
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Infomodul:
Schnittbild durch die Schichten der Erde mit einblendbaren Erläuterungen sowie Informationen zur Erde als Energiequelle.
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Simulation:
Generatoren sind Strom- bzw. Spannungserzeuger. Sie wandeln mechanische in elektrische Energie.
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Infomodul:
Die spezielle Relativitätstheorie zeigt, dass Masse in Energie und Energie in Masse umgewandelt werden kann. Einsteins bekannteste Formel – die Äquivalenz von Energie und Masse – wird hier erläutert.
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Infomodul:
Was haben Elektromotor, Kernfusionsplasma und Röhrenmonitoren mit der Lorentzkraft zu tun?
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Infomodul:
Bei einem pendelnden Körper wandeln sich potenzielle und kinetische Energie periodisch ineinander um. Die Summe der beiden Energien bleibt konstant, wenn keine Reibung auftritt.
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Single-Choice-Test (interaktiv):
40 Fragen zum Thema Energie. Sind alle Fragen richtig beantwortet, so erhält man den Energieführerschein.
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Infomodul:
Wie werden in der Natur vorkommende Primärenergien umgewandelt, damit wir sie im Alltag nutzen können?
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Zuordnungsaufgabe:
Wie gut kennst du dich mit „Energie“ aus? Ordne die Aussagen einander zu.
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Infomodul:
Überblick über den weltweiten Energieverbrauch durch elektrische Beleuchtung und welche Sparmaßnahmen durch effizientere Technologien es gibt.
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Infomodul:
Zusammenfassende Darstellung der zurzeit technisch möglichen Energiespeicher.
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Grafik, interaktiv:
Verschiedene Energieformen können ineinander umgewandelt werden. Welche Möglichkeiten es dabei gibt, wird hier in der Übersicht dargestellt.
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Arbeitsblatt, interaktiv (Memory):
Bei diesem Memory lernt man, was man mit einer Kilowattstunde Energie alles machen kann.
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Infomodul:
Übersicht über die derzeit kommerziell zur Energie-„Gewinnung“ genutzten fossilen Energieträger mit zuklickbaren Detailinformationen über Entstehung, Förderung usw.
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Infomodul:
Welche Energie wird bei der Spaltung eines Atomkerns frei? Hier muss man nach Isotopen unterscheiden. Für die Nutzung im Kernkraftwerk werden bestimmte Isotope angereichert und aufbereitet.
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Infomodul:
Funktionsprinzip einer Brennstoffzelle. Sie ist die ideale Stromquelle, falls sich Wasserstoff als Energieträger aus regenerativen Quellen durchsetzt.
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Infomodul:
Das Prinzip der Stromerzeugung mittels Geothermie wird erklärt. Darüber hinaus wird das sog. Hot-Dry-Rock-Verfahren zur Nutzung der Erdwärme vorgestellt.
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Infomodul:
Die Gasturbine wandelt thermische in mechanische Energie um. Funktionsprinzip und Einsatzmöglichkeiten werden hier im Überblick dargestellt.
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Foto, interaktiv beschriftbar:
Blick in eine aufgedeckte Gasturbine.
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Infomodul:
Die Meilensteine der Erzeugung und Nutzung von Energie durch den Menschen werden in sechs parallelen Zeitstrahlen interaktiv dargestellt.
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Infomodul:
Worin unterscheiden sich Gleichstrom und Wechselstrom, wann wird welche Stromart eingesetzt und wie kann man die eine in die andere Stromart umwandeln?
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Infomodul:
Hybridsysteme, also Kombinationen verschiedener Energiewandler und Speicher, dienen zur Optimierung des Wirkungsgrads von Autos und in Kraftwerken.
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Grafik, interaktiv:
Übersicht, wie in einem GuD-Kraftwerk mit integrierter Kohlevergasung (IGCC) die Kohle zunächst in Gas und dann in Strom verwandelt wird. Auch das ist ein Beitrag zur Energieeffizienz!
