EnergyLab – Das Schülerlabor im Wissenschaftspark

Im Rahmen des Wahlpflichtbereichs II können die Schülerinnen und Schüler des Ricarda-Huch-Gymnasiums den Kurs „Energielabor“ anwählen. Dieser Kurs findet im Wissenschaftspark Gelsenkirchen statt. Die Schülerinnen und Schüler werden mit dem Bus zum Wissenschaftspark gebracht.

Dort beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit der nachhaltigen Energieversorgung und erhalten in vielfältiger Form Informationen zur Berufswelt Energie.

Unter Aufsicht sowie Anleitung von Mitarbeitern des EnergyLabs lernen die Schülerinnen und Schüler durch die Arbeit mit zur jeweiligen Thematik passenden Experimentiersets und durch Recherchearbeiten den Aufbau und die Funktionsweise sowie die Vor- und Nachteile der entsprechenden Technologien kennen, um deren Stärken und Grenzen besser einschätzen, und um sich eine qualifizierte sowie fundierte eigene Meinung bilden zu können. Im Anschluss an eine Experimentier- und Recherchephase erfolgt nach einem kurzen Austausch zwischen einzelnen Arbeitsgruppen eine gemeinsame Auswertungs- und Präsentationsphase.

Durch die Auseinandersetzung mit den Möglichkeiten und Grenzen regenativer Energieerzeugung werden die Schülerinnen und Schüler letztlich in die Lage versetzt, zu argumentieren und sich kenntnisreich, auf der Basis von Hintergrundwissen, an Diskussionen zu Energiethemen zu beteiligen. Das angeeignete Wissen erlaubt den Jugendlichen weiterhin die Reflexion ihres eigenen Verhaltens und die Veränderung ihres Umgangs mit Energie und anderen Ressourcen. Sie werden so veranlasst, ganz konkrete Schritte in Richtung einer umweltfreundlicheren und nachhaltigeren Energieversorgung zu überlegen und umzusetzen. Zudem werden die Heranwachsenden auch veranlasst, sich über die Folgen ihres Handelns hier und auf Menschen in anderen Teilen der Erde Gedanken zu machen und globale Aspekte in ihre Handlungsstrategien mit einzubeziehen. Somit werden sich die Schülerinnen und Schüler bewusst, dass eine nachhaltige Energieversorgung nicht nur technisch-ökologische Aspekte hat, sondern zunehmend auch wirtschaftliche und soziale Bedingungen betrachtet und bei Entscheidungen einbezogen sowie abgewogen werden müssen.

Die Themengebiete können mit dem EnergyLab abgesprochen werden.

Solarkollektor

Beispiel:

8. Jahrgang

a.) Das Treibhaus Erde

Hier erfahren die Schülerinnen und Schüler was unter Treibhauseffekt zu verstehen ist, warum unser Umgang mit Energie so schädlich für das Klima der Erde ist und was die dadurch verursachte Veränderung des Klimas auf unserer Erde – der Klimawandel – bedeutet und welche Auswirkungen noch zu erwarten sind.

b.) Kraftwerke, Stromnetz und Stromtransport

Hier erfahren die Schülerinnen und Schüler, wie übliche (konventionelle) Kraftwerke funktionieren und wie der Strom vom Kraftwerk zu uns in die Steckdose gebracht wird. Für einen Tag werdet ihr Kraftwerke selbst steuern und an den Bedarf anpassen.

c.) Strom von der Sonne

Bei der Verbrennung fossiler Energieträger wie Kohle, Erdöl und Erdgas entstehen klimaschädliche Gase. Deshalb werden andere Möglichkeiten entwickelt, um die Energieversorgung umweltfreundlicher zu gestalten. In dieser Experimentiereinheit geht es um die Frage, wie man die Strahlung der Sonne nutzen kann um Strom zu erzeugen, ganz ohne dabei auch klimaschädigende Treibhausgase zu erzeugen.

d.) Wärme von der Sonne

Sonnenwärme direkt zu nutzen, ist meist sehr effektiv. Viele der Technologien wie Solar¬kollektoren oder Solarkocher sind darüber hinaus relativ einfach. Diese Vorteile machen die Faszination und die hohe Praxistauglichkeit, Langlebigkeit und deren hohe Effizienz aus. Darüber können die Schülerinnen und Schüler hier vieles erfahren und erleben.

e.) Wir machen Strom aus Windkraft

Mit viel Wind können moderne und hocheffiziente Windkraftanlagen viel Strom für unsere Energieversorgung produzieren. Wie das funktioniert und warum Windkraftanlagen so effizient große Strommengen produzieren können, erfahren die Schülerinnen und Schüler in diesem Modul.

f.) Brennstoffzelle – solarer Wasserstoff

Brennstoffzelle und solarer Wasserstoff, das sind Stichworte, die bei vielen Technik-Freaks leuchtende Augen und große Erwartungen für eine zukünftige saubere Energieversorgung wecken. Wie berechtigt diese Erwartungen sind und wie zukünftig Autos und andere Maschinen mit Brennstoffzellen, solarem Wasserstoff und anderen „Zukunftsenergien“ betrieben werden können, das können die Schülerinnen und Schüler hier erkunden.

g.) Energie sparen – alles easy!

Energie sparen kann und sollte jeder und jede! Wie das am effektivsten geht und was man dazu braucht, lernen die Schülerinnen und Schüler in diesem Modul. Nicht umsonst heißt es: Energie sparen ist unsere beste Energiequelle. Bevor man über komplizierte Technologien zur Erzeugung von Energie aus mehr oder weniger umweltfreundlichen Energiequellen nachdenkt, sollte man alle Möglichkeiten nutzen, Energie zu sparen oder gar nicht erst zu erzeugen und verwenden zu müssen. Meist ist es ganz einfach, mit Hilfe intelligenter Technik oder auch durch verändertes Verhalten, viel Energie einzusparen.

h.) Berufsfeld „Energie“

www.energiejobs.nrw.de

Der Bereich Energie mit seinen Segmenten: Erneuerbare Energien, Energieeffizienz, Kraftwerkstechnik etc. ist eine ungeheurer Wachstumsbereich und ein Jobmotor. Die verstärkte Nutzung erneuerbarer Energien und die möglichst effiziente Nutzung der Energieressourcen sind nur möglich, wenn für diesen Bereich auch qualifizierte Fachkräfte zur Verfügung stehen. Das ist die Chance: viele neue Jobs müssen in den nächsten Jahren noch entstehen und die Schülerinnen und Schüler können ganz vorne mit dabei sein in diesem hochinteressanten Arbeitsfeld.

Wasserstoffauto

9. Jahrgang

1. Löten und Schweißen – Techniken zum Verbinden von Werkstücken

Mithilfe des Lötverfahrens sollen die Schülerinnen und Schüler kleine Flugzeuge bauen. Sie lernen Werkzeuge kennen und unterscheiden das Schweißen vom Löten. Durch das Löten können die Schülerinnen und Schüler Metallteile verbinden. Dazu benötigen sie einen Lötkolben, ein Lot und eine bestimmte Temperatur.

2. Erdgas vom Vorkommen zum Verbraucher

Die Schülerinnen und Schüler lernen die Bedeutung und Zusammensetzung von Erdgas kennen. Sie beschäftigen sich mit dem Gasimport unter besonderer Berücksichtigung der Transportwege, sowie mit den daraus entstehenden Problemen im ökonomischen und ökologischen Bereich.

3. Energie durch Kernspaltung

Die Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich beim Thema „Kernenergie“ mit der Bedeutung und dem Stellenwert der Kernenergie. Sie setzen sich kritisch mit dem Thema Kernspaltung und den Folgen auseinander und vergleichen die Kernenergie mit anderen Energiequellen.

4. Smart Meter- der intelligente Stromzähler

Mit dem steigenden Anteil erneuerbarer Energien im Strommix muss sich auch das Stromnetz weiterentwickeln. Ein Beispiel: Windkraftwerke und Solaranlagen sind wetterabhängig und produzieren nicht konstant die gleiche Menge Strom. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass Stromverbraucher und Stromerzeuger miteinander kommunizieren können, damit der Strom auch dort ankommt, wo er gerade gebraucht wird.

Smart Meter unterstützen somit die Energiewende, die Digitalisierung und die Steuerbarkeit innerhalb des Stromnetzes. Die Schülerinnen und Schüler lernen die Verwendung und die Funktion von Smart Metern kennen. Sie setzen sich mit ihrer Verwendung auseinander.

5. Energie sparen durch Wärmedämmung

Die Schülerinnen und Schüler bauen unterschiedliche Energiehäuser (Modellhäuser) und messen die Temperatur in diesen Häusern. Praxisnah können Aussagen zur effizienten Einsparung von Energie gemacht werden.