Physik verstehen 4, Schulbuch

50 3  Arbeitsheft-Seite 28 50.1 Windkraft lässt die Leuchtdiode aufleuchten. 1. Wie kann elektrische Energie gewonnen werden? Windkraft lässt die Leuchtdiode aufleuchten (Abb. 50.1) Klemme in eine Stativklemme einen kleinen Gleichstrom-Motor. Stecke einen Mini-Propeller auf seine Achse und schließe an seine Anschlüsse eine Leuchtdiode (LED) an. Blase Luft auf den Propeller und beobachte, wann die LED zu leuchten beginnt. Der Motor wird bei V1 als Generator verwendet. Ist dein „Wind“ ausrei- chend, beginnt die Leuchtdiode zu leuchten. Moderne Windkraftanlagen erzeugen Strom ab einer Windgeschwindigkeit von 2,5m/s und schalten aus Sicherheitsgründen bei über 20m/s ab, damit kein Maschinenschaden entsteht. Mini-Photovoltaik-Anlage (Abb. 50.2) Halte die Lampe mit den eingebauten Solarzellen ins Sonnenlicht oder zu einer starken Lampe. Wie lange muss die Lampe geladen werden, bis sie 30 Sekunden leuchtet. Miss mit einer Stoppuhr. Solarzellen wandeln die Sonnenenergie in elektrische Energie um. Senk- rechte Lichteinstrahlung erhöht die elektrische Spannung. Fast eine Dampfturbine (Abb. 50.3) Fülle einen Kolben ca. 3cm hoch mit Wasser und verschließe ihn mit einem doppelt gebohrten Stopfen. Im Stopfen stecken ein Thermometer und ein Glasrohr, das den entstehenden Dampf zu einem Turbinenmodell leitet. Erhitze mit dem Gasbrenner, bis sich genug Dampf bildet, um die Turbine in Drehung zu versetzen. Wenn ausreichend Dampf zum Turbinenmodell (V3) gelangt, beginnt es sich zu drehen. In Wärmekraftwerken werden zum Betrieb der Generatoren Dampf- und Gasturbinen verwendet. Da die Lager an fossilen Rohstoffen (Erdöl, Erdgas, Kohle) in absehbarer Zeit erschöpft sein werden und ihre Verbrennungsgase das Klima der Erde negativ verändern, ist ein verstärkter Umstieg auf die Verwendung erneuerbarer Energien (Sonne, Wasser, Wind, Erdwärme, Biomasse) unbedingt notwendig. M Generatoren wandeln Bewegungsenergie (aus Wasserkraft, Wind- kraft, Wärmeenergie) in elektrische Energie um. Photovoltaik-Anlagen wandeln die Energie der Sonnenstrahlung direkt in elektrische Energie um. Die erneuerbaren Energiequellen (zB Wind-, Wasserkraft, Sonnenstrahlung, Biogas, Biomasse, Erdwär- me) werden einen immer größeren Teil der Gewinnung von elektri- scher Energie einnehmen (Umweltschutz). V1 V2 V3 Gewinnung elektrischer Energie – Dreiphasenstrom 50.3 Fast eine Dampfturbine Luft Kühlwasser Heizung mit Röhrenkessel Filter Turbine Dampf Generator Kühlturm (100m hoch) Schornstein (bis 300m hoch) 50.4 Prinzip eines Wärmekraftwerkes Getriebe Generator Drehkranz- lager Rotornabe Rotorlager Bremse 50.5 Aufbau eines Windgenerators 50.6 Speicherkraftwerk: Wasserkraft betreibt den Generator. 50.2 Mini-Photovoltaik-Anlage Krafthaus mit Turbinen und Generatoren Wasserschloss Staumauer Stausee Stollen Druckrohr- leitung Gefälle Arbeitsblätter j3n8tk Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv