Energieversorgung einer Stadt
Schriftliche Hausarbeit von Ramona Merkle

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   Inhalt und Relevanz der Arbeit

Die Diskussion um die Zukunft der Energieversorgung ist heute allgegenwärtig. Begriffe wie Energiewende, regenerative Energiequellen, Klimawandel, Atomausstieg etc. begegnen uns ständig. Da die fossilen Energiequellen zur Neige gehen und der Atomausstieg beschlossen ist, wird die Suche nach Alternativen ein gesellschaftlich wichtiges Thema der nächsten Jahre sein. Zu vermuten ist, das ein regionaler Bezug die Attraktivität des Themas für Schüler steigern kann.

Frau Merkle hat sich deshalb in ihrer Schriftlichen Hausarbeit „Die Energieversorgung einer Stadt im Physikunterricht am Beispiel Augsburg“ beispielhaft mit der Energieversorgung der Stadt Augsburg beschäftigt und sich überlegt, wie man diese in der Schule im Physikunterricht behandeln kann.
Im ersten Kapitel wird die Bedeutung des Themas Energieversorgung für die Schüler sinnvoll dargelegt, das Thema in den Lehrplan eingeordnet und Historisches zur Energieversorgung von Städten und von Augsburg aufgeführt.
Das zweite Kapitel stellt physikalische und technische Grundlagen der Energieversorgung dar. Zuerst werden einige physikalische Grundlagen der Thermodynamik zusammengestellt. Dann wird auf Grundlegendes zur Energieversorgung durch Strom-, Erdgas- und Fernwärmenetz eingegangen. Danach wird auf Kraftwerkstechnik und Kraftwerkstypen eingegangen. Abgerundet wird das zweite Kapitel durch einen Überblick über die Energieversorgung in der Stadt Augsburg und Hinweise zur regionale Energieversorgung in der Zukunft durch Bau eines Wasserkraftwerks am Hochablass, die neue Speichertechnologie „Power to Gas“, Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung, Nutzung von Bioabfällen und ein intelligentes Stromnetz.
Das dritte Kapitel enthält didaktische Überlegungen und Vorschläge für den Physikunterricht. Zunächst wird dargelegt, in welcher Jahrgangsstufe des bayerischen achtjährigen Gymnasiums welche relevanten Teilthemen behandelt werden, um dann sinnvollerweise darauf einzugehen, dass viele Begriffe der Energiewirtschaft physikalisch falsch bzw. didaktisch ungeschickt sind. Hier schließen sich auch Überlegungen zur üblichen Einheit Wattstunden passend an. Konkrete und sinnvolle Vorschläge werden dann bezüglich eines W-Seminars und bezüglich möglicher Besichtigungen in Augsburg gemacht. Insgesamt werden fünf Unterrichtsvorschläge gemacht: Netzfrequenz bei der Stromversorgung, Fernwärme im Schulgebäude, Funktionsweise von Dampfkraftwerken, Laufwasserkraftwerke, regionale Energieversorgung in der Zukunft.

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Die vollständige schriftliche Hausarbeit [Download als pdf, 2,4 MB]
   Bilder verschiedener Experimente

Schablone für Gasturbinenrad

selbst gebautes Gasturbinenrad

selbst gebautes Wasserturbinenrad selbst gebaute Wasserturbine
  

| Prof. Dr. Thomas Wilhelm, Institut für Didaktik der Physik, Universität Frankfurt, Max-von-Laue-Str. 1, 60438 Frankfurt am Main |
| vorher: Didaktik der Physik, Universität Augsburg |
| ehemals: Lehrstuhl für Physik und ihre Didaktik, Universität Würzburg |
 
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