Licht, Wärme und Antriebskraft sowohl für Maschinen als auch zur Fortbewegung zu erzeugen, ist ein grundlegendes Bedürfnis der Menschheit, welches mit dem Streben nach technischer Vervollkommnung und Mobilität ständig wächst. Für das moderne Leben wird zunehmend Energie benötigt; konventionelle Energiequellen reichen nicht aus. Die Energie von Wind, Sonne, des Meeres und anderen – an menschlicher Lebenszeit gemessen – unerschöpflichen bzw. sich schnell regenerierenden Energiequellen muss daher zunehmend genutzt werden.

Die Umsetzung dieses Zieles stellt eine bedeutsame Herausforderung für die interdisziplinäre Arbeit von Naturwissenschaftlern, Technikern und Ökonomen dar.

Fossile Energieträger durch erneuerbare Energien zu ersetzen, ist weiterhin eine dringend zu realisierende Notwendigkeit unserer Zeit, um die globale Erwärmung und den daraus resultierenden Klimawandel aufzuhalten sowie andere natur- und gesundheitsschädigende Auswirkungen durch hohe CO2-Emission und den Ausstoß anderer Schadstoffe zu verringern.

Der Erwerb von Wissen über erneuerbare Energien, besonders auch im Zusammenhang mit der Problematik Energie- und Klimawende, muss deshalb auch ein Schwerpunkt von Bildung und Erziehung in der Schule sein – nicht nur freitags auf der Straße.

Die Lernwerkstatt kann einen Beitrag dazu leisten und ist zum Einsatz als Ergänzung zum naturwissenschaftlichen Unterricht, in Vertretungsstunden und zur Freiarbeit gedacht. Außer der Vermittlung von Faktenwissen und entsprechenden Aufgaben zur Übung sollen hier folgende Leitideen angeregt werden:

• Energieerzeugung und Energieerhaltungssatz
• Suche und Erfindungen zur Energiegewinnung historisch einordnen
• Erneuerbare Energien heute und morgen – Die Weisheiten der Vergangenheit nutzen
• Anregen der Schülerinnen und Schüler zur Kreativität (utopische Fantasien hervorlocken, Märchen einbinden wie zum Beispiel bei der Nutzung von Bioenergie: „Rumpelstilzchen konnte Stroh zu Gold spinnen, aber das ist schon sehr, sehr lange her … Heute …“)
• Einbindung der Schülerinnen und Schüler in kontroverse Diskussionen wie beispielsweise „Für und wider Windkraft “, „Tank-oder-Teller-Debatte“ und die Bedeutung des „Schwarzen Peters Kohle“ als Energieträger in Krisenzeiten

Inhaltsverzeichnis:

• Energie, Arbeit und Wirkungsgrad – Physikalische Grundlagen
  • Was ist Energie?
  • Kraft, Arbeit, Energie, Leistung, Wirkungsgrad – Symbole, Formeln und Einheiten
• Fossile Energiequellen
  • Energiequellen
  • Nutzung fossiler Brennstoffe und Umwelt
  • Das Kohlekraftwerk – Klassiker und Umweltsünder
• Energiewende – Umschalten auf Zukunft
  • Erneuerbare Energien – Definition und Überblick
  • Das Motto der Bundesregierung – Beschlüsse zur Realisierung der Klimawende
• Die Kraft des Wassers
  • Wasserkraftwerke an Land
  • Gezeitenkraftwerke, Wellen- und Meeresströmungskraftwerke
• Windkraftanlagen
  • Zur Geschichte der Nutzung von Windkraft
  • Funktionsprinzip und Technik von Windkraftanlagen
  • Offshore-Windparks – Mehr Energie vom Meer
  • Pro und Contra Windkraftanlagen
• Solarkraft
  • Allgemeines zur Nutzung der Solarenergie
  • Solarthermie – Sonnenkollektoren
  • Solarwärmekraftwerke
• Photovoltaik
  • Die Physik der Fotozelle
  • Von der Fotozelle zum Solarmodul
  • Photovoltaikversorgung eines Wohnhauses
  • Photovoltaik-Freiflächenanlagen
  • Photovoltaik in Zahlen
• Bioenergie
  • Was ist Bioenergie?
  • Das Verfahren zur Gewinnung von Bioenergie
  • Biokraftstoffe
  • Bioenergie – Für und Wider
• Wärme aus dem Inneren der Erde – Ein Blick zur Geothermie
• Was ist Geothermie?
  • Zur oberflächennahen Geothermie
  • Energie aus der Tiefe der Erde
  • Kleiner Geothermie-Test
  • Geothermie konkret
• Erneuerbare Energien – Entwicklung in Zahlen
• Anteile der Energieträger an der Bruttostromversorgung Deutschlands 2011 und 2021
  • Bruttostromerzeugung aus erneuerbaren Energien im Jahr 2021
• Die Brennstoffzelle
• Utopisches und Historisches
  • Physikalische und chemische Grundlagen
  • Aufbau und Funktion einer Wasserstoff-Brennstoffzelle
  • Der Wirkungsgrad von Brennstoffzellen
  • Die Zukunft von Wasserstoff und erneuerbaren Energien
• Multiple-Choice-Energie-Test