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| ===Zusammenfassung===
| | [[File:Cliff_Palace.JPG|400px|right]] |
| Neben einer Materialsammlung zu verschiedenen gängigen Kraftwerksarten wird die Problematik der synchronen Stromerzeugung in Echtzeit thematisiert.
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| | # Read the sources (see Weblinks) |
| ===Der Strommix in Deutschland===
| | ## Explain where the name "Anasazi" comes from? Why? |
| =====Wo unser Strom herkommt=====
| | ## Name the plants people grew and ate. |
| [[Datei:EE-Anteil am Bruttostromverbrauch.svg|alternativtext=Stromverbrauch in Deutschland im zeitlichen Verlauf und Anteil der erneuerbaren Energien|mini|550x550px|Stromverbrauch in Deutschland im zeitlichen Verlauf und Anteil der erneuerbaren Energien]] | | }} |
| [[Datei:Energiemix Deutschland.svg|alternativtext=Verteilung der Primärenergieträger auf die Stromproduktion im zeitlichen Verlauf|mini|550x550px|Anteil der verschiedenen Energieträger in der Stromproduktion]]
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| Strom kommt aus der Steckdose. Soweit klar.
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| Damit das aber immer und überall klappt ist eine ganze Menge Technik nötig. Strom muss nämlich produziert werden. Das passiert in ''Kraftwerken''. Der Strom wird dort aber nicht aus dem Nichts erzeugt. Man braucht dafür Energie. Diese Energie kann in verschiedenen Formen vorliegen. Die ersten Kraftwerke die elektrischen Strom herstellten wurden mit Dampfmaschinen betrieben, die meistens mit Kohle befeuert wurden. Bevor sich der Strom durchgesetzt hatte wurden Dampfmaschinen verwendet um Maschinen in der Industrie anzutreiben. Auch die Dampflok ist eigentlich eine Dampfmaschine die einen Zug antreibt.
| | == Anasazi == |
| | The '''Ancestral Puebloans''' were an ancient Native American culture that spanned the present-day Four Corners region of the United States. |
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| In ''Kohle'' ist also Energie gespeichert. Sie wird daher auch als ein ''Energieträger'' bezeichnet. Einen Teil der gespeicherten Energie kann man verwenden um (über Umwege) Strom zu erzeugen. Heute sind ''Kohlekraftwerke'' leistungsfähiger als Dampfmaschinen. Das Prinzip ist aber immer noch ähnlich. Es handelt sich bei dieser Kohle übrigens nicht um Holzkohle die du vielleicht vom Grillen kennst sondern um ''Braunkohle'' oder ''Steinkohle'' die im Bergbau gewonnen werden kann. Um den Text aber nicht unnötig kompliziert zu machen, sprechen wir hier allgemein von Kohle.
| | They lived in a range of structures that included small family pit houses, larger structures to house clans, grand pueblos, and cliff-sited dwellings for defense. The Ancestral Puebloans possessed a complex network that stretched across the Colorado Plateau linking hundreds of communities and population centers. They held a distinct knowledge of celestial sciences that found form in their architecture. The kiva, a congregational space that was used chiefly for ceremonial purposes, was an integral part of this ancient people's community structure. |
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| [[Datei:Annual electricity net generation in the world de.svg|alternativtext=Weltweiter Stromverbrauch im zeitlichen Verlauf und Anteil der erneuerbaren Energie und der Kernenergie|mini|550x550px|Zum Vergleich: der weltweite Stromverbrauch im zeitlichen Verlauf und Anteil der erneuerbaren Energie und der Kernenergie. Beachte die unterschiedlichen Einheiten auf der Y-Achse]]
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| Weitere ''Energieträger'' die zur Erzeugung von Strom genutzt werden sind z.B. ''Erdgas'' das in ''Gaskraftwerken'' genutzt wird, bestimmte ''Atomkerne'' die in ''Atomkraftwerken'' genutzt werden und sogar ''Hausmüll'' oder ''Bioabfälle'' die in ''Biomassekraftwerken'' oder ''Müllkraftwerken'' genutzt werden.
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| In allen oben genannten Kraftwerken wird Wärme erzeugt (meistens durch Verbrennung) um über einige Umwege elektrischen Strom zu produzieren. Diese Kraftwerke werden häufig unter dem Begriff ''Wärmekraftwerke'' zusammengefasst. Sie alle produzieren neben elektrischer Energie auch noch Wärmeenergie die zum Heizen von Häusern oder Wasser verwendet werden kann. Weil die Wärme dann über weite Strecken vom Kraftwerk in deine Wohnung transportiert werden muss, sprechen wir dann von Fernwärme. Das hast du vielleicht schon mal gehört.
| | The Ancestral Puebloans vanished in the 13 century. The Navajo who came hundreds of years later into the area, used the name "Anasazi" meaning "enemy ancestors." The term was first applied to ruins of the Mesa Verde by Richard Wetherill, a rancher and trader who, in 1888–1889, was the first Anglo-American to explore the sites in that area. Wetherill knew and worked with Navajos and understood what the word meant. |
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| Es gibt aber auch Kraftwerke die ohne Wärme arbeiten. Diese nutzen meistens Energieträger die praktisch unendlich vorhanden sind wie das ''Sonnenlicht'', die Kraft des strömenden Wassers in Flüssen (''Wasserkraft'') oder die Kraft des Windes (''Windkraft''). Die zugehörigen Kraftwerke werden als ''Wasserkraftwerke'', ''Windkraftwerke'' oder ''Windräder'' bezeichnet. Im Falle des Sonnenlichts sprechen wir meistens von ''Photovoltaikanlagen''. Diese Energieträger werden oft unter dem Begriff ''regenerative Energien'' oder ''erneuerbare Energien'' zusammengefasst (regenerieren bedeutet "''sich erholen''"). Manchmal wird Hausmüll oder Biomasse auch zu den erneuerbaren Energien gezählt, weil wir Menschen ja auch ständig neuen Müll produzieren. Und auch Biomasse wird als Abfall in der Landwirtschaft ständig neu produziert.
| | == Agriculture == |
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| Die weltweit vorkommenden Vorräte an ''Kohle'', ''Erdgas'' aber auch an ''Erdöl'' sind begrenzt. Zwar wird immer mal wieder ein neues Gasvorkommen entdeckt aber es ist jetzt schon klar, dass wir nicht dauerhaft auf diese sogenannten ''fossilen Energieträger'' zurückgreifen können. Diese Energieträger sind im Laufe der Erdgeschichte entstanden. Es dauert mehrere Millionen Jahre bis Kohle entsteht. Seit Beginn der ''Industriellen Revolution'' (um 1800 n. Chr.) nutzen Menschen Kohle in großen Mengen. In etwas mehr als 200 Jahren haben wir bereits den größten Teil aller verfügbaren fossilen Energieträger verbraucht.