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Infomodul:
In einem Fusionsreaktor wird über die Verschmelzung von Atomkernen Wärme erzeugt. Gestartet wird die Fusion durch Zündung eines Plasmas aus Wasserstoffkernen (Deuterium und Tritium), das in einem Magnetfeld eingeschlossen ist.
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Grafik, interaktiv:
Schematische Darstellung einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage.
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Infomodul:
Über eine zentrale Steuerung, ggf. über mehrere Kraftwerke hinweg, wird sowohl die Produktion als auch die Verteilung der Energie an die Nachfrage angepasst. Störungen können so zentral erkannt und ausgeregelt werden.
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Grafik, interaktiv:
Die Antwort auf die Frage, warum ein thermisches Kraftwerk mit Dampfturbine Kühlung braucht, findet man hier.
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Infomodul:
Der Wirkungsgrad von Wärmekraftmaschinen kann durch geeignete Wahl der Größen Druck und Temperatur optimiert werden.
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Infomodul (mit Video):
Was ist ein „Perpetuum mobile“ und was versteht man unter einem Perpetuum mobile erster, zweiter und dritter Art?
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Infomodul:
Die Photosynthese ist der typische Energieumwandlungsprozess in Pflanzen. Dabei wird die Strahlungsenergie der Sonne mit Wasser und Kohlendioxid in Kohlenhydrate verwandelt.
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Simulation:
Photovoltaik ist die Umwandlung von Licht in elektrische Energie. Physikalisch ist sie ein Beispiel dafür, dass auch bei der Energieumwandlung die Quantisierung der Energie eine wichtige Rolle spielt.
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Infomodul:
Eine Wasserturbine wandelt die potenzielle und kinetische Energie des Wassers in Rotationsenergie um. Die Bauformen von Wasserturbinen werden erläutert. Auf die Grundlagen der Strömungsmechanik wird kurz verwiesen.
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Infomodul (mit Video):
Der Stirlingmotor ist die einfachste Form der Wärmekraftmaschine und erleichtert so das Verständnis der Thermodynamik.
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Infomodul:
Die Gasturbine ist die technische Umsetzung einer Vielzahl von Prinzipien aus Physik und Chemie: Thermodynamik, Strömungsmechanik und Verbrennung.
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Infomodul (mit Diagrammen):
Primärenergie-„Verbrauch“ im weltweiten Vergleich, heute und in Zukunft.
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Infomodul:
Die verschiedenen Entwicklungsstufen der Dampfmaschine von ihrer Erfindung bis zum Einsatz als Fahrzeugantrieb werden mithilfe von Animationen erklärt.
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Grafik, interaktiv:
Aufbau und Funktionsweise einer modernen Dampfturbine. Bei Klick auf die Nummern werden die Bauteile sowie ihre Funktionsweise erklärt.
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Infomodul:
Als Blackout bezeichnet man einen totalen Stromausfall. Welche Ursachen gibt es für ihn, was ist die Physik dahinter und wie kann man ihn verhindern?
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Infomodul:
Die Funktionsweise eines elektrochemischen Elements wird in einer Animation erklärt. Fotos illustrieren die verschiedenen Akkutypen.
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Grafik, interaktiv:
Der hierarchische Aufbau des Stromversorgungsnetzes mit vier Spannungsebenen wird gezeigt. Stromerzeuger und -verbraucher in den einzelnen Ebenen können interaktiv eingeblendet werden.
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Infomodul:
Aufbau, Funktion und Wirkungsgrad von Gas- und Dampfturbinenkraftwerken (GuD-Kraftwerken) werden hier erklärt.
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Infomodul:
Funktionsprinzip eines Windkraftwerks zur Stromerzeugung und die eingesetzten Technologien im Überblick.
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Infomodul (mit Diagrammen):
Betrachtung der weltweiten Stromerzeugung unter folgenden Fragen: Welches Land erzeugt wie viel Strom? Mithilfe welcher Energieträger wird der Strom erzeugt? Wie sieht die Stromerzeugung in Zukunft aus?
