Das Arbeitsheft ist vorgesehen zum Einsatz in der Sekundarstufe in den Klassen 7 bis 13. Es enthält spannende Upcycling-Projekte mit ausführlichen Anleitungen für den Werk- und Physikunterricht.

Der Klimawandel ist nur durch die Verwendung von erneuerbaren Energien zu stoppen. Jost Baum stellt in der „Lernwerkstatt Experimente zu den erneuerbaren Energien“ Unterrichtskonzepte vor, die das Upcycling bereits verwendeter Materialien für physikalische Experimente vorsehen, bei denen Photovoltaik, Windenergie, Brennstoffzellen, Sonnenkollektoren, Velomobile und Elektromobilität erfahrbar gemacht werden. Die Unterrichtsmethode ist der forschend entwickelnde Unterricht, bei dem naturwissenschaftlich-technische Erkenntnisse und deren mathematische Beschreibung im Vordergrund stehen. Die Schüler erfahren dabei, dass Müll Wertstoffe enthält, die durch Wiederverwertung dem Produktionskreislauf erneut zugeführt werden können. Die Experimente sind so angelegt, dass der Erkenntnisgewinn über das eigene Tun erfolgt. Die Schüler erkennen, dass es durch Eigeninitiative möglich ist, Schritte gegen den Klimawandel einzuleiten.

Dabei wird die Methode der Gruppenarbeit bevorzugt, bei dem sich die Lernenden gegenseitig unterstützen können. Das hat auch den Vorteil, dass die Kosten für die Unterrichtsmodelle äußerst gering sind.

Inhalt:

• Wir bauen einen Elektro-Flitzer
• Die Solartankstelle – Experimente mit der Photovoltaik
  • Aufbau von Schaltungen und Zeichnen von Schaltplänen
• Experimente mit einer kleinen Brennstoffzelle
  • Die Elektrolyse von Wasser
  • „Die Brennstoffzelle ist die umgekehrte Elektrolyse“
  • 2 Versuche: Zuerst Elektrolyse – dann Einsatz als Brennstoffzelle
  • Brennstoffzellen in Reihe betreiben
  • Wir betreiben die Elektrolyse mit Solarenergie
• Wir bauen ein Elektro-Fahrrad mit Reibradrollenmotor
  • Bau der Antriebseinheit
  • Wir messen Strom/Spannung und berechnen Leistung/Energie
  • Wir messen die Geschwindigkeit
  • Wir messen die Beschleunigung und zeichnen ein Beschleunigungsdiagramm
• Wir experimentieren mit einem Mini-Sonnenkollektor
  • Wärmestrahlung
  • Heizwerte von Brennstoffen
  • Wir bauen einen Mini-Sonnenkollektor
  • Experimente mit dem Mini-Sonnenkollektor* * Experimente mit dem Windrad – Finden der optimalen Rotorenform
  • Jede Gruppe bastelt einen Unterbau und 3 Rotorköpfe
  • Testen der verschiedenen Rotorenformen
  • Wir lernen Generatoren kennen
• Wir bauen einen Savonius-Rotor zur Stromerzeugung
  • Was versteht man unter einem Savonius-Rotor?
  • Die Funktionsweise des Savonius-Rotors
  • Material- und Werkzeugliste
  • Materialien und Bauanleitungen für die Gruppenarbeit
  • Fragen zum Savonius-Rotor
• Der Luftwiderstand bei Velomobilen
  • Geschichte / Luftwiderstandskraft
  • Einführung des cW-Wertes
  • Berechnung von Luftwiderstandskraft FLR und Energie E
  • Vom Kettenantrieb zum Liegerad
  • Das Velomobil als Retter in der Kriegs- und Nachkriegszeit
  • Moderne Velomobile