| | The historical line between the hunter-gatherer culture and the emerging Anasazi culture is defined in part by evidence that around 1200 B.C. they began to settle down in one place for longer periods of time and domesticate and cultivate crops from one year to the next. |
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| In den Grafiken ist gezeigt wie groß der Anteil der verschiedenen Energieträger ist. In der ersten Grafik wird gezeigt wie groß der Stromverbrauch in Deutschland seit 1991 ist und wie groß der Anteil der erneuerbaren Energien daran ist. Du kannst sehen, dass der Stromverbrauch steigt. Der Anteil der erneuerbaren Energien ist noch deutlicher gestiegen. In der zweiten Grafik ist noch genauer Aufgeschlüsselt, welche Energieträger welchen Anteil an der Stromerzeugung haben. In der dritten Grafik wird die weltweite Stromproduktion dargestellt. Dabei wird unterschieden zwischen ''fossiler Energie'', ''Kernenergie'' und ''erneuerbarer Energie''. | | In the Basketmaker period the primary crop was corn, also known as maize, which is believed to have evolved from teosinte, a wild grass native to what is now Mexico and Central America. At the same time, they were growing squash, which also came from Mexico. Around A.D. 500, beans were added to the Anasazi diet. Pottery, which was supplanting baskets for food storage and cooking, was essential to the beneficial use of this new dietary item because of the bean’s longer cooking time. |
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| =====Was die Sache mit dem Strom noch ein bisschen komplizierter macht=====
| | The Anasazi often sun dried their vegetables. Many food items were stone-ground, using grinding stones — metate and mano<ref>A metate or metlatl (or mealing stone) is a type or variety of quern, a ground stone tool used for processing grain and seeds.{{wpen|Metate}}</ref>. Seeds were parched in hot coals and ground into meal. Pine nuts were ground into a paste. Corn was ground to make corn meal. Food was stored in large pits, often sealed in baskets or pottery for protection from insects, animals and moisture<ref>moisture = Moisture is the presence of a liquid, especially water, often in trace amounts. Small amounts of water may be found, for example, in the air (humidity), in foods, and in some commercial products.</ref>. |
| [[Datei:Stromerzeugung_im_Wochenverlauf.svg|alternativtext=Stromerzeugung in Deutschland im zeitlichen Verlauf und Anteil verschiedener Energieträger|mini|700x700px|Stromerzeugung in Deutschland im zeitlichen Verlauf und Anteil verschiedener Energieträger Quelle: Agora Energiewende https://www.agora-energiewende.de/service/agorameter/
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| Dort kann man übrigens für verschiedene Zeiträume die Stromproduktion in Deutschland nachschauen.]]
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| Ärgerlicherweise muss der Strom der gerade in diesem Moment benötigt wird auch in diesem Moment produziert werden. Es gibt zwar die Möglichkeit Strom zu speichern (z.B. in einer Batterie) aber das ist bisher nur für kleinere Mengen möglich weil die Technologie zum Strom speichern sehr teuer ist. Wir könnten sonst die Energie die an einem sehr sonnigen, windigen Tag erzeugt wird auch speichern um nachts oder bei Windstille Strom zur Verfügung zu haben.
| | The Anasazi's dry-land farming relied on the natural blessings of rain and the runoff from melting snow. Often they helped Mother Nature by building check dams, terracing hillsides or locating fields near the mouths of arroyos<ref>arroyo = a small canyon</ref> and springs. One of the largest of their water conservation efforts was a 500,000 gallon reservoir at Mesa Verde. |
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| In der Abbildung oben ist für eine Woche im Sommer (Montag - Sonntag) die Zusammensetzung unseres Strommixes in Deutschland dargestellt. Der oberste, graue Bereich stellt Kohle und Erdgas dar, Atomenergie ist getrennt dargestellt.
| | But the Ancient Ones did not abandon the foods of their nomadic forebears. Even in A.D. 1300, corn, squash and beans, alone, would not be enough. They still hunted animals like deer, rabbits and prairie dogs. And they gathered wild plants for sustenance. The nuts of the piñon pine were eaten roasted or ground. They ate the ripe fruit of the banana yucca and dried the red fruit from the prickly pear cactus for later consumption. Pigweed and amaranth provided greens.|Source: [https://www.cliffdwellingsmuseum.com/history/the-anasazi/digging-deeper-into-the-anasazi/agriculture-and-other-food-sources/ www.cliffdwellingsmuseum.com] (Agriculture and Other Food Sources)}} |
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| Der Stromverbrauch (und damit dann auch die Stromproduktion) schwankt im Verlauf einer Woche. Der Anteil der verschiedenen Energieträger schwankt ebenfalls.