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Infomodul:
Stromkabel für Hausanschlüsse, Mittelspannungs- und Hochspannungsfernleitungen sind unterschiedlich konstruiert und können über Land als Freileitung oder als Erd- oder Seekabel verlegt werden.
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Mindmap, interaktiv:
Die Kernthemen der Thermodynamik im Überblick mit interaktiver Formelsammlung.
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Infomodul:
Ohne natürlichen Treibhauseffekt gäbe es kein Leben auf der Erde. Aber durch die vom Menschen produzierten Treibhausgase wie Kohlendioxid und Methan wird dieser in schädlicher Weise verstärkt.
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Infomodul:
Eine unerschöpfliche Quelle für Trinkwasser wäre das Meer. Doch dazu sind energiesparende Meerwasserentsalzungsanlagen nötig.
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Arbeitsblatt, interaktiv:
Die wichtigsten physikalischen und technischen Fachbegriffe zum Thema „Energie“ in Deutsch und Englisch können mit diesem interaktiven Vokabeltrainer erlernt bzw. geprüft werden.
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Arbeitsblatt, interaktiv:
Die verschiedenen Energieträger sind den Vor- und Nachteilen, die bei ihrer Nutzung auftreten, zuzuordnen.
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Infomodul:
Scheinbar laufen Reaktionen nur dann freiwillig ab, wenn Wärme freigesetzt wird. Dass auch energieverbrauchende Reaktionen freiwillig stattfinden, wird durch die Entropie verständlich.
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Infomodul:
Die einzelnen Typen von Wasserkraftwerken und ihre Funktionsweise im Überblick.
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Arbeitsblatt, interaktiv:
Welche Art von Wärmekraftmaschine ist z. B. der Diesel- oder der Kreiskolbenmotor, die gute alte Dampfmaschine oder die moderne Dampfturbine? Bitte per Drag & Drop zuordnen!
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Infomodul (mit Diagrammen):
Die Wirkungsgrade von fossil befeuerten Kraftwerken in Abhängigkeit der Kraftwerksleistung und die historische Optimierung des Wirkungsgrads in Dampfkraftwerken werden gezeigt.
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Video (Dauer 3:19 min):
Ein von Schülern selbst gedrehtes Video zeigt, wie jeder Einzelne zum Energiesparen beitragen kann.
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Video (in Englisch, Dauer 1:13 min):
Die Computersimulation zeigt das Prinzip eines GuD-Kraftwerks: die „Kopplung“ einer Gas- und einer Dampfturbine zur Stromerzeugung.
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Video (Animationsfilm mit Realfilmpassage und Ton, Dauer 1:36 min):
Funktionsprinzip einer Brennstoffzelle.
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Video (Dauer 0:22 min, ohne Ton):
In der Drehbewegung eines Schwungrads ist kinetische Energie gespeichert.
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Video (Dauer 0:58 min, ohne Ton):
Der Stirlingmotor in Betrieb sowie der Start- und Anhaltevorgang.
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Sachinformation:
Fast alle Energieumwandlungsprozesse sind mit unerwünschten Emissionen und Abfällen verbunden. Wann spricht man von Abfall, wann von Emission?
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Aufgabenblatt:
Fragen und Rechenaufgaben zum Wirkungsgrad.
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Sachinformation:
Ein Blockheizkraftwerk ist ein kleines Kraftwerk, das zur kombinierten Strom- und Wärmeerzeugung genutzt wird.
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Experimentieranleitung:
Warum wird ein Kältekissen von „allein“ kalt? Warum verteilt sich ein Farbstoff von selbst zwischen zwei Flüssigkeiten? Zwei Experimente werfen Fragen auf, die nur mit der Entropie beantwortet werden können.
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Experimentieranleitung:
Einfache Freihandexperimente zeigen, wie die unterschiedliche Bereitschaft der Metalle, Elektronen abzugeben, zur Erzeugung von elektrischem Strom genutzt wird.
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Sachinformation:
Werner von Siemens entdeckte 1866 das dynamoelektrische Prinzip. Dadurch wurden die Industrialisierung mit elektrischem Strom und der Bau großer Kraftwerke angestoßen.
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Experimentieranleitung:
Einfache Experimente und Messungen mit einem Elektromotor, der auch als Generator verwendet werden kann.
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Unterrichtsidee:
Das logische Gerüst zur Erarbeitung des Unterrichtsthemas „Ein Weg aus dem Teufelskreis der Energiearmut“.
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Unterrichtsidee:
Das logische Gerüst zur Erarbeitung des Unterrichtsthemas „Können wir unseren zukünftigen Energiebedarf mit Ökostrom decken?“.
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Sachinformation:
Energieberechnung als Beispiel für Vektor- und Integralrechnung.
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Aufgabenblatt:
Aufgaben mit Fragen und Berechnungen zum Energieerhaltungssatz.
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Experimentieranleitung:
Mit einem Messgerät, mit dem man den Verbrauch der Elektrogeräte messen kann, soll bestimmt werden, welche Geräte am meisten Strom verbrauchen.
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Single-Choice-Test:
40 Fragen zum Thema Energie.
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Projektidee:
Die Schülerinnen und Schüler sollen ein Energienetz planen, das den zunehmenden Umstieg auf regenerative Energien unter Einsatz moderner Technologien berücksichtigt.
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Projektidee:
Längerfristig angelegtes Klassenprojekt, bei dem das Energiesparen an der eigenen Schule praktisch und theoretisch umgesetzt wird.
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Unterrichtsidee:
Das logische Gerüst zur Erarbeitung des Unterrichtsthemas „Wie viel Energie verbrauchen wir zu Hause und wofür? Wie kann ein Teil dieser Energie gespart werden?“.
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Unterrichtsidee:
Das logische Gerüst zur Erarbeitung des Unterrichtsthemas „Wir planen eine energiesparende Klassenfahrt!“.
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Unterrichtsidee:
Das logische Gerüst zur Erarbeitung des Unterrichtsthemas „Beleuchtung verbraucht elektrische Energie. Welche Sparmaßnahmen gibt es?“.
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Sachinformation:
Es wird thematisiert, welche Energieträger es gibt, wie der Mix der derzeitig genutzten Energieträger zustande kommt und in welche Richtung er sich ändern muss und wird.
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Sachinformation:
Welche Energiemenge benötigt ein Mensch zur Aufrechterhaltung seiner bloßen Körperfunktionen, welche zum Verrichten von Arbeit?
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Leitfaden:
Energie-„Gewinnung“ ist Energieumwandlung. Die technisch wichtigsten Energiewandler wie z. B. Turbine oder Brennstoffzelle werden hier im Überblick dargestellt. Das Maß für deren Güte bei der Energieumwandlung ist der Wirkungsgrad.
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Arbeitsblatt:
Ein Gedicht von Wilhelm Busch illustriert die Energieumwandlung an einem plastischen Beispiel. Doch ist seine Ausdrucksweise physikalisch korrekt?
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Leitfaden:
Die Übertragung und Verteilung der verschiedenen Energieformen und die zugehörigen Versorgungsnetze werden im Zusammenhang dargestellt.
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Sachinformation:
Die wichtigsten Erhaltungsgrößen aus Physik und Chemie werden im Überblick vorgestellt. Der Energieerhaltungssatz wird im Detail erklärt.
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Experimentieranleitung:
Die wichtigsten Kenngrößen von Solarzellen (Polung, Kurzschlussstrom, Leerlaufspannung und Leistung) werden bestimmt.
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Experimentieranleitung:
Einige Freihandexperimente zu den Themen Windkraft, Solarthermie und Wasserstoff.
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Experimentieranleitung:
Ein Nachbau der ersten Dampfmaschine der Welt und zwei weitere einfache Versuche mit Dampf verdeutlichen das Dampfmaschinen-Prinzip.
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Experimentieranleitung:
Warum sind Wassertropfen rund? Kann ein schlaffer Luftballon einen prallen Luftballon aufblasen? Und was hat das mit Energie zu tun?
