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3.9 Unterrichtsvorschlag zu Laufwasserkraftwerken
3.9 Unterrichtsvorschlag zu Laufwasserkraftwerken
Der im Folgenden ausgeführte Unterrichtsvorschlag ist für eine 8. Klasse geplant. Die Stunde lässt
sich sehr gut in den Themenkomplex „Die Energie als Erhaltungsgröße“ einbetten. Es geht dabei
hauptsächlich um die potentielle Energie und ihre Umwandlung in andere Energieformen.
3.9.1 Allgemeines zum Thema
Die im folgenden Abschnitt beschriebene Unterrichtsstunde setzt voraus, dass die Schüler bereits
verschiedene Energieformen kennen, mit der Formel für die potentielle Energie vertraut sind und
über Leistung und Wirkungsgrad Bescheid wissen. Die Schüler sollen am Inhalt „Funktionsweise
von Laufwasserkraftwerken“ Anwendungen der potentiellen Energie, der Leistung und von Energieumwandlungen
kennen lernen und so zu einem vertieften Verständnis gelangen. Als Medien
dient ein Versuch und ein Bild vom Aufbau eines Laufwasserkraftwerks. Außerdem kommt hier vor
allem die Methode des fragend-entwickelnden Unterrichtsgesprächs zum Einsatz.
3.9.2 Vorschlag für einen Stundenverlauf
Als Einstieg in die Stunde ist die Frage „Welche regenerativen Energiequellen gibt es?“ denkbar.
Neben einigen anderen, ist die Wasserkraft naheliegend und wird von den Schülern sicher sehr
schnell genannt. Damit kann das Stundenthema bekannt gegeben werden: die Funktionsweise von
Laufwasserkraftwerken. Anschließend folgt ein kurzer Lehrervortrag, der über die Situation in der
Region informiert. Dazu können die Hinweise, die in den Abschnitten 1.3 , 2.3.16 und 2.5.1 gegeben
wurden, verwendet werden. Dieser Teil der Unterrichtsstunde würde etwa 5 bis 10 Minuten in
Anspruch nehmen.
Für die Erarbeitung der Funktionsweise ist es hilfreich, ein Bild vom Aufbau eines Laufwasserkraftwerks
bei der Hand zu haben. Ein Beispiel dafür ist mit Abbildung 39 gegeben. Bei Wasserkraftwerken
ist es sehr wahrscheinlich, dass die Schüler bereits etwas Vorwissen mitbringen, weil sie
beispielsweise in ihrer Freizeit schon mit Stauseen in Berührung gekommen sind. Daher ist davon
auszugehen, dass die Bestandteile eines Kraftwerks mit dem Vorwissen der Schüler und dem notwendigem
Input des Lehrers gemeinsam an einer Abbildung erarbeitet werden können. Eine Sicherung
dieser Ergebnisse ist in Form eines stark vereinfachten Skizze an die Tafel und bei den Schülern
ins Heft sinnvoll. Ein Beispiel dafür zeigt Abbildung 40. Das Prinzip kann dann noch veranschaulicht
und greifbar gemacht werden, indem der im nächsten Abschnitt beschriebene Versuch
vorgeführt wird. Anschließend folgt eine kurze Phase der Partnerarbeit. Die Schüler sollen sich
überlegen, welche Energieformen im Laufwasserkraftwerk vorkommen und eine Energieumwandlungskette
erstellen. Diese würde dann wie folgt aussehen:
Potentielle Energie des Oberwassers → kinetische Energie des Wassers im Turbinenzulauf → mechanische
Energie der Turbine → elektrische Energie durch Umwandlung durch den Generator
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