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| =====Strom und das Klima===== | | == Interactive Exercises == |
| Bei der Erzeugung von elektrischem Strom durch Verbrennen von "Dingen" wird CO<sub>2</sub> erzeugt. CO<sub>2</sub> ist (unter Anderem) für den Klimawandel verantwortlich. Es sorgt dafür, dass die Wärme mit der die Sonne uns auf der Erde versorgt immer stärker in der Atmosphäre (Luft) festgehalten wird. So lange wir also Dinge verbrennen um Strom zu erzeugen heizen wir dadurch den Klimawandel an. Bei der Produktion von Strom aus regenerativen Energieträgern entsteht normalerweise gar kein CO<sub>2</sub>. Eine Ausnahme bilden hierbei Biomassekraftwerke und Müllkraftwerke. Diese erzeugen ebenfalls CO<sub>2</sub>. Weil das CO<sub>2</sub> aber vergleichsweise schnell durch nachwachsende Pflanzen wieder aus der Atmosphäre gezogen wird, verändern diese Kraftwerke den CO<sub>2</sub>-Anteil der Atmosphäre praktisch nicht.
| | '''Match the pictures and the names!''' |
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| =====Fragen zum Strommix===== | | <div class="memo-quiz" lang="en"> |
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| | |- |
| | | [[File:Cucurbita_moschata_Butternut_2012_G2.jpg|130x130px]] || squash / pumpkin |
| | |- |
| | | [[File:Maize Corn Cultivars.jpg|130x130px]] || maize / corn |
| | |- |
| | | [[File:Phaseolus_vulgaris_var._nanus_01.jpg|130x130px]] || grean beans |
| | |- |
| | | [[File:Organic_home-grown_tomatoes_-_unripe_to_ripe.jpg|130x130px]] || tomato |
| | |- |
| | | [[File:Bowl_Chaco_Culture_NM_USA.jpg|130x130px]] || ceramic bowl |
| | |- |
| | | [[File:Basketmaker III Basket grca 67879-02 Grand Canyon Nat. Park (6939581741).jpg|130x130px]] || basket |
| | |- |
| | | [[File:Prickly_pear_CDC.jpg|130x130px]] || prickly pear]] |
| | |} |
| | </div> |
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| #Welche unterschiedlichen Energieträger werden in Kraftwerken verwendet?
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| #Wie können die unterschiedlichen Energieträger sortiert werden? Erstelle eine Tabelle mit zwei Gruppen! Achte auf geeignete Spaltenüberschriften.
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| #Wie entwickelt sich die Nutzung der unterschiedlichen Energieträger in Deutschland? Welche Gruppe wird neuerdings stärker genutzt, welche weniger?
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| #Was sind die Gründe für die Veränderung?
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| #Welche Probleme entstehen bei der Stromerzeugung in den verschiedenen Gruppen?
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| ====Kohlekraftwerke====
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| Ein Kohlekraftwerk erzeugt elektrischen Strom. Das ist ganz praktisch weil man Strom ja ganz gut gebrauchen kann. Du brauchst Strom ja z.B. um dein Smartphone zu laden. Wie genau im Kohlekraftwerk Kohle in Strom verwandelt wird klären erfährst du hier.
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| Zunächst sollten wir klären was Kohle eigentlich ist. Du kennst Kohle bestimmt vom Grillen im Sommer. Da verwendet man sogenannte ''Holzkohle''. Die ist für ein Kohlekraftwerk aber ungeeignet. Stattdessen verwendet man ''Braunkohle'' oder ''Steinkohle''. Beide Kohlearten verbrennen viel heißer als Holzkohle. Steinkohle verbrennt heißer als Braunkohle. Sie ist daher besser für die Verwendung im Kohlekraftwerk geeignet weil man für die gleiche Menge elektrischen Strom weniger Steinkohle benötigt als Braunkohle.
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| Holzkohle wird extra zum Grillen aus Holz hergestellt und ist für ein Kohlekraftwerk viel zu teuer. Braunkohle und Steinkohle kommen in der Natur vor. Sie werden in Bergwerken abgebaut um sie z.B. in Kohlekraftwerken zu verbrennen. Braunkohle und Steinkohle entstehen auch aus Holz. Allerdings dauert das viele Millionen Jahre. Die meisten Kohlevorkommen sind heute schon ziemlich leer geräumt. Obwohl von Zeit zu Zeit auch noch neue Kohlevorkommen gefunden werden haben die Menschen einen Großteil der nutzbaren Kohle schon verbraucht. Trotzdem wird heute noch immer sehr viel Kohle benutzt um daraus Strom zu erzeugen.