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Experimentieranleitung:
Einfache Experimente zur natürlichen Radioaktivität.
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Experimentieranleitung:
Schülerversuch mit vier LEDs, einer Batterie und ein paar Widerständen. Damit lassen sich die Theorien von Bohr, Planck und Einstein bestätigen.
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Sachinformation (Interview):
Das fiktive Interview erklärt mit Fragen und Antworten das Verfahren der hydrothermalen Geothermie und macht deutlich, worauf es bei der Energieumwandlung in einem thermischen Kraftwerk ankommt.
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Sachinformation:
Gleichstrom wird heute bevorzugt zum Stromtransport über große Entfernungen eingesetzt. Es treten geringere Übertragungsverluste als bei Wechselstrom auf. Möglich wird dies durch moderne Hochleistungselektronik.
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Handreichung:
Methodische und didaktische Hinweise für die Lehrkraft zur Behandlung des Themas „Energie der Zukunft“ im Unterricht.
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Handreichung:
Methodische und didaktische Hinweise für die Lehrkraft zur Behandlung des Themas „Energiesparen“ im Unterricht.
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Rechercheauftrag:
Die Natur reagiert auf die Veränderung des Klimas. Dies zeigt sich nicht nur im Schmelzen der Gletscher und Polkappen, sondern es gibt auch andere Anzeichen dafür. Welche?
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Linkliste:
Eine Sammlung ausgewählter Internetlinks zur Bearbeitung des Rechercheauftrags „Indikatoren für den Klimawandel“.
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Sachinformation:
Die Sonne gewinnt ihre Energie aus der Fusion von Wasserstoffkernen zu Heliumkernen. Die Heliumkerne fusionieren sogar zu noch höheren Elementen weiter.
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Sachinformation:
Abtrennung von Kohlendioxid aus Rauchgasen fossil befeuerter Kraftwerke.
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Leitfaden:
Digitales Begleitheft zum Medienpaket „Mit Energie in die Zukunft“.
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Linkliste:
Viele interessante Links zum Thema „Energie der Zukunft“.
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Linkliste:
Viele interessante Links zum Thema „Umwelt und Ökologie“.
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Linkliste:
Viele interessante Links zum Thema „Energiesparen“.
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Linkliste:
Viele interessante Links zum Thema „Energieumwandlung“.
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Linkliste:
Viele interessante Links zum Thema „Energieversorgung“.
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Linkliste:
Viele interessante Links zum Thema „Regenerative Energien“.
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Linkliste:
Viele interessante Links zum Thema „Was ist Energie?“.
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Lösungsheft:
Zum Themenkomplex „Energie“ werden hier die Lösungen zu den Arbeitsblättern und den Fragen in den Experimentieranleitungen zusammengefasst.
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Experimentieranleitung:
Graf Rumford entdeckte 1798 beim Bohren von Kanonenrohren, dass sich mechanische Energie in Wärme umwandeln lässt. Wir versuchen es ohne Kanone.
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Sachinformation:
Die wichtigsten Grundlagen zur Quantisierung von Energie und ihre Bedeutung in Physik und Technik.
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Leitfaden:
Die Technologien für eine Energieversorgung mit regenerativen Energieträgern werden im Überblick vorgestellt und die Bedeutung von Energiespeichern wird in diesem Zusammenhang erläutert.
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Experimentieranleitung:
Zwei Freihandversuche zur Untersuchung der Abgase von Auto oder Motorroller.
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Experimentieranleitung:
Mit einer Energiesparlampe in Röhrenform (Leuchtstoffröhre) und einem Magneten kann man einen wesentlichen Vorgang in einem Fusionsreaktor nachstellen.
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Experimentieranleitung:
Die Funktionsweise eines realen Stirlingmotors soll untersucht werden.
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Experimentieranleitung:
Zwei Versuche, die zeigen, wie ein Modellauto mit reversibler Brennstoffzelle funktioniert und in welcher Form die Energie gespeichert wird.
