Wahlteil B2
Mensch und Technik – Versorgung und Entsorgung
1
Wasserkraftwerke und Turbinen
1.1
Nenne die drei unterschiedlichen Kraftwerkstypen aus Abbildung 11.
A:
B:
C:
Abbildung 11: Kraftwerkstypen
(3 P)
1.2
Nenne die Turbine in Abbildung 12 mit dem Fachbegriff.
Abbildung 12: Funktionszeichnung eines Wasserkraftwerks
(1 P)
1.3
Nenne zwei Bedingungen, bei welchen sich die abgebildete Turbine (Abbildung 12) besonders gut eignet.
(2 P)
1.4
Beschreibe, durch Verwendung aller der in Abbildung 12 genannten Begriffe, wie im abgebildeten Kraftwerk elektrische Energie gewonnen wird.
(4 P)
10 P
2
Stromversorgung
2.1
Beschreibe die folgenden Begriffe.
a)
Grundlast:
b)
Spitzenlast:
(2 P)
2.2
Wähle aus, welche der folgenden Wasserkraftwerke für den Spitzenlastbetrieb geeignet oder ungeeignet sind.
| wahr | falsch | |||
|
Laufwasserkraftwerk
|
|
|
||
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Pumpspeicherkraftwerk
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|
||
|
Wellenkraftwerk
|
|
|
||
|
Speicherkraftwerk
|
|
|
(2 P)
2.3
Begründe, warum die von dir in Aufgabe 2.2 ausgewählten Kraftwerke zur Deckung des Spitzenlastbedarfs geeignet sind.
(1 P)
2.4
Beschreibe jeweils einen Unterschied und eine Gemeinsamkeit von Speicherkraftwerken und Pumpspeicherkraftwerken.
(2 P)
7 P
3
Energieträger
Abbildung 13: Deutscher Strommix
3.1
Finde einen Überbegriff für die Energieträger:
a)
Wind, Sonne, Biomasse, Wasser
b)
Braunkohle, Steinkohle, Erdgas
(2 P)
3.2
Beschreibe mithilfe der Abbildung 13 die Entwicklung des Energieträgers „Wasser“ und die Entwicklung des Energieträgers „Wind“.
(2 P)
3.3
Bewerte mit drei Argumenten die Energiegewinnung aus Laufwasserkraftwerken gegenüber der Energiegewinnung aus Braunkohlewerken.
(3 P)
7 P
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1
Wasserkraftwerke und Turbinen
1.1
A: Laufwasserkraftwerk
B: Speicherkraftwerk
C: Pumpspeicherkraftwerk
1.2
Kaplanturbine
1.3
- Geringe Fallhöhen
- Große Wassermengen
1.4
Durch den Höhenunterschied zwischen Wasserzulauf und Wasserablauf besitzt das Wasser am Wasserzulauf Lageenergie. Die Lageenergie des Wassers wird durch das Gefälle von Wasserzulauf und Wasserablauf in Bewegungsenergie des Wassers umgewandelt. Mit dieser Energie wird die Turbine angetrieben. Die Drehbewegung der Turbine wird durch den Generator in elektrische Energie umgewandelt.
2
Stromversorgung
2.1
a)
Grundlast bezeichnet den konstanten Energiebedarf, der zu keiner Zeit unterschritten wird.
b)
Spitzenlast bezeichnet kurze Phasen mit einem sehr hohen Energiebedarf.
2.2
| geeignet | ungeeignet | |||
| Laufwasserkraftwerk |
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|
||
| Pumpspeicherkraftwerk |
|
|
||
| Wellenkraftwerk |
|
|
||
| Speicherkraftwerk |
|
|
2.3
Beide Arten von Kraftwerken können bei unerwartetem Anstieg des Strombedarfs rasch elektrische Energie aus den Speichern zur Verfügung stellen.
2.4
Sowohl das Speicherkraftwerk als auch das Pumpspeicherkraftwerk erzeugen Strom, indem sie das Fallwasser aus einem Speicherbecken in elektrische Energie umwandeln. Beim Pumpspeicherkraftwerk besteht jedoch die zusätzliche Möglichkeit, Wasser von einer niedrigeren Ebene nach oben zu pumpen.
3
Energieträger
3.1
a)
Regenerative Energieträger
b)
Fossile Energieträger
3.2
Über den Zeitraum von 2011 bis 2020 blieb die Menge an aus Wasserkraft gewonnener Energie nahezu unverändert. Dahingegen verzeichnete die aus Windkraft gewonnene Energiemenge einen deutlichen Anstieg.
3.3
Laufwasserkraftwerke sind eine bessere Wahl, da sie keine gesundheitsschädlichen Schadstoffe produzieren, keine klimaschädlichen Gase erzeugen und keine Ressourcen verbrauchen. Sie bieten eine umweltfreundliche und nachhaltige Energieerzeugung durch die Nutzung der natürlichen Wasserkraft. Außerdem ermöglicht der geringe Flächenverbrauch eine effiziente Nutzung des verfügbaren Landes und bietet Raum für eine Kombination mit anderen Landnutzungen, wodurch eine vielseitige und nachhaltige Entwicklung gefördert wird.