| | == Weblinks == |
| | | * nps.org: [https://www.nps.gov/meve/learn/historyculture/people.htm Ancestral Pueblo People of Mesa Verde] |
| Um elektrischen Strom aus Kohle zu erzeugen sind mehrere Schritte nötig. Zuerst wird Kohle verbrannt. Die dabei freigesetzte ''Wärmeenergie'' wird zum Erhitzen und Verdampfen von Wasser genutzt. Mit dem ''Wasserdampf'' wird dann eine ''Turbine'' angetrieben (gedreht). Die Turbine kannst du dir einfach wie eine sehr gute Windmühle für Dampf vorstellen. Mit der Turbine wird eine große Metallstange (eine sogenannte ''Welle'') gedreht. Die Welle ist auf der anderen Seite mit einem ''Generator'' verbunden der durch die Welle angetrieben wird. Im Generator wird dann elektrischer Strom erzeugt. Den Generator kannst du dir einfach wie einen sehr großen Fahrraddynamo vorstellen.
| | ** [https://www.nps.gov/meve/learn/education/sprucetreehouse_scene.htm Scene at Spruce Tree House] |
| | | ** [https://www.nps.gov/meve/learn/historyculture/upload/ancestral_pueblo_people_2018_508_01-24-18-2.pdf Ancestral Pueblo People and Their World] (pdf, especially p3-4) |
| In der Kohle ist also ''Energie'' gespeichert. Diese Energie wird als ''chemische Energie'' bezeichnet. Durch die Verbrennung wird die chemische Energie in ''Wärmeenergie'' umgewandelt. Die Wärmeenergie wird zum großen Teil vom Wasser aufgenommen. Das Wasser wird dabei in Wasserdampf umgewandelt der unter sehr hohem Druck steht. Mit diesem Druck wird die Turbine angetrieben. Die Wärmeenergie wird hier also in ''Bewegungsenergie'' umgewandelt. Die Bewegungsenergie wird mit der Welle in den Generator weitergeleitet wo diese in ''elektrische Energie'' umgewandelt wird. Die elektrische Energie wird dann als elektrischer Strom in deinen Haushalt geliefert damit du damit z.B. dein Smartphone laden kannst.
| | * cliffdwellingsmuseum.com: [https://www.cliffdwellingsmuseum.com/history/the-anasazi/digging-deeper-into-the-anasazi/agriculture-and-other-food-sources/ Agriculture and Other Food Sources] |
| [[Datei:QR-code.svg|mini|https://youtu.be/nCEUCJM6_lE ]] | |
| Unter dem nebenstehenden Link findest du ein Video in dem die Funktionsweise eines Kohlekraftwerkes auch noch mal erklärt wird.
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| ===== Fragen zum Kohlekraftwerk =====
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| # Welche Schritte sind zum Erzeugen von elektrischem Strom aus Kohle nötig?
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| # Erstelle eine übersichtliche, große Skizze von einem Kohlekraftwerk. Die Skizze muss nicht genau sein, sie soll aber ordentlich sein und alle wichtigen Teile des Kohlekraftwerks darstellen. Du solltest die Teile unbedingt Beschriften damit die Skizze verständlicher wird.
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| # In einem Kohlekraftwerk wird Energie häufig von der einen in die andere Energieform umgewandelt. Welche Energieumwandlungen finden in einem Kohlekraftwerk statt (also von welcher Energieform in welche andere Energieform)? Notiere die Energieumwandlung in der Skizze an die entsprechenden Stellen.
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| # Kannst Du die Funktionsweise und den Zweck eines Kohlekraftwerkes in vier Sätzen zusammenfassen? Notiere diese mit auf der Skizze.<br />
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| ====Gaskraftwerke====
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| ====Atomkraftwerke====
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| ====Photovoltaik====
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| ====Windkraftwerke====
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| ====Biomasse====
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| ====Wasserkraftwerke====
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(English)