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Sachinformation:
Die Funktionsweise von organischen Solarzellen wird erklärt und mögliche Anwendungen werden aufgezeigt.
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Arbeitsblatt:
Welchen Strom benutzen z. B. elektrisch betriebene Transportmittel wie die Eisen- oder Straßenbahn oder Kommunikationsmittel wie das Handy? In einer Tabelle können die Schüler zuordnen.
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Sachinformation:
Die Energieträger Strom und Wärme werden auf ihre Einsatzmöglichkeiten hin verglichen und bewertet.
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Leitfaden:
Die Kraftwerkstechnologien für die Strom- und Wärmeerzeugung werden im Überblick vorgestellt. Ein kurzer Abriss zur Geschichte der Stromerzeugung ist enthalten.
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Rechercheauftrag:
Schwere Stürme nehmen weltweit immer mehr zu. Was sind die Ursachen? Was bedeutet das für die Nutzung der Windkraft zur Energiegewinnung?
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Linkliste:
Eine Sammlung ausgewählter Internetlinks zur Bearbeitung des Rechercheauftrags „Stürme und Windkraft“.
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Sachinformation:
Die wichtigsten Fakten zur Theorie der Supraleiter (klassische und Hochtemperatur-Supraleiter) und einige Anwendungen im Überblick.
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Sachinformation:
Geschichte der Dampfmaschinen und ihre Technologie.
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Sachinformation:
Die von der Erde abgestrahlte Wärme gelangt nicht ungehindert in den Weltraum, sondern wird z. T. in der Erdatmosphäre absorbiert und reflektiert. Ohne diesen Effekt würde auf unserer Erde permanent Eiszeit herrschen.
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Experimentieranleitung:
Zwei Versuche, die zeigen, wie viel Kohlendioxid der Mensch mit jedem Atemzug produziert und wie viel Kohlendioxid aus einem Autoauspuff kommt.
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Experimentieranleitung:
Bei Skifahrern oder Bergsteigern sind Wärmekissen sehr beliebt, um sich die Hände aufzuwärmen. Doch wie kommt die Wärme eigentlich in das Kissen?
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Sachinformation:
Die Bedeutung der Begriffe Wärme, Enthalpie und Entropie sowie die zugehörigen Formeln im Überblick.
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Sachinformation:
Wir bringen Ordnung in die verwirrende Vielfalt der Begriffe von Motor über Turbine und Wärmekraftmaschine bis hin zur Wärmepumpe.
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Aufgabenblatt:
Verständnis- und Transferfragen zur Kühlerproblematik bei Wärmekraftmaschinen.
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Leitfaden:
Die grundlegenden Begriffe und naturwissenschaftlichen Gesetze zum Themenkomplex „Energie“ werden im Zusammenhang dargestellt.
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Sachinformation:
Grundlagen zur natürlichen Radioaktivität und zu ihrer biologischen Wirkung.
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Sachinformation:
Wie kann man „Wasser“ als Energieträger nutzen?
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Projektidee:
Projektideen zum Thema „Wasserstoff als Energiespeicher der Zukunft“.
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Sachinformation:
Moderne GuD-Kraftwerke erreichen einen Wirkungsgrad von 60 % und haben einen um 10 % reduzierten Brennstoffbedarf.
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Experimentieranleitung:
Freihandexperiment zur indirekten Messung elektrischer Energie über die Bestimmung des elektrischen Wärmeäquivalents.
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Experimentieranleitung:
Wir erhitzen jeweils eine bestimmte Menge zweier Stoffe (z. B. Eisen und Granit) auf dieselbe Temperatur und legen sie jeweils in Wasser von Raumtemperatur. Woher kommen die Unterschiede in der Erwärmung?
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Experimentieranleitung:
So kann man im Chemieunterricht eine Solarzelle bauen.
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Rechercheauftrag:
Vom globalen zum individuellen Energiekonzept – Methoden erforschen und Ansätze entwickeln.
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Linkliste:
Eine Sammlung ausgewählter Internetlinks zur Bearbeitung des Rechercheauftrags „Wir machen ein Energiekonzept“.
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Unterrichtsidee:
Das logische Gerüst zur Erarbeitung eines Zukunftsszenarios zur Energienutzung im Jahr 2020.
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Webressource (de):
Das Science Forum der Universität Siegen stellt eine Bauanleitung für eine Graetzel-Zelle bereit.
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Webressource (en):
Auf der Website von Sol Ideas Technology Development wird eine englischsprachige Bauanleitung für eine Graetzel-Zelle bereitgestellt.
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Webressource:
Der Artikel informiert darüber, wie der „Stromhunger“ von Computern, Servern und Rechenzentren in Zukunft gedrosselt werden kann.
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Webressource:
Onlineprogramm zur Berechnung des persönlichen Energieverbrauchs und der damit verbundenen Kohlendioxidemission sowie Umwelttipps.
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Webressource:
Diese Broschüre macht klar: Energiesparen und Klimaschutz gehen vor allem einher mit der Steigerung der Energieeffizienz: bei Kraftwerkstechnologien, bei der Stromverteilung und beim Endverbrauch.
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Webressource:
Die Technik der Elektromotoren ist noch lange nicht ausgereizt und bietet noch viele Energiesparreserven.
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Website:
Website des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit zum Thema „Erneuerbare Energien“.
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Webressource:
Ein zusammen von Greenpeace zusammen mit einem Industriegremium ausgearbeiteter Plan, durch welche Maßnahmen bis zum Jahr 2050 sich der Klimawandel noch abwenden lässt.
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Webressource:
Dieser Artikel zeigt Einsatzmöglichkeiten von neuartigen Elektromotoren im Schienenverkehr (von der U-Bahn bis zum Hochgeschwindigkeitszug).
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Webressource:
Der Artikel informiert über ein Energiesparprojekt in Indien: Private Haushalte werden mit Energiesparlampen ausgestattet.
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Webressource:
Der Artikel informiert über Energiesparpotenziale durch innovative Gebäudetechnik.
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Website:
Mediathek der AREVA NP, einem der weltweit führenden Unternehmen für Entwicklung und Bau von Kernkraftwerken.
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Webressource:
Dieses Lexikon erklärt alle wichtigen Begriffe zum Thema Energie – von A wie „Abbau – Steinkohle“ bis Z wie „Zwischenlagerung – Brennelemente“.
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Website:
In drei kurzen Filmen geben Fachexperten der Siemens AG Auskunft über aktuelle Trends für eine nachhaltige Energieversorgung.
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Webressource:
Die Broschüre „Energy“ beschreibt ein Energieversorgungsszenario für das Jahr 2030. Welche Technologien werden wir nutzen?
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Website:
Zeitschrift für Forschung und Innovation der Siemens AG mit halbjährlichem Erscheinungstermin (Frühjahr und Herbst).
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Website:
Die Siemens AG ist der weltweit führende Anbieter des kompletten Spektrums an Produkten, Dienstleistungen und Lösungen für die „Erzeugung“, Übertragung und Verteilung von Energie.
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Webressource:
Diese Website zeigt Meilensteine der über 160-jährigen Firmengeschichte des Unternehmens Siemens auf den Gebieten der Elektro-, Energie- und Medizintechnik.
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Webressource:
Der Artikel informiert über Lösungen, das bestehende Stromnetz zu einem „nachhaltigen Energiesystem“ mit intelligenter Netzstruktur zu machen.
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Webressource:
Windkraft erklärt für Schüler aller Altersstufen.
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Webressource:
Jedes Kraftwerk braucht Kühlung. Doch wie soll das in der Wüste funktionieren. Der Artikel informiert über ein Kohlekraftwerk, das fast ohne Kühlwasser auskommt.
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Simulation (englisch):
Bei einem virtuellen, dreidimensionalen Rundgang durch ein Gas- und Dampfturbinenkraftwerk kann man die einzelnen Bereiche erkunden.
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