Windenergie als Alternative

Planspiel zur Standortwahl einer Windkraftanlage


Unterrichtsentwurf, 2010

24 Seiten, Note: 1,5


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Allgemeine Pädagogische Situation
1.1 Institutionelle Bedingungen
1.2 Anthropologische Bedingungen

2 Überlegungen und Entscheidungen zum Unterrichtsgegenstand
2.1 Sachanalyse
2.1.1 Der veränderte Energiebedarf
2.1.2 Die Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland
2.1.3 Energieerzeugung durch Windkraftanlagen in der Bundesrepublik
2.1.4 Möglichkeiten und Grenzen der Standortwahl einer Windenergieanlage
2.2 Didaktische Analyse
2.2.1 Exemplarische Bedeutung
2.2.2 Gegenwartsbedeutung
2.2.3 Zukunftsbedeutung
2.2.4 Methodische Überlegungen
2.2.5 Bezug zum Bildungsplan

3 Ziele und Intentionen
3.1 Fachwissen
3.2 Räumliche Orientierung
3.3 Methoden/Erkenntnisgewinn
3.4 Kommunikation
3.5 Bewertung/Beurteilung

4 Unterrichtsverlauf
4.1 Ausführlicher Stundenverlauf
4.2 Abschließende Überlegungen und Alternativen
4.3 Unterrichtsskizze

Literaturverzeichnis und Abbildungsverzeichnis

1 Allgemeine Pädagogische Situation

1.1 Institutionelle Bedingungen

Die Gottlieb-Daimler-Realschule wird von 771 Schülern besucht, und die 27 Klassen werden von 48 Lehrkräften unterrichtet. Die Realschule ist gut ausgestattet und verfügt auch über eine schuleigene Sozialarbeiterin. Zudem ist ein so genannter ‚Trainingsraum’ installiert worden, in dem Schüler, die vom Unterricht ausgeschlossen werden, mit der Unterstützung eines Lehrers Zeit finden, ihr Fehlverhalten mit Hilfe eines Fragebogens (z.B. „Was ist passiert?“, „Welche Regeln hast du verletzt?“) und einer Auswahl an Texten zu reflektieren. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass der Fachlehrer, der den störenden Schüler seines Unterrichts verweist, seine Aufsichtspflicht dadurch nicht verletzt und die Jugendlichen von dieser Einrichtung aufgefangen werden. Die Betreuung des Trainingsraumes wird schulintern geregelt und fällt in die Verantwortung des Lehrerpersonals.

Das Klassenzimmer der 8a ist mit den üblichen Utensilien wie Tafel und Tageslichtprojektor ausgestattet. Die Stühle und Tische stehen in einer gewissen Anordnung, können aber bei Bedarf (z.B. bei einer Gruppenarbeit) verrückt werden.

1.2 Anthropologische Bedingungen

Die Klasse 8a besteht aus 29 Schülerinnen und Schülern, wobei die Lerngruppe sich aus 12 Jungen und 17 Mädchen zusammensetzt.

Im Allgemeinen lässt sich festhalten, dass es sich bei der 8a um eine sehr lebendige und aufgeschlossene Klasse handelt. Dieses Verhalten äußert sich zwar in häufigen Wortmeldungen und Beiträgen, andererseits ist es aber aufgrund der Geschwätzigkeit oft schwierig, die Aufmerksamkeit der Schüler auf den Unterrichtsgegenstand zu richten. Dennoch verfolgen die meisten Schüler den Unterricht mit Interesse und ein effektives Arbeiten ist vor allem bei einem schülerzentrierten Unterricht mit großen Anteilen an selbstständigen Erarbeitungsphasen möglich.

Weiterhin stellt das Zuspätkommen einiger Schüler ein großes Problem dar, da dadurch der Unterricht immer wieder unterbrochen werden muss und Unruhe in die gesamte Klasse gebracht wird. Die Klassenlehrerin hat schon oft Versuche unternommen, dieses Verhalten beispielsweise durch Gespräche mit den Eltern zu unterbinden, was aber nur teilweise gelungen ist. Besonders Franziska, Steven und Jerome sind oftmals von diesem Problem betroffen. Bei dem Schüler Jerome ist eine Schlafstörung festgestellt worden, wegen der er nun in Behandlung ist.

Während des Unterrichts fallen oftmals Franziska, Shannon, Niko, David und Monja aufgrund lautstarker Unterhaltungen negativ auf, was meist eine Zurechtweisung des Lehrers nach sich zieht. Die eben erwähnte Schülerin Monja verhält sich im Unterrichtsgeschehen oft auffällig, da es ihr schwer fällt, sich den im Unterricht herrschenden Regeln zu unterwerfen. Deshalb ist es wichtig, dass der Lehrer ihr besondere Aufmerksamkeit schenkt, sie zur Mitarbeit ermutigt oder ihr Verhalten reguliert. Noch besonders zu erwähnen ist Christian, der ein distanziertes und isoliertes Verhalten aufweist und nur selten bereit ist, sich in andere Gruppen zu integriere. Der Schüler ist aber keineswegs als Außenseiter anzusehen, da dieser Zustand von ihm selbst so erwünscht ist.

Aufgrund der städtischen Lage der Realschule ist der Migrantenanteil der Schüler ziemlich hoch, was vom unterrichtenden Lehrer auch beachtet werden muss. Die Schülerinnen und Schüler stammen aus Ludwigsburg und dem nahen Umkreis und erreichen die Schule per Fuß, Bus oder Bahn.

2 Überlegungen und Entscheidungen zum Unterrichtsgegenstand

2.1 Sachanalyse

2.1.1 Der veränderte Energiebedarf

Da ein Großteil der fossilen Energieressourcen nachweislich in den nächsten Jahrzehnten unwiderruflich aufgebraucht sein wird ist es wichtig, alternative Quellen für die zukünftige Energieversorgung zu finden. Zudem steigt der globale Energiebedarf stetig an, da nun auch Länder, die bisher nicht zu den Industrienationen gezählt wurden, auf ihren Anteil am weltweiten Energieaufkommen angewiesen sind. Der steigende Energiebedarf zieht neben erheblichen Preissteigerungen auch schwerwiegende Umweltfolgen bzw. -belastungen nach sich, da der Ausstoß von Kohlenstoffdioxid mit dem wachsenden Energieverbrauch immer weiter ansteigt. Mit dem Kyoto-Protokoll, einem weltweit vereinbarten Vertrag, hat sich auch Deutschland dazu verpflichtet, die Kohlenstoffdioxidemissionen erheblich zu senken. Demnach sollen laut Regierung bis 2012 21% der Emissionen zurückgeschraubt werden.

Als Universallösung für die genannten Probleme und Konflikte werden die erneuerbaren Energien propagiert, die wegen der geringen Kohlenstoffdioxidemission als umweltverträglich eingestuft werden. Durch diese Form der Energieerzeugung können jährlich bis zu 26 Mio. Tonnen CO2 eingespart werden.1 Als erneuerbare Energien2 werden in der Natur vorkommende Energiequellen bezeichnet, die sich nur begrenzt erschöpfen. Als regenerative Energien werden jene bezeichnet, die direkt oder indirekt solaren Ursprungs sind. Dazu gehören Sonnenlicht und -wärme, sowie Wind- und Wasserkraft.3

2.1.2 Die Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland

Neben den fossilen Energieträgern und der Kernenergie, die mit 89,9% zu Buche schlagen, beträgt im Jahre 2009 der Anteil der erneuerbaren Energien am Energieendverbrauch in Deutschland bereits 10,1%. Dabei entfallen 7% auf die Energieerzeugung durch Biomasse, 1,6% auf die Windenergie, lediglich 0,8% auf Wasserkraft und 0,7% auf andere Wege der Energieerzeugung durch erneuerbare Energien.4 Das folgende Schaubild veranschaulicht diesen Trend und zeigt den Anteil der jeweiligen EE an der Endenergiebereitstellung:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Struktur der Endenergiebereitstellung aus erneuerbaren Energien 2009

Es bleibt noch zu erwähnen, dass ein Großteil der bereitgestellten Energie zur Stromerzeugung dient. Hierbei entfallen auf die EE bereits 16,1%. Aktuell führen die Windenergieanlagen (40,4%) vor der Energiegewinnung durch Wasserkraftanlagen (20,3%) die Liste der zur Stromerzeugung verwendeten EE an.5

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Struktur der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien 2009

2.1.3 Energieerzeugung durch Windkraftanlagen in der Bundesrepublik

Wie oben bereits erwähnt, zählen die Windkraftanlagen zu einer der wichtigsten Säulen der Energieerzeugung durch erneuerbare Energiequellen. Insbesondere bei der Stromerzeugung nimmt die Windenergie einen sehr hohen Stellenwert ein und ist neben der Wasserkraft am weitesten entwickelt. Die Nutzung der Windkraft hat eine lange Tradition da bereits die Müller im Mittelalter die Energie des Windes geschickt genutzt haben. Doch erst in den 70er Jahren begann man große Windenergieanlagen zur elektrischen Stromversorgung zu bauen. Ungefähr 40 Jahre später ist Deutschland weltweit Spitzenreiter beim Bau und der Planung von Windenergieanlagen und dient somit als Vorbild für andere Nationen.6

Die Energiegewinnung durch Windkraftanlagen folgt einem einfachen Prinzip: Der Propeller der Anlage wird durch den Wind in Drehung versetzt. Diese Drehbewegung wird in einen Generator weitergeleitet, der die Bewegungsenergie dann in elektrische Energie umsetzt.7

Wie im folgenden Schaubild deutlich zu erkennen, floriert der Ausbau der Windkraftanlagen in Deutschland. Die Zahl der Anlagen hat sich seit Beginn der 90er- Jahre von 405 auf 21.164 erhöht. Nach Regierungsplänen sollen im Jahr 2020 mindestens 30% des Strombedarfs vor allem durch Windenergie gedeckt werden.8

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3: Anzahl der Windenergieanlagen von 1990-2009

Zu den führenden Anbietern zählt der Konzern Enercon, der im vergangenen Jahr 2009 über 60,4% der neuen Windkraftanlage installieren ließ. Die meisten Anlagen befinden sich in Niedersachsen (6.407 Anlagen), Brandenburg (4.170 Anlagen), Sachsen-Anhalt (3.354 Anlagen ) und Schleswig-Holstein (2.859 Anlagen). So befindet sich die Großzahl der Windräder auf den Hochlagen der deutschen Mittelgebirge, im Flachland und an den Küsten, da dort die Windverhältnisse am vielversprechendsten sind. Baden-Württemberg rangiert unter den Bundesländern mit lediglich 452 Anlagen auf dem 12.Platz.

