Ausgegend von der Frage, was Energie und Wärme ist und wofür sie gebraucht wird, geht die Broschüre auf die gesetzlichen Rahmenbedingungen und den Wärmemarkt in Deutschland ein. Das sich daran anschließende Kapitel widmet sich den technischen Möglichkeiten, Wärme zu erzeugen. Dabei werden verschiedene aktuell verfügbare Technologielösungen beleuchtet. Dazu zählen neben der Wärmeerzeugung in Kraftwerken oder der Fernwärme unter anderem auch die Erzeugung von Wärme unter dem Einsatz von Strom (Power-to-Head). Brennstoffzellen, Solar- und Geothermie oder die Gewinnung von Methan aus Biomasse werden ebenfalls anschaulich in Wort und Bild vorgestellt. Einen weiteren wichtigen Teil nimmt das Thema der Wärmespeicherung ein. Ihr kommt vor dem Hintergrund der Energiewende in der Zukunft eine besondere Bedeutung zu. Die internationalen Klimaschutzabkommen weisen der Dekarbonisierung der Energieversorgung in den Sektoren den Weg. Ganz gleich, ob Strom, Wärme, Verkehr oder industrielle Nutzung - Erneuerbarer Strom soll in allen Sektoren als Primärenergie genutzt werden. Ohne Energiespeicherung und Sektorkopplung, also der Verbindung der Sektoren Strom, Wärme, Verkehr und industrieller Nutzung kann dies jedoch nicht funktionieren.

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Ausgehend von der Definition des Begriffes „Energiespeicher“ und den gesetzlichen Rahmenbedingungen bietet die Lehrerhandreichung Informationen zum Speicherbedarf an Energie. Dabei werden die Versorgungsbereiche Strom und Wärme sowie die Sektoren Verkehr und Chemie in den Blick genommen. Im Mittelpunkt steht dabei die Frage der energietechnischen und energiewirtschaftlichen Verknüpfung von Strom, Wärme, Mobilität und industriellen Prozessen sowie deren Infrastrukturen. Die Vorstellung verschiedener Technologien der Energiespeicherung sowie die Auseinandersetzung mit den Vor- und Nachteilen der verschiedenen Speichersysteme nach rundet die Lehrerhandreichung ab.

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Anhand der interaktiven Lernanwendung wird der Begriff der Frequenz mit Hilfe von Schaubildern und Arbeitsblättern erklärt. Daraus erfahren Schüler wichtige Informationen über Frequenzen und ihre Bedeutung sowie ihren Betrag zur Versorgungssicherheit im europäischen Verbundsystem.

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Transformatoren haben die Aufgabe innerhalb des Versorgungsnetztes die Erhöhung und die Verringerung der Stromspannung zu regulieren. Sie werden verwendet umso Wechselspannungen zu verringern oder zu erhöhen und sorgen somit dafür, dass zwischen den verschiedenen Spannungsebenen gewechselt werden kann. Wie das funktioniert wird in der interaktiven Lernanwendung zu Transformatoren anhand von Aufgaben und Grafiken erklärt.

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445 000 Kilometer. So lang ist das Leistungsnetz, dass gewährleistet, dass Erdgas in Deutschland dort zur Verfügung gestellt werden kann wo es benötigt wird. Das sind ungefähr 4.944 Fußballfelder der Länge nach aufgestellt. Das Gasnetz in Deutschland versorgt 20 Mio. Kunden aus Industrie, Gewerbe, Handel und Privathaushalten und sorgt dafür, dass so Energie dort vorhanden ist wo sie gebraucht wird. Das Thema der Versorgungsstruktur des Gasnetzes wird in der folgenden interaktiven Lernanwendung mit verschiedenen nationalen und internationalen Fakten sowie verschiedenen Aufgaben, schülergerecht erklärt.

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Temperaturmonitoring klingt zunächst abstrakt, ist unserer Lebensrealität jedoch näher als auf den ersten Blick geglaubt. Das liegt vor allem an den Anforderungen an das deutsche Stromübertragungssystem, welche im ständigen Wandel sind. Während bislang Strom in Großkraftwerken erzeugt wurde, wird heute Strom in Deutschland zunehmend dezentral aus Erneuerbaren Energien und Kraft-Wärme-Kopplungen gewonnen. Dieser Umstand führt zu neuen Fragestellungen in Bezug auf Kapazitäten der Übertragungs- und Verteilungsnetze. Hier wird das Temperaturmonitoring interessant, welches in der interaktiven Lernanwendung anhand von verschiedenen Aufgabenstellungen besprochen werden kann.

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Unser Versorgungsnetz in Deutschland ist und wird auch in Zukunft auf Freileitungen und Kabel angewiesen sein. Die Gesamtheit dieser Leitungen bildet zusammen ein Netz, welches aufgrund seiner verschiedenen Aufgaben, die es erfüllen muss auf verschiedenen Spannungsebenen funktioniert. Wie diese heißen und was ihre Aufgabe sind, wird ausführlich in der interaktiven Lerneinheit „Spannungsebenen“ behandelt. Unterstützt wird das Thema durch Grafiken, Aufgabenstellungen und wissenswertem zu aktuellen Diskursen über Spannungsebenen.

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In Niedersachen wird zu viel überschüssige Windenergie produziert und Bayern hat mehr Solarstrom als sie benötigen und trotzdem können die Überschüsse nicht auf ganz Deutschland verteilt werden. Nur woran liegt das? Die Kapazitäten der Verteil- und Übertragungsnetze, über die erneuerbarer Strom ins Netzt eingespeist wird, reicht nicht aus, um die Überschüsse sinnvoll zu verteilen. Dies liegt vor allem an der Entwicklung der Speichertechnologien auf dem Gebiet der erneuerbaren Energie. Abhilfe soll das Verfahren der Power-to-Gas-Technologie bringen, deren Vor- und Nachteile in der folgenden interaktiven Lerneinheit diskutiert und anhand von diversen Aufgabestellungen erprobt werden soll.

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Ausgehend von einem kurzen historischen Abriss thematisiert die Lehrerhandreichung „Stromnetz“ die technischen Voraussetzungen, die politischen Vorgaben der Europäischen Union sowie die gesetzlichen Rahmