Wahlteil B2
Mensch und Technik – Versorgung und Entsorgung
1
Smart Grid
1.1
Entscheide für jede der unten genannten Aussagen, ob sie wahr (w) oder falsch (f) sind.
Ein Smart Grid...
(1)
... gab es bereits in den 1920er Jahren.
(2)
... kann im Winter nicht genutzt werden.
(3)
... hat Vorteile, wenn es um die Summe der Einsparung von 
geht.
(4)
... zählt zu den zentralen Voraussetzungen der Energiewende.
(5)
... unterscheidet sich von einem herkömmlichen Stromnetz.
(5 P)
1.2
Erläutere in Abbildung 16 die Bedeutung der Pfeile „Strom“ und „Daten“ an einem Beispiel.
Abbildung 16: Smart Grid
[Quelle: https://pvpublic.com/smart-grid/]
[Quelle: https://pvpublic.com/smart-grid/]
(2 P)
1.3
Erläutere an zwei Beispielen, warum es bei der Stromerzeugung mit regenerativen Energien zu Lücken in der Stromversorgung kommen kann.
(2 P)
1.4
Beschreibe zwei Komponenten, wie ein funktionierendes Smart Grid aufgebaut sein muss, um Leistungsschwankungen auszugleichen.
(2 P)
1.5
Nenne zwei weitere Probleme, die sich beim Betreiben eines Smart Grids ergeben können.
(2 P)
13 P
2
Biogasanlage
Abbildung 17: Biogasanlage
2.1
Nenne zwei Vorteile und zwei Nachteile der Energiegewinnung durch eine Biogasanlage im Vergleich zu anderen regenerativen Energiegewinnungsverfahren.
(4 P)
2.2
Beschreibe den Energiegewinnungsprozess von der Energiepflanze zur energetischen Nutzung im Wohnhaus.
(3 P)
7 P
3
Pumpspeicherkraftwerk
Abbildung 18: Pumpspeicherkraftwerk
[Quelle: http://www.energy-mag.com/wp-content/uploads/2014/10/pumpspeicherkraftwerk-100.png]
[Quelle: http://www.energy-mag.com/wp-content/uploads/2014/10/pumpspeicherkraftwerk-100.png]
3.1
Beschreibe das Funktionsprinzip des abgebildeten Kraftwerks.
Verwende bei deiner Beschreibung die folgenden Begriffe: Motor, Pumpe, Generator, Turbine.
Verwende bei deiner Beschreibung die folgenden Begriffe: Motor, Pumpe, Generator, Turbine.
(2 P)
3.2
Erkläre mit Hilfe der Netzbelastungskurve aus Abbildung 18, warum es zu Spitzenlasten zur Mittagszeit und abends kommt.
(2 P)
4 P
Weiter lernen mit SchulLV-PLUS!
monatlich kündbarSchulLV-PLUS-Vorteile im ÜberblickDu hast bereits einen Account?
1
Smart Grid
1.1
(1)
Falsch (f)
(2)
Falsch (f)
(3)
Wahr (w)
(4)
Wahr (w)
(5)
Wahr (w)
1.2
- E-PKW: Kommuniziert mit dem Rechenzentrum und tauscht Daten aus. In Spitzenproduktionszeiten können die Akkumulatoren des E-PKWs mit elektischem Strom geladen werden.
- Windkraftanlage: Sendet Daten über die Windstärke. Bei hoher Windstärke wird der gewonnene elektrische Strom im Speicher gespeichert. Fossile Energiegewinnung wird nicht benötigt.
- Solaranlage: Daten in Form von Informationen zur momentanen Stromerzeugung werden im Rechenzentrum gespeichert. Energie wird entweder genutzt und an die Verbraucher weitergegeben oder gespeichert. Dies geschieht in Abhängigkeit von den Daten aus dem Rechenzentrum.
1.3
- Abhängigkeit von Tag und Nacht bei Photovoltaik. Soloranlagen erzeugen nur bei Tageslicht Strom.
- Abhängigkeit von Wetter/Windstille bei Windkraft. Wind ist immer in unterschiedlichen Mengen vorhanden. Windkraftanlagen müssen bei Sturm/hohe Windstärke abgeschaltet werden.
1.4
- Verschiedene Quellen zur Stromerzeugung (nicht nur auf regenerative Energie abheben),
- Stromerzeugung und Speicherung werden zentral gesteuert
- Energie in Spitzenproduktionszeiten speichern,
- bei Überschüssen wird dieser momentan nicht benötigte Strom gespeichert und gegebenfalls wieder genutzt, wenn viel Energie benötigt wird.
1.5
Datensicherheit, Daten gelangen in falsche Hände, Ausfall von Rechenzentren, Beeinträchtigung von Natur (z.B. bei Biogasanlagen durch verminderte Biodiversität), Kommunikation der Zähler der Verbraucher mit Stromanbieter
2
Biogasanlage
2.1
2.2
- Gärprozess durch Pflanzen im Fermenter; Gas entsteht und sammelt sich im Gasspeicher
- Ein Gasmotor wird mit dem entstandenen Biogas betrieben. Der Gasmotor treibt einen Generator an. Die im Generator erzeugte elektrische Energie kann im Wohnhaus genutzt werden.
- Die bei der Stromerzeugung anfallende Wärme wird als Nahwärme im Wohnhaus genutzt.
3
Pumpspeicherkraftwerk
3.1
- Bei Überkapazitäten wird mit dem Stromnetz ein Elektromotor betrieben. Der Motor treibt eine Pumpe an, die das Wasser vom unteren Speichersee in den oberen Speichersee pumpt (Umwandlung von elektrischer Energie in potentielle Energie).
- Bei Strombedarf fließt Wasser vom oberen Speichersee zum unteren Speichersee und treibt dabei eine Turbine an. Die Turbine treibt einen Generator an. Der im Generator erzeugte elektrische Strom wird ins Stromnetz eingespeist. (Umwandlung von potentieller Energie in elektrische Energie).
3.2
Spitzenlasten entstehen, wenn viele Menschen gleichzeitig elektrische Geräte nutzen oder Strom benötigen.
- Dies tritt um die Mittagszeit durch die Benutzung von elektrischen Herden/Backöfen zum Kochen auf.
- Am Abend wirken sich die Nutzung von elektrischen Unterhaltungsmedien und elektrischem Licht aus.