THEMENPFADKURATIERTER THEMENPFAD · 8 MISSIONEN
Energie
Von der Sonne bis zur Steckdose.
Der Weg des Stroms, in der Reihenfolge, in der er entsteht: einfangen, wandeln, erzeugen, transportieren, ausbalancieren – und am Ende fließt er durch deinen eigenen Stromkreis.
- REINE SPIELZEIT
- 50–74 MIN
- MIT GESPRÄCHEN
- ≈ 100–148 MIN
- EMPFOHLEN
- AB 12+
- GEDACHT FÜR
- ab Klasse 5, auch für Gruppenstunden
DIE 8 STATIONEN
Der Pfad führt dich in dieser Reihenfolge durch die Missionen – jede baut auf der vorigen auf. Du kannst jederzeit unterbrechen: Jede Station hat ihre eigene Adresse, über die du später genau dort weitermachst.
034 · Solar Architect
6–9 MIN · AB 10+Am Anfang steht die Sonne – hier fängst du ihre Strahlung ein und lernst, was Verschattung kostet.
Plane eine Solaranlage über Sommer- und Wintertage: Neigung, Ausrichtung und der Schatten eines Baums entscheiden. Ein verschattetes Modul drosselt den ganzen String.
EinstrahlungEinfallswinkelVerschattungModulstringsBEI STATION 1 EINSTEIGEN →053 · Wind Harvest
6–9 MIN · AB 10+Auch der Wind ist Sonnenenergie mit Umweg. Jetzt erntest du ihn – und stößt an eine Grenze, die niemand überbieten kann.
Stelle Anstellwinkel, Blattzahl und Rotordurchmesser ein, stoße an die Betz-Grenze von 59,3 Prozent – und plane einen Windpark, in dem keine Anlage der anderen den Wind klaut.
WindleistungAnstellwinkelBetz-GrenzeNachlaufBEI STATION 2 EINSTEIGEN →076 · Heat Engine
7–11 MIN · AB 12+Viele Kraftwerke machen aus Wärme Bewegung. Du legst den Kreisprozess selbst – und dieselben Karten rückwärts ergeben eine Wärmepumpe.
Leg die vier Prozessschritte so, dass sich der Weg im Druck-Volumen-Diagramm schließt. Dieselben Karten von hinten nach vorn – und aus dem Motor wird eine Wärmepumpe.
Kreisprozessp-V-DiagrammWirkungsgradCarnot-GrenzeBEI STATION 3 EINSTEIGEN →056 · Field Lines
6–9 MIN · AB 10+Bewegung wird erst durch Induktion zu Strom. Hier siehst du das Magnetfeld, das dabei die Arbeit macht.
Mach Magnetfelder mit hundert Kompassnadeln sichtbar, erzeuge Strom durch Bewegung – und dreh das Prinzip um, bis aus dem Generator ein Motor wird.
MagnetfeldInduktionGenerator und MotorLenz'sche RegelBEI STATION 4 EINSTEIGEN →059 · Grid Transformer
6–9 MIN · AB 11+Der Strom muss weit reisen. Warum das nur mit Hochspannung ohne große Verluste geht, zeigt der Transformator.
Schicke 30 Kilowatt über 200 Kilometer: direkt mit 230 Volt kommt fast nichts an. Zwei Transformatoren und Hochspannung drücken den Verlust unter fünf Prozent.
TransformatorVerlustleistungHochspannungÜbersetzungsverhältnisBEI STATION 5 EINSTEIGEN →007 · Power Grid
6–8 MIN · AB 11+Im Netz muss Erzeugung jede Sekunde zum Verbrauch passen – jetzt hältst du die Balance selbst.
Steuere regelbare Erzeugung und Speicher durch Wolken und Abendspitze. Im Stromnetz muss die Leistungsbilanz jederzeit stimmen.
EnergiebilanzNetzfrequenzSpeicherErneuerbare EnergienBEI STATION 6 EINSTEIGEN →097 · Energy Vault
8–12 MIN · AB 12+Und wenn die Sonne untergeht? Speicher heben den Überschuss auf – du entscheidest gegen die Uhr, welcher wann dran ist.
Die Sonne geht unter, die Abendspitze kommt, und du entscheidest gegen die Uhr: Batterie, Pumpspeicher oder Wasserstoff? In der Dunkelflaute rettet dich nur der träge Riese.
EnergiespeicherLeistung gegen KapazitätWirkungsgradketteSpeichermixBEI STATION 7 EINSTEIGEN →004 · Circuit Lab
5–7 MIN · AB 10+Zum Schluss die Steckdose: Spannung, Strom und Widerstand in deinem eigenen Stromkreis.
Baue aus wenigen Bauteilen eine funktionierende Schaltung. Stromfluss, Spannung und Widerstand werden direkt sichtbar.
StromkreisSpannungWiderstandFehlersucheBEI STATION 8 EINSTEIGEN →
FÜR LEHRKRÄFTE UND GRUPPENLEITUNGEN
Das Begleitblatt oben enthält für jede Station einen Beobachtungsauftrag fürs Spielen und einen Gesprächsimpuls für danach, samt Erwartungshorizont. Alle Missionen laufen ohne Konto und ohne Installation im Browser, auch offline. In jeder Mission schaltet sich eine Hilfeleiter mit Tipp, Hinweis und Lösung frei – niemand bleibt hängen. Empfohlener Rhythmus: Auftrag vorlesen, in Paaren spielen, kurz sprechen. Die reine Spielzeit verdoppelt sich dabei ungefähr.