Energy Lab im Wissenschaftspark · Biodiesel: In dieser Reihe von chemischen und biologischen Experimenten erfahren die SuS, wie Pflanzenöle separiert werden können und wie aus

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Inhaltsverzeichnis

Angebote für Lehrerinnen und LehrerBlockkurs „Erneuerbare Energien” für PhysikComputersimulation „Stromtag”StromnetzeÖl- und GasförderungBrennstoffzellenautoWasserstoff - Experimente mit Brennstoffzellen Treibhauseffekt - ExperimentSolarthermie - Experiment

Biokraftstoffe: Biodiesel und BioethanolAnmeldung KooperationspartnerKontakt

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Wind - ExperimentePhotovoltaik - Experimente

ab GelsenkirchenEnergyLEnergyLab Gelsenkirchen

3MINT - Kurse im EnergyLab

In diesem Kursheft stellen wir Ihnen den außerschulischen LernortEnergyLab vor. Dort werden Projekttage und Kurse für Schüler undSchülerinnen (SuS) angeboten.

Die Experimente sind für alle Schulformen und Klassenstufen geeignetund werden altersgerecht angepasst. Das EnergyLab besitzt zwei großeLaborräume, um mit bis zu 32 SuS gleichzeitig experimentieren zu können.

Alle Kurse sind als BSO -Maßnahmen in Kooperation mit der RegionalenArbeitsagentur entstanden und zur Berufsorient ierung geeignet.

Das Team des EnergyLabs im Wissenschaftspark Gelsenkirchen unter-stützt Sie bei der Organisation Ihrer Exkursion zu unserem außer-schulischen Lernort.

Angebote für Lehrerinnen und Lehrer

Munscheidstraße 1445 886 Gelsenkirchenwww.energylab -gelsenkirchen.de

Thorsten RenzTel 0209 .167 -10 11info@energylab -gelsenkirchen.de

Wir organisieren Ihren Termin, sowie Ihre An- und Abfahrt vonder Schule ins Labor. Projekttage im EnergyLab sind kostenlos.Ab Jahrgangsstufe 7 können die Fahrtkosten erstattet werden.

EnergyLab im Wissenschaftspark

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Blockkurs„Erneuerbare Energien” für Physik

Lehrplananbindung:Physik oder NaturwissenschaftenKlassenstufe:Stufe 8 bis 10 an Gymnasien, Stufe 9bis 11 an Gesamt-, Real -, Hauptschulen.Teilnehmer/innenzahl: 10 bis 32Dauer: 2 x 4 Stunden oder 4 x 2 Stunden

Dieser Kurs dient dazu, nach dem Lehrplan für Physik ErneuerbareEnergien in Theorie und Praxis zu erarbeiten (Physik, Stufe 8 -11).

Ziel des Blockkurses ist das Erarbeiten eines tieferen Verständnisses fürdie Erneuerbaren Energieformen: Photovoltaik, Solarthermie, Windenergieund Wasserkraft. Neben der intensiven Auseinandersetzung mit der TechnikErneuerbarer Energien sollen die SuS ihre Kompetenzen im Durchführenvon qualitativen und quantitativen Experimenten verbessern, die Darstellungvon physikalischen Sachverhalten üben und ihre Standpunkte kommuni-zieren.

Die erste Hälfte des Kurses ist als Gruppenpuzzle konzipiert, die ThemenSolarthermie, Photovoltaik, Windenergie und Wasserkraft werden in vierGruppen erarbeitet und in den anderen Gruppen vorgestellt. In der zweitenHälfte des Kurses werden die SuS zu den einzelnen Themen experimentieren.

+ Besichtigung: Wissenschaftspark inkl. SolardachAuf dem Dach des Wissenschaftsparks können die SuS liveerleben, wie Solarstrom erzeugt wird.

+ Modul Berufswelt EnergieVerstärkt wird der Kurs durch einen Vortrag zur Berufsorientierung.Den Jugendlichen wird eine breite Palette konkreter Ausbildungs- undStudienmöglichkeiten im Energiesektor vorgestellt.

EnergyLab Gelsenkirchen


Computersimulation „Stromtag”Kraftwerkssteuerung in der simulierten Stromleitwarte

Klassenstufe: 7 bis 13

Teilnehmer/innenzahl: 8 bi s 16

Dauer: 4 Stunden

Mein Strom kommt aus der Steckdose. Und wie kommt er da hin?In dieser Einheit geht es darum, wie die verschiedenen Kraftwerke(konventionelle sowie regenerative) funktionieren und wie derStrom vom Kraftwerk zu uns in die Steckdose gebracht wird. Mithilfeeines PC -Programmes kann die Stromversorgung einer Großstadtgeregelt und damit der Tagesablauf in einer Stromleitwarte nach-vollzogen werden. Nachdem die Funktionsweisen und Eigenschaftender verschiedenen Kraftwerke ermittelt wurden, können die SuSdiese selbständig steuern und die Kraftwerksleistung in jederStunde des simulierten Tages an den aktuellen Verbrauch anpassen.




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StromnetzeDer Weg des Stroms vom Kraftwerk in unsere Häuser

Klassenstufe: Stufe 7 bis 13

Teilnehmer/innenzahl: 8 bis 16

Dauer: 4 Stunden

Stromnetze verbinden Angebot und Nachfrage auf dem Energiemarkt.Auf der einen Seite steht die Energieerzeugung: Photovoltaikanlagen,Windkraftanlagen, Kohlekraftwerke oder andere Anlagen, die Energieerzeugen. Auf der anderen Seite stehen die Verbraucher: Haushalte,Schulen, Handwerksbetriebe und Firmen.

Bei diesen Experimenten erfahren die SuS, was im Stromnetz passiert.Was ändert sich, wenn mehrere Kraftwerke Strom erzeugen?Wie reagiert das Stromnetz, wenn viele Verbraucher Strom benötigen?Wie kann man Stromrückflüsse verhindern und wie gelingt es,die Stromnetze zu stabilisieren?









Dauer: 4 Stunden

Öl - und GasförderungWie werden die fossilen Brennstoffe gefördert und transportiert?

Auch wenn es schon viele Anlagen gibt, die mit ErneuerbarenEnergien Strom erzeugen können, so wird doch noch viele Jahrelang Erdöl und Erdgas zur Stromproduktion benötigt.

Bei den Experimenten zur Öl - und Gasförderung lernen die SuS,wie man Erdöl und Erdgas tief aus der Erde fördern kann.Es wird ausprobiert, wie verschiedene Pumpen arbeiten undwie eine Pipeline funktioniert, die z.B. Erdölvon weit her zu uns nach Deutschland transportiert.


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Dauer: 4 Stunden

BrennstoffzellenautoDer solare Wasserstoffantrieb der Zukunft

Ein Modellauto bewegt sich mithilfe der Energie aus einerBrennstoffzelle: Mit dem Strom aus einer Solarzelle wird in einemElektrolyseur Wasser in die Gase Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt.Eine Brennstoffzelle im Modellauto erzeugt aus der chemischenReaktion von Wasserstoff und Sauerstoff elektrischen Stromzum Antrieb eines Elektromotors.

Am Ende der Einheit wird ein Autorennen in der 300 Meterlangen Arkade des Wissenschaftsparks veranstaltet.







Dauer: 4 Stunden

Wasserstoff - Experimente mit BrennstoffzellenDie Strom-Spannungs -Kennlinie einer Brennstoffzelle

Hier wird die Gasproduktion und die Strom-Spannungs -Kennliniedes Elektrolyseurs untersucht. Ebenfal ls wird die Kennlinie – alsodie Leistungskurve – der Brennstoffzelle ermittelt: Mithilfe vonStromstärke und Spannung wird dabei die Leistung der Brenn-stoffzelle bestimmt und so die Kennlinie grafisch dargestellt.Mit der Kennlinie kann viel über die Effizienz der Brennstoffzellensowie über die optimale Betriebsbedingung ausgesagt werden.




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Dauer: 4 Stunden

Treibhauseffekt - ExperimentErderwärmung durch Treibhausgase

Hier wird ein Experiment mit mehreren Messreihenzum Bereich Klima und Treibhauseffekt durchgeführt.Untersucht wird dabei der Einfluss von Stoffen wie Luft,Wasserdampf und CO2 auf die Erwärmung der Erde durch denTreibhauseffekt. Mithilfe dieser mehrteiligen Experimente könneneinige Aspekte des Treibhauseffektes und die Wirkung von dreiverschiedenen Gasen im direkten Vergleich untersucht werden.







Dauer: 4 Stunden

Solarthermie - ExperimentEffizienztest mit einem Solarkollektor

Die einfachste und effizienteste Möglichkeit Sonnenenergie zunutzen, ist der Solarkollektor. Mit seiner Hilfe kann man Trinkwasserund auch das Heizungswasser erwärmen. Im Kollektor auf demDach wird durch die Sonneneinstrahlung Wasser erwärmt und dieseWärme wird in das Heizungssystem eingespeist. Das spart Rohstoffewie Öl oder Gas.

Bei dem Experiment wird ein Solarkollektor mit verschiedenen Teilenzusammengebaut und getestet, welche Kombinationen ameffizientesten die Wärmeverluste reduzieren. Die SuS erfahren,welchen Zweck die verschiedenen Teile erfüllen.



Zu diesem Thema bieten wir auch Experimente für die Klassenstufen4 bis 6 an (siehe Homepage, Projekttag ab Klasse 4).!


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Dauer: 4 Stunden

Wind - ExperimenteExperimente zur Leistung der Windkraftanlage

Die Leistung von Windkraftanlagen ist abhängig von mehrerenFaktoren. Wesentlich beeinflusst die Windgeschwindigkeit denErtrag und damit die Leistung der Windkraftanlage. Sehr wichtigist daher die sorgfältige Auswahl eines geeigneten Standortes mitdurchgängig hoher Windgeschwindigkeit. Die Leistung der Wind-kraftanlage hängt auch vom Neigungswinkel der Flügel gegen dieWindrichtung und der Anzahl der Flügel ab.Ziel dieser Experimente ist es, die Leistung einer Windenergieanlagezu optimieren. Hierzu muss die Spannung und die Stromstärke ander Windkraftanlage unter verschiedenen Bedingungen gemessenwerden. Daraus können dann Leistungsdiagramme der Windkraft -anlage entwickelt werden.








Dauer: 4 Stunden

Photovoltaik - ExperimenteDie Solarzelle – aus Licht entsteht Strom

Die Sonne, die fast jeden Tag scheint, erzeugt in Solarzellenumweltfreundlichen Strom. Die Leistung von Solarzellen ist abhängigvon der Bestrahlung durch die Sonne. In mehreren Experimentenwird die Abhängigkeit der Stromproduktion von Solarzellen durchunterschiedliche Faktoren untersucht. Durch die Messung vonStromstärken und Spannungen an den Solarzellen können dieseWirkungen beobachtet werden. Wenn man mehrere Solarzellen inReihe oder parallel schaltet, können überraschende Veränderungenfestgestellt werden, die gemessen und aufgezeichnet werden.Auch der Wirkungsgrad von Solarzellen kann experimentell ermitteltwerden.





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Dauer: 4 Stunden bzw. 2 x 4 Std.



Bei einem Projekttag können entweder Experimente zu Biodieseloder zu Bioethanol durchgeführt werden.

Biodiesel: In dieser Reihe von chemischen und biologischen Experimentenerfahren die SuS, wie Pflanzenöle separiert werden können und wie ausverschiedenen Ölen Biodiesel erzeugt werden kann. Danach werden dieEigenschaften von Pflanzenöl und Biodiesel untersucht.

Bioethanol: Bei diesem Experiment wird aus Zucker über eine VergärungEthanol hergestellt, über eine Destillation gereinigt und höher konzentriert.Anschließend wird das Bioethanol in einer Ethanol -Brennstoffzelledazu genutzt, um Strom für einen Elektromotor zu erzeugen.Am Ende wird die Leistung der Ethanol -Brennstoffzelle ermittelt (Kennlinie).

Biokraftstoffe: Biodiesel und BioethanolWie wird Biodiesel und Bioethanol hergestellt und verwendet?


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Zur Übernahme der Kosten von An- und Abfahrt ins EnergyLab in Gelsenkirchen,fragen Sie Ihr zuständiges zdi -Netzwerk oder sprechen Sie das Team desEnergyLabs direkt an. Wir koordinieren mit Ihnen gemeinsam Ihren Termin,damit der Projekttag spannend, lehrreich und interessant wird.

Kooperationspartner des EnergyLabs:

Projektträger:

Anfragen für Kurse können Sie gerne per Fax, E -Mail oder mit demAnmeldeformular auf der Homepage stellen.

Alle Experimente werden vom Schwierigkeitsgrad an die jeweilige Klassenstufeangepasst. Bei mehr als 16 Personen müssen in der Regel zwei Gruppen parallelexperimentieren. Bitte wählen Sie dazu zwei Themen aus. Es werden dann zweiExperimentierphasen im Wechsel durchgeführt. Die Projekttage im EnergyLabwerden üblicherweise zwischen 9 -13 Uhr angeboten.

Anmeldung:

Sponsoren und Unterstützer:

Alle Maßnahmen der Berufsorientierung gefördert durch:

Infrastruktur und Ausstattung gefördert durch:


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Wir fördern und unterstützen Schülerinnen und Schüler bei der Berufs - undStudienorientierung in den MINT -Fächern.

Kontakt:

Telefon: 02 09 .167 -1011Fax: 02 09 .167 -1001info@energylab -gelsenkirchen.de

Projektkoordination:Thorsten Renz

EnergyLab imWissenschaftspark GelsenkirchenMunscheidstraße 1445886 Gelsenkirchen

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