Die Windverhältnisse einer Region sind das entscheidende Kriterium, ob eine Windkraftanlage ihren Betrieb aufnehmen wird oder nicht. Demnach müssen Windgeschwindigkeiten von 5,5-7,9 m/s für eine konstante Leistung und 10,8-13,8 m/s für eine optimale Laufgeschwindigkeit des Rotors erreicht werden.9

2.1.4 Möglichkeiten und Grenzen für die Standortwahl einer Windenergieanlage

Kennzeichnend für erneuerbare Energien ist auch die Tatsache, dass sie, mit Ausnahme von Wasserkraft und Geothermie, nicht ständig im gleichen Maße zur Verfügung stehen. Aus diesem Grund ist es problematisch, solche Energiequellen ohne einen Speicher als Ausgleich in bestehende Energiesysteme einzubinden. Folgt man dieser Argumentation, sind vor allem dem Ausbau der Windenergieanlagen natürliche Grenzen gesetzt. Da nur 6% der installierten Windleistung dauerhaft zur Verfügung stehen ist es nicht möglich, mehr als ein Viertel der Stromleistung mit Windenergie zu erzeugen. Im Falle einer Windflaute könnte andernfalls das gesamte Stromnetz zusammenbrechen. Deshalb scheint ein Energiemix die einzige Lösung zu sein, um eine dauerhaft stabile Energieversorgung zu garantieren. Als ein Kriterium bei der Wahl des geeigneten Standortes gelten damit die naturgegebenen Bedingungen, da zum reibungslosen Betrieb eines Windrades immer eine konstante Windstärke vorhanden sein muss.10

Zu dem Problem der instabilen Energieversorgung kommt der Umweltfaktor. In einem ersten Punkt ist es unumstritten, dass Windkraftanlagen bedingt durch ihre enorme Größe das Landschaftsbild nachhaltig beeinflussen. Auch aus diesem Grund wenden sich viele Bürgerinitiativen und Demonstrationen gegen die Energie aus Windkraft. In den meisten Fällen wehren sich vor allem Gemeinden, die durch ihre naturbelassene Landschaft einen Touristenzulauf haben und nun fürchten auf die Einnahmen durch den Fremdenverkehr verzichten zu müssen. Zwar gibt es den so genannten Flächennutzungsplan, der vorschreibt, dass lediglich 1% der Landesfläche für den Bau von Windenergieanlagen zur Verfügung stehen, der jedoch nicht verhindert, dass in manchen Gegenden die Konzentration der Windräder trotzdem enorm hoch ist. Hinzu kommt, dass auch ein Risiko für Zugvögel besteht. Obwohl die Windparks normalerweise von den Vögeln als Hindernisse erkannt werden, bilden sie trotz allem eine Barriere, die den natürlichen Flugverlauf der Vögel stören kann. Als positiv hat sich jedoch herausgestellt, dass einige der Anlagen von manchen Vogelarten sogar als Nistplätze gebraucht werden. Andere meiden jedoch die nähere Umgebung eines Windrades und verlieren so ein Brut-oder Nahrungsgebiet.

[...]


1 Vgl. Unterricht Arbeit + Technik, 10 (2008) 38, S. 25-44, S. 3. (Einhefter)

2 Der Begriff „erneuerbaren Energien“ wird im Folgenden mit „EE“ abgekürzt.

3 Vgl. Brücher (2008), S.5.

4 Vgl. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2010), S. 2.

5 Vgl. Ebd., S.13.

6 Vgl. Berge (2005), S. 4.

7 Vgl. Brühne (2008), S.12.

8 Vgl. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2010), S. 15ff.

9 Vgl. Brühne (2008), S.18.

10 Vgl. Wagner (2007), S. 49ff. / Brühne (2009), S.187.

Ende der Leseprobe aus 24 Seiten

Details

Titel
Windenergie als Alternative
Untertitel
Planspiel zur Standortwahl einer Windkraftanlage
Hochschule
Pädagogische Hochschule Ludwigsburg
Note
1,5
Autor
Jahr
2010
Seiten
24
Katalognummer
V182732
ISBN (eBook)
9783656083726
ISBN (Buch)
9783656083801
Dateigröße
790 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
windenergie, alternative, planspiel, standortwahl, windkraftanlage
Arbeit zitieren
Katrin O. (Autor), 2010, Windenergie als Alternative, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/182732

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