Forschen mit Pauli - Strom und Wärme für München - Stadtwerke München
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Forschen mit Pauli – Strom und Wärme für München
Wer ist Pauli? Los geht‘s!
Hallo! Das weißt du doch bestimmt auch, oder?
Ich bin Pauli, der Forscher der Kleiner Tipp: Es ist unsichtbar, riecht nicht,
Stadtwerke München (SWM). Und weißt schmeckt nicht und ist trotzdem megastark! Hier geht’s 4/5 Lebensquelle Energie
du, warum ich hier in deinem neuen
Arbeitsheft erscheinen darf? Weil ich
um Energie in Form von Strom und Wärme. Du kannst dich
jetzt mit mir auf eine Reise durch München begeben. Dann Inhalt
weiß, was München antreibt, in zeige ich dir, wie die Stadtwerke München dich mit Strom und
Schwung hält, erleuchtet Wärme versorgen. Da wirst du echt Augen machen! Du triffst auf 6/7 Strom
und bewegt. einen „Superstar“, der schon 4,6 Milliarden Jahre alt ist und
trotzdem noch voller Energie steckt: die Sonne. Und wenn du
was gegen zerzauste Haare hast, pack dir eine Mütze
ein – uns weht nämlich beim Besuch 8/9 Strombedarf
der Windkraftwerke ein kräftiger
Wind um die Ohren.
Übrigens habe ich mir für dich auf jeder zweiten 10/11 Energiequellen
Seite im Heft ein paar knifflige Rätsel, Spielideen und
Experiment-Beschreibungen ausgedacht. Da kannst du
selbst erforschen, was es mit Strom und Wärme auf sich hat.
Und wenn du dann immer noch mehr wissen willst, findest du 12/13 Windkraft
auch noch eine Menge Informationen auf der Internetseite der
Stadtwerke München.
Übrigens
Also viel Spaß!
geht nichts ohne Dein Pauli 14/15 Wasserkraft
meine Tasche. Denn in
meiner Tasche sind eine Menge
superwichtiger Dinge:
16/17 Sonne und Erdwärme
Phasenprü fer
Füller und Block
für Notizen
18/19 Wärme- und
Gumm ihandschuhe Heizkraftwerke
Au f den Arbeitsblättern erklären dir diese
Schutzbrille Symbole schnell, um welche Art Au fgabe es 20/21 Comic zum Lernen
für ge fährliche Arb eitsschuhe m it sich handelt :
Versuche fester Gumm isohle Schere und Kleb er
Experiment Kreuzworträtsel
22 Pauli zum Ausmalen
Dieses Heft gehört :
Knobel frage Finde es heraus!
Name :
ein Au fnahmegerät Vorname : Malen, Zeichnen
m it Mikrofon, m it dem Lückentext 23 Paulis Zuhause
und Basteln
ich Leute interviewe Alter :
Klasse :
Regenjacke
Forschen mit Pauli –
2 Strom und Wärme für München www.swm.de 3
Lebensquelle Energie Arbeitsblatt: Lebensquelle Energie
Unsichtbar und superstark 1 Strom wirkt!
Finde heraus, welche Wirkung des elektrischen Stroms hier dargestellt wird!
Wärme Licht Bewegung Bilder Töne
Hier erzeugt Strom Hier üb erträgt Strom
Hier erzeugt Strom Hier erzeugt Strom
Ohne Energie läuft in deinem Leben nichts. Aber was meinen wir eigent-
lich, wenn wir von Energie sprechen? Das ist nicht so leicht zu beantwor- Hier erzeugt Strom Hier erzeugt Strom
ten. Schließlich können wir Energie nicht sehen, hören oder schmecken.
Kraftwerk Mensch
Dafür können wir erleben, wo Energie zum Einsatz kommt: Sie sorgt
Du selbst benötigst
dafür, dass Tiere, Menschen und Pflanzen leben und sich bewegen. Sie
übrigens auch Energie,
und zwar nicht zu
setzt aber auch Dinge wie Autos oder Flugzeuge in Bewegung. Und
knapp. Dein Körper ist sie sorgt dafür, dass wir im Winter Wärme im Haus haben, dass unser Hier erzeugt Strom Hier üb erträgt Strom
ein kleines Kraftwerk, Nudelwasser kocht und die Lampe leuchtet. Ganz viele Gegenstände
das ohne Zufuhr von in deiner Umgebung funktionieren nur, weil Energie dafür sorgt, dass
Energie nicht funkti-
elektrischer Strom fließt. Wecker, Fernseher oder Computer funktionieren
onieren kann. Diese
Energie steckt in der nur mit Strom. 2 Der Solarbackofen
Nahrung, die du zu dir Um so vielen Aufgaben gerecht
nimmst. zu werden, muss Energie in So geht’s:
Und wenn du mal nicht
zum Essen kommst,
verschiedenen Formen erscheinen Du brauchst :
können, zum Beispiel in Form von … der elektrische Strom viele Kleide die Schüssel mit Alufolie aus. Schneide
fühlst du dich hungrig, verschiedene Wirkungen hat?
Wärme, Kälte oder Bewegung. Die dann die Banane in Scheiben und lege sie
müde und schlapp. Dein
SWM sorgen dafür, dass aus vielen
Er erzeugt nicht nur Wärme Klarsichtfolie zusammen mit der Schokolade in die Schüssel.
Körper verlangt dann und Licht, sondern überträgt
nach Energiezufuhr. verschiedenen Energiequellen, wie sogar Bilder und Töne. Außer- Diese wird mit der Klarsichtfolie abgedeckt.
zum Beispiel Sonne, Erdwärme, Wind, dem betreibt er Maschinen Schokolade Damit der Backofen funktioniert, benötigst du
Wasser, aber auch Erdgas und Kohle, und Fahrzeuge, wie Straßen- Sonnenstrahlen. Stelle die Schüssel also so auf,
bahnen oder Elektroautos.
Strom und Wärme gemacht werden, Bananen dass die Sonnenstrahlen in die Schüssel einfallen
die du und deine Familie dann nutzen können. Die werden von der Alufolie gebündelt
Elektrischer Strom … können. und sind deshalb richtig stark. In der Schüssel
Alu folie
wird es jetzt ziemlich heiß. Die Klarsichtfolie ver-
… erzeugt Wärme … erzeugt Licht hindert nämlich dazu noch, dass die entstehende
… erzeugt Bewegung Schüssel Wärme wieder abgegeben wird. Deine Bananen-
scheiben werden richtig weich, die Schokolade
Sonnenschein schmilzt darüber. Lecker!
Guten Appetit!
Forschen mit Pauli –
4 Strom und Wärme für München www.swm.de 5
Strom Arbeitsblatt: Strom
Ganz schön geladen! 1 Die Zitronenbatterie
Los geht’s!
Du brauchst :
2 frische Zitronen Stecke in jede Zitrone jeweils einen Kupfer- und einen
Zinknagel. Achtung: Sie dürfen sich in der Zitrone nicht
Immer in Bewegung 2 Kupfernägel berühren. Schließe an den Kupfernagel von Zitrone 1 ein
In unseren Stromkabeln wimmelt es nur so vor kleinsten Mikroteilchen, 2 Zinknägel Kabel mit Hilfe einer Krokodilklemme an und verbinde
den Atomen. Sie sind so winzig, dass man sie nicht mit dem bloßen es mit dem Zinknagel von Zitrone 2. Dann schließt du an
3 Kabel mit Krokodilklemmen
Auge sehen kann. Die negativ geladenen Teilchen eines Atoms heißen den Zinknagel von Zitrone 1 ein Kabel an und verbindest
Elektronen. Wenn sie sich in Bewegung setzen, entsteht Strom. Aber elektrisches Gerät, das mit es mit dem Minuspol deiner Uhr. An den Kupfernagel von
erst einmal müssen die elektrischen Ladungen angetrieben werden. wenig Strom betrieben Zitrone 2 schließt du ebenfalls ein Kabel an und verbindest
Dafür benutzen wir zum Beispiel eine Batterie oder einen Akku, eine werden kann, zum Beispiel es mit dem Pluspol deiner Uhr – und schon fließt Strom.
Solarzelle oder einen Generator, der z. B. durch Wind- oder Wasser- eine Uhr
kraft angetrieben wird. Damit Elektronen auf ihrer Wanderschaft nicht
vom Weg abkommen, geben wir ihnen den einfach vor. Und zwar mit Uhr
dem sogenannten Stromkreis. Nur wenn der geschlossen ist, kommt die Zinknagel
Elektrizität auch bei unserem elektrischen Gerät an und wird in Licht, Kupfernagel Experimentierkab el
m it
Wärme oder Kraft umgewandelt.
Krokodilklemmen
Pluspol
Leiter und Nichtleiter
Strom entsteht immer dann, wenn sich Elektronen durch elektrische
Leiter bewegen. Viele Materialien besitzen die Fähigkeit, Strom zu leiten,
Zitrone 1
zum Beispiel Eisen, Kupfer, Gold, Silber oder Nickel. Aber auch Graphit
Zitrone 2 Minuspol
und Kohle oder Flüssigkeiten, in denen Salze gelöst sind, leiten den
elektrischen Strom ausgezeichnet. Andere Materialien wiederum leiten
den Strom nicht, wie beispielsweise Glas, Holz oder Kunststoff. Ein Kabel 2 Stromleiter
besteht häufig aus Kupfer, das den elektrischen Strom sehr gut leitet.
Es ist mit einer Hülle aus Gummi umgeben. Auf diese Weise bekommt Hoppla, hier ist der Stromkreis unterbrochen.
ACHTUNG! Führe niemals niemand einen Stromschlag, wenn er das Kabel berührt. Mit einigen der Materialien kannst du ihn wieder schließen, weil sie Strom leiten können.
ohne Aufsicht Expe-
rimente mit Strom Weißt du, welche das sind? Metalldraht
durch. Das kann
lebensgefähr- Holz
lich sein!
Alu folie Haarklemme Salzwasser
Tasse
Nagel
… Elektrizität eine ganz natürliche
Stein
Sache ist? Es gibt sogar Tiere, die sich Bleisti ft
mit Hilfe von Elektrizität verteidigen.
Der knapp drei Meter lange Zitteraal
kann Stromstöße mit einer Spannung
von bis zu 600 Volt abgeben. Damit
kann er andere Tiere in die Flucht
schlagen oder sogar töten. Buch
Schere
Forschen mit Pauli –
6 Strom und Wärme für München www.swm.de 7Strombedarf Arbeitsblatt: Strombedarf
Ohne Strom läuft nichts! 1 Gitternetzsuche
Hier verstecken sich Haushaltsgegenstände, die nur mit Strom funktionieren.
Suche waagerecht und senkrecht.
Herd
Kühlschrank A H K L B I G T A U O P G Ö S
I S T A U B S A U G E R O M I
P D W S A O G I L E M B M O W
Q A F Ö H N E R H E R D P I A
Deutschland S U P M A C H U N E A T U P S Computer
Föhn
B U S S I M E R L I D A T I S
Nepal Z U C K B Ü G E L E I S E N E
Waschmaschine
U F F B I N E N H E O E R E R
Lampe W A S C H M A S C H I N E U K
K U E L L G R A F M I L D S O
Wasserkocher
Bügeleisen
M Ä S T E N L A M P E K A L C
Ü B E R R A S C H M I D O S H
Radio
K Ü H L S C H R A N K H I S E
Strom im Alltag
T A G L Y S I N O Ü W E N I R
Wie viele Geräte in deiner Umgebung nur funk- Erdteilen aber Alltag. Viele Haushalte der Welt sind
tionieren, wenn ihnen Energie in Form von Strom an kein öffentliches Stromnetz angeschlossen. C O M P U T E R O N L G D S O
Staubsauger
zugeführt wird, merkst du erst, wenn mal kein Strom Strom aus der Steckdose gibt es hier nicht. Die
zur Verfügung steht. Ab und zu gibt es einen Strom- Menschen müssen sich dann aushelfen, indem sie auf
ausfall, und dann sieht die Welt ganz anders aus: andere Energielieferanten zurückgreifen: Kochen 2 Gruppenarbeit: Ein Tag ohne Strom
Die Musikanlage schweigt, die Spülmaschine arbeitet über offenem Feuer ist in vielen Ländern noch ganz
nicht mehr, der Fernseher wird schwarz. Am Abend selbstverständlich. Täglich anfallende Arbeiten, die Setzt euch in Gruppen zusammen und stellt euch folgendes vor:
musst du mit deiner Familie Kerzen anzünden, denn bei uns Maschinen verrichten, müssen in diesen
ohne Strom leuchtet auch keine Lampe mehr. Was Gegenden der Welt dann von Menschenhand Ihr wacht auf und schaut auf den Wecker. Der zeigt keine Uhrzeit an. Zum Glück gibt’s noch die
für uns in München und in ganz Deutschland ein durchgeführt werden. Armbanduhr. Mist, verschlafen! Müde stolpert ihr in die Küche und schiebt einen Toast in den Toaster.
Ausnahmezustand ist, ist für Menschen in anderen Aber es tut sich nichts. Obwohl der Stecker ordnungsgemäß in der Steckdose steckt. Stromausfall,
und zwar komplett. Das fängt ja gut an. Und vor allem: Wie soll dieser Tag noch enden?
Wie sähe euer Tag ohne Strom aus? Wo könntet ihr ganz leicht auf elektrisch betriebene Geräte ver-
zichten? Ohne welche elektrisch betriebenen Geräte wäre euer Tag vollkommen vermiest?
… du nicht nur direkt Energie verbrauchst, sondern
auch indirekt? Energie war nötig, um deine Kleider
herzustellen und nach München zu bringen oder um
die Lebensmittel, die du täglich isst, zu erzeugen.
Vielleicht hast du in diesem Zusammenhang schon
mal den Begriff „ökologischer Fußabdruck“ gehört?
So bezeichnet man die Spuren, die wir Menschen
durch unser Verhalten auf unserer Erde hinterlassen.
Je weniger Spuren, also je kleiner dein ökologischer
Fußabdruck, umso besser für unsere Umwelt und
natürlich auch für uns Menschen.
Forschen mit Pauli –
8 Strom und Wärme für München www.swm.de 9Energiequellen Arbeitsblatt: Energiequellen
Die Mischung macht’s 1 Um welche Kraftwerkstypen handelt es sich hier?
1 2 3
1
2
3
4
5 4 5
6
Wasserkra ftwerk Erdwärmekra ftwerk Heizkra ftwerk Solaranlage Windkra ftanlage Blockheizkra ftwerk
2 Ordne zu: Welche Energiequelle wird hier jeweils genutzt?
Erdwärmekra ftwerk Holz
Wasserkra ftwerk Nahrung
Verbrennungsanlage Erdgas
Windpark Sonne
Kohlekra ftwerk Fluss
Gasherd Kohle
Unsere Erde ist eine richtige Schatzkammer. In ihr die erneuerbare Energiequellen. Dazu gehören
lagern sogenannte fossile Brennstoffe, wie Braun- Wasserkraft, Windkraft, Sonnenstrahlung und Erd-
kohle, Steinkohle, Erdgas und Erdöl. Sie entstanden wärme. Erneuerbare Energiequellen haben übrigens
vor mehreren hundert Millionen Jahren, indem tote einen ganz entscheidenden Vorteil: Bei der Nutzung
Kam in Erdwärme
Tiere und Pflanzen abgebaut wurden. In diesem alten von Sonne oder Wind zur Energiegewinnung wird
„Biomüll“ steckt Energie, die wir Menschen seit dem kein Kohlenstoffdioxid freigesetzt. Dieses sogenannte
18. Jahrhundert nutzen. Aber wie jeder Schatz, der Treibhausgas ist mit verantwortlich für die weltweite Solaranlage Restmüll
Stück für Stück geplündert wird, sind auch diese Erderwärmung. Die SWM setzen daher auf erneu-
fossilen Brennstoffe irgendwann aufgebraucht. erbare Energien, denn sie schonen die Umwelt und
Doch zum Glück gibt es noch mehr Energiequellen haben echte Zukunftschancen. Sportler Wind
auf unserem Planeten, die sogar unerschöpflich sind:
Forschen mit Pauli –
10 Strom und Wärme für München www.swm.de 11Windkraft Arbeitsblatt: Windkraft
3 4
Aus Wind wird Strom
2
1 Wirbelwind
Ordne die Begriffe richtig zu! 5
1
7 6
Rotor
1
Windmesser
2
8 Maschinenhausantrieb
3
4 Kran
5 Generator
6 Leiter
7
Bremse
Stürmische Zeiten 8
Die Luftmassen in der Erdatmosphäre sind ständig in Bewegung. Diese Rotorblattverstellung
Bewegungsenergie nennen wir auch Windenergie oder Windkraft. Wie
stark die sein kann, siehst du an stürmischen Tagen, wenn sich Bäume
unter ihr winden oder Schirme wegfliegen. Die enorme Bewegungsener- 2 Windenergie
gie des Windes wird in Windkraftanlagen genutzt. Und das Prinzip ist
so genial, weil es so einfach ist: Luftbewegung bringt die Rotorblätter Schon seit vielen hundert Jahren nutzen die Menschen den Wind.
am Turm einer Windkraftanlage dazu, sich zu drehen. Sie sind über
Finde heraus, welche Nutzungsmöglichkeiten hier dargestellt sind!
ein Getriebe mit dem Generator verbunden, der Bewegungsenergie in
elektrische Energie umwandeln kann. Etwa die Hälfte der Bewegungs-
energie des Windes kann in einer Windkraftanlage in elektrische Energie
umgewandelt werden. Toll, oder?
Deshalb setzen die SWM auch auf den Wind
Das ist so eine Sache mit dem Wind: Er gilt nämlich als etwas
launisch. Das macht natürlich auch der Windkraftanlage zu
schaffen. Wenn kein Wind weht, stehen die Rotorblätter still,
weht zu viel Wind, muss die Anlage abgeschaltet werden.
Windgeschwindigkeiten von mehr als 100 Kilometer pro Stunde
verkraften die Propeller nämlich nicht. Trotzdem ist Windenergie
in Deutschland die wichtigste Quelle erneuerbarer Energien,
denn Windkraft ist unerschöpflich. Und bei dieser Art der
Energiegewinnung entsteht kein Kohlendioxid. Die SWM setzen
auf den Wind. Denke zum Beispiel an die Windkraftanlage
Fröttmaning auf dem ehemaligen Müllberg Großlappen.
3 Gruppenarbeit
Was spricht für den Einsatz von Windkraftanlagen, was dagegen? Finde jeweils drei Beispiele!
… eine Windkraftanlage mit einer Leistung von einem Megawatt rund
700 Haushalte mit Energie versorgen kann? Die SWM planen sogar,
bis 2025 den gesamten Stromverbrauch Münchens aus erneuerbaren
Energiequellen zu beziehen!
Forschen mit Pauli –
12 Strom und Wärme für München www.swm.de 13Wasserkraft Arbeitsblatt: Wasserkraft
Energie im Über-Fluss 1 Wasser marsch!
Setze die Begriffe richtig ein!
________ _ _ _ _ _ _ _ in Drehbewegungen
haben die Aufgabe, die Fließenergie des
Seit Tausenden von Jahren nutzen die Menschen die umzuwandeln. Je mehr _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ auf die _ _ _ _ _ _ _ _ _ der Turbine wirkt,
Kraft des Wassers. Sie erfanden Wasserschöpfräder, desto besser funktioniert es. In Laufwasserkraftwerken mit niedrigen Fallhöhen und großem Durchfluss
die ihnen das mühsame Wasserholen an Flüssen er- verwendet man dafür meistens Kaplan-Turbinen. Deren verstellbare _ _ _ _ _ _ _ _ _ können an die
leichterten. Bereits im antiken Rom und in Griechen- Wassermenge und Fallhöhe des Wassers angepasst werden. Diese Turbinen sehen aus wie Schiffspropeller.
land kannte man Wasserräder, die Mahlsteine zum
Mahlen von Getreide antrieben. Zunächst waren sie In Kraftwerken mit mittleren Fallhöhen wird meist eine Francis-Turbine verwendet. Hier tritt das Wasser durch
aus Holz. Doch 1769 erfand John Smeaton die erste ein spiralförmiges_ _ _ _ in die Turbine ein und läuft durch das Leitwerk. Dank seiner verstellbaren
Turbine: ein gusseisernes Wasserrad, das deutlich Leitschaufeln kann sie die _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ und die Leistung gut regeln.
mehr leisten konnte als sein hölzerner Vorgänger.
Wenige Jahre später baute man in Nordengland
Lau fräder Wassermenge Schau feln Wassers Turbinen Rohr Wasserdruck
bereits das erste Wasserkraftwerk.
In und um München betreiben die SWM 14 Wasser-
kraftwerke, mit denen man umweltschonend Strom
gewinnen kann. 2 Baue dein eigenes Wasserrad!
Au f bau eines Lau fwasserkra ftwerks
m it Kaplan -Turbine Los geht‘s:
Staustu fe Du brauchst :
Forme aus der Knetmasse einen Zylinder. Bohre die Stricknadel oder
Maschinenhaus Knetmasse den Blumendraht als Achse längs durch den Knetzylinder. Schneide
Laufwasser- und Pumpspeicherkraftwerke
Generator Bei den Isarkraftwerken nutzen die SWM die Kraft des Stricknadel oder aus dem Joghurtbecher oder dem Goldpapier 6 gleichgroße Recht-
Wassers zur Energiegewinnung: Das Wasser fließt durch Blumendraht ecke aus und stecke sie vorsichtig in den Zylinder. Achte darauf, dass
eine Turbine, deren Drehbewegung auf einen Genera- der Abstand zwischen deinen Mühlenflügeln überall gleich ist.
tor übertragen wird. Der Generator verwandelt so Bewe- Joghurtbecher oder Mit dem Handbohrer treibst du 2 Löcher in den Blumentopf.
gungsenergie in elektrische Energie. Die SWM erzeugen auch Goldpapier Sie sollten sich direkt gegenüber liegen. Jetzt musst du die Achse
Strom in Pumpspeicherkraftwerken wie den Leitzachwerken.
Hier wird das Wasser aus drei Flüssen im Seehamer See gesam- großen Blumentopf mit dem Knetzylinder so einsetzen, dass dein Mühlrad sich dreht.
melt. Von diesem oberen See wird das Wasser je nach Bedarf aus Kunststoff Damit nichts verrutscht, kannst du alles am Rand noch mit Knet-
über Rohrleitungen auf die Turbine gestürzt. Die unteren Seen masse sichern. Binde das Garn an das eine Ende der Achse und
fangen das Wasser auf. Wenn mehr Energie zur Verfügung steht,
Handbohrer
befestige Gegenstände, zum Beispiel einen Radiergummi oder eine
als in München gerade benötigt wird, befördern Pumpen das Was- Garn Muschel, an dem Garn.
ser aus den unteren Seen wieder in den Seehamer See. Dort steht es
dann wieder zur Energiegewinnung bereit. Schere
a) Fülle die Gießkanne mit Wasser und aktiviere dein Wasserrad.
Gießkanne
Schaffst du es, mit der Kraft des Wasserstrahls deinen Radier-
gummi hochzuziehen?
Turbinenpropeller Von
m it verstellbaren Rotorblättern wegen
„lahme
Schnecke“!
… mehr Energie gewonnen
werden kann, je größer der Diese kleine
Höhenunterschied zwischen den Wasserkra ftschnecke b) Spiele auch mit der Höhe und lasse das Wasser über die unteren
Staustufen ist, weil das Wasser in Wang produziert Flügel laufen. Was passiert?
dann schneller fließt.
seit 20 CO 2 -freien
Ökostrom für 84
Haushalte i m Jahr!
Forschen mit Pauli –
14 Strom und Wärme für München www.swm.de 15Sonne und Erdwärme Arbeitsblatt: Sonne und Erdwärme
Knaller von oben, Hitze von unten 1 Alles im Eimer?
Die Sache mit der thermischen Nutzung
So geht‘s:
Du brauchst : Fülle beide Eimer
jeweils mit einem
schwarzen Eimer halben Liter kaltem
weißen Eimer Wasser und stelle
sie nebeneinander
kaltes Wasser
in die Sonne. Ist die
Sonne Temperatur in bei-
den Eimern gleich,
kann es losgehen.
Bedecke beide Eimer und miss nach einer
Stunde die Wassertemperatur.
a) Vergleiche die Temperatur in beiden Eimern.
Sie ist praktisch unerschöpflich vorhanden und Strom aus Sonnenlicht: Solarzellen wandeln die
b) Miss nochmals nach 2 Stunden. Was hat
liefert uns Energie ohne CO2-Emissionen. Die Rede Strahlungsenergie der Sonne direkt in elektrische
sich verändert?
ist von der Sonne, unserem „Superstar“ am Himmel. Energie um. Das nennt man Photovoltaik. Solaran-
Sie schickt im Jahr 40-mal mehr Energie auf die Erde lagen findet man auf Feldern oder Hausdächern. c) Bei Sonnenkollektoren ist die Fläche, auf die
als benötigt. Die Stadtwerke München nutzen diese die Sonne scheint, immer schwarz.
Energiequelle auf verschiedene Weise, um Strom Thermische Nutzung: Das Wort thermisch kommt Warum ist das so? Bohrung
und Wärme zu erzeugen. aus dem Griechischen und bedeutet „warm“. Bei der München Riem
thermischen Nutzung wird die Strahlungsenergie
der Sonne durch Sonnenkollektoren in Wärme- 2 Erdwärme-Quiz
energie für Warmwasser und Heizung umgewandelt.
.
Energie wird in München auch durch
Höllische Hitze: Erdwärme
2.
Erdwärme gewonnen. Wie kommt
Je weiter man von der Erdoberfläche ins Erdinnere vordringt, man an diese Energie heran?
umso heißer wird es. Im Erdinneren herrschen Höllentemperatu- Unter der Erdoberfläche im
ren von bis zu 6.000 °C. Diese Hitze stammt noch aus den Zei- südlichen Umland von Mün-
A Man verlegt Heizungsrohre,
Erdkruste: bis ca. 40 km Tiefe ten der Erdentstehung. Wenn man etwa 3 bis 5 Kilometer tief in chen befindet sich ein riesi-
die Erde bohrt, kann man die Wärme der Erde vielfältig nutzen.
durch die man den heißen Ge-
steinsbrei zutage fördert.
ger Heißwasserspeicher. Wie 3.
Dafür wird heißes Wasser aus dem Erdinneren (Thermalwasser) tief müsstest du graben, um Das Innere der Erde besteht
gepumpt und über Wärmetauscher geleitet. Das abgekühlte B Man bohrt 2 tiefe Löcher, bis an dieses Thermalwasser zu aus einem flüssigen Ge-
Wasser fließt danach in die gleiche Erdschicht zurück. man auf heißes Wasser stößt. kommen? steinsbrei. Wie heißt er?
Erdkern: Radius ca. 3 400 km, Die SWM Geothermie-Anlage in Riem zum Beispiel versorgt Das pumpt man hoch, nutzt
Temperatur ca. 6 000 °C
auf diese Weise die Messestadt mit Wärme zum Heizen und für die Wärme und leitet es abge- A 50 bis 100 Meter A Magma
warmes Wasser. Ganz ohne die Umwelt zu belasten. kühlt wieder zurück.
B 500 bis 1.000 Meter B Manga
Es gibt aber auch die Möglichkeit, mit Erdwärme Strom zu C Man macht zwei tiefe Boh-
erzeugen, wenn das Thermalwasser heißer als 100 °C ist. Im C 2.000 bis 4.000 Meter C Lava
rungen: Durch eine fließt das
Erdmantel: ca. 2 900 km dick SWM Geothermie-Heizkraftwerk in Sauerlach überträgt das Wasser nach unten, wärmt sich
Thermalwasser seine Wärme zusätzlich in einem Verdampfer auf dort auf und steigt durch die
ein spezielles Arbeitsmittel, mit dem eine Turbine und damit ein
3: Antwort A ist richtig.
Zweite wieder hoch. 2: Antwort C ist richtig.
Generator angetrieben werden. 16.000 Haushalte werden auf 1: Antwort B ist richtig.
diese umweltverträgliche Art mit Strom und Wärme versorgt.
Forschen mit Pauli –
16 Strom und Wärme für München www.swm.de 17Wärme- und Heizkraftwerke Arbeitsblatt: Wärme- und Heizkraftwerke
Feuer unterm Hintern 1 Das Prinzip der Energieumwandlung im Wärmekraftwerk
Ordne die Begriffe richtig zu!
Wärmekraftwerke – Heizkraftwerke – Turbine Generator Stromleitung Dampferzeuger Fernwärme
Ganz schön unter Dampf Zwei Fliegen mit einer Klappe
Das Prinzip, das hinter einem Wärmekraftwerk Bei einem Wärmekraftwerk wird nur ungefähr ein
steckt, hast du bereits kennengelernt: Drittel der Energie, die im Brennstoff steckt, genutzt.
Bewegungsenergie wird in elektrische Energie Das Heizkraftwerk (HKW) ist dagegen doppelt
umgewandelt. Die meisten Wärmekraftwerke arbei- effektiv: Hier wird die Restenergie zur Fernwär-
ten mit Wasserdampf. Der entsteht, indem fossile megewinnung genutzt. Es entstehen also Strom
Brennstoffe wie Kohle, Öl und Gas oder Restmüll und Wärme zugleich. Dieses Prinzip nennt man
verbrannt werden. Mit der entstehenden Wärme Kraft-Wärme-Kopplung.
wird Wasser erhitzt, das verdampft und eine Dampf-
turbine antreibt. Die wiederum gibt ihre mechani- Die SWM setzen in den HKWs Nord und Süd genau
sche Energie an den Generator weiter. Dort wird die diese Technik ein, um gleichzeitig Strom und heißes
Bewegungsenergie in Strom umgewandelt. Wasser für München zu produzieren. Und die Brenn-
Übrigens zählen auch Kernkraftwerke sowie stoffausnutzung ist dabei doppelt so hoch wie in
geothermische und solarthermische Kraftwerke einem normalen Wärmekraftwerk.
zu den Wärmekraftwerken.
2 Der Eierdampfer
Baue dein eigenes Dampfschiff!
chem isch Wärme- Dampf Bewegungsenergie elektrische Energie Strom für dich
gebundene energie
Energie So geht’s:
Du brauchst :
Schlage vier Nägel in die Mitte
längliches Holzbrett, das au f des Brettes ein, so dass das Teelicht
einer Seite spitz zuläu ft dazwischen passt. Die Nägel
4 Nägel von 5 cm Länge müssen so weit herausstehen,
Aus Bewegungsenergie wird Strom dass du später das Ei darauf legen
Man kann Generatoren auch durch Muskelkraft
Teelicht kannst, ohne dass das Feuer
Reibrad antreiben. Bei deinem Fahrrad ist das zum Beispiel ausgeblasenes Ei ausgeht. Klebe ein Loch an dem aus-
Achse der Fall. Sobald du in die Pedale trittst, dreht sich geblasenen Ei mit Kleber zu. Wenn
Flüssigkleber
ein kleines Lauf- oder Reibrad am Dynamo. Das er getrocknet ist, fülle das Ei mit Hil-
Laufrad gibt die Energie an einen Magneten ab, der Wasser fe der Spritze zur Hälfte mit Wasser.
Magnet
(Rotor) im Inneren einer Drahtspule um seine eigene Achse Streichhölzer Zünde dein Teelicht an und stelle es
rotiert. Auf diese Weise wird in der Spule eine elek- zwischen die Nägel, dann lege das Ei
trische Spannung aufgebaut. Der so erzeugte Strom
Spritze mit dem offenen Loch nach hinten
bringt Vorder- und Rücklicht zum Leuchten. auf die Nägel. Dabei zeigt die spitze
Drahtspule Seite des Brettes nach vorne.
(Stator)
Erkläre, warum es sich hier um Bewegungsenergie handelt und wie sie entsteht.
Kab el zum
Scheinwer fer
Forschen mit Pauli –
18 Strom und Wärme für München www.swm.de 19Comic zum Lernen Arbeitsblatt: Werde Energieexperte
Paulis Stromwoche 1 Strom und Wärme – wertvolle Energie
Sieh dir den Comic auf Seite 20 noch einmal genau an.
Ich mach beim Kochen den Deckel drauf,
Strom kommt aus der Steckdose doch immer, dann geht’s ganz fix mit meinem Schmaus. a) Notiere, was Pauli bereits richtig macht.
darum beleuchte ich damit all meine Zimmer.
Auch wenn ich mal das Haus verlass’,
leuchtet’s drinnen weiter – so ein Spaß!
b) Überlege dir, was Pauli noch besser machen könnte.
Im Nullkommanix machen Sonne und Wind meine Wäsche trocken
– haut dich das echt noch von den Socken?
2 Kleine Schritte, große Wirkung!
Auch du kannst bereits mit kleinen Handgriffen die Umwelt schützen. Überlege dir, wie du Strom
sparen kannst. Notiere auf einem Plakat, was schon gut klappt, und überlege, was du verbessern
könntest. Hier kannst du dir Notizen machen:
Lampe kaputt? Kein Problem: Nach getaner Arbeit gibt’s eine warme Dusche im Garten
– dank Solarenergie muss ich darauf nicht lange warten.
Meister Pauli hat schon den Grund gesehen.
Mit der Zange bekomme ich das hin,
und wenn es dabei knallt Auf Toast kann ich heute gut verzichten
ist’s auch nicht schlimm. – der Elektriker wird das Kabel schon richten.
Forschen mit Pauli –
20 Strom und Wärme für München www.swm.de 21Pauli zum Ausmalen Paulis Zuhause
Die SWM …
Male das Bild mit Buntstiften aus!
… sind eines der größten Energieunternehmen
Deutschlands. Wir versorgen München mit Energie
(Strom, Erdgas, Fernwärme, Fernkälte) und Trinkwas-
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Herausgeber: SWM / Konzept/Text/Gestaltung: Kinder Medienverlag (Texte: A. Leser, J. Steingäßer, Grafik und Illustration: B. Hartmann, M. Sedding) / Fotos: SWM, W. Schmucker / Stand: Januar 2019 / Artikel-Nr. 110787Sie können auch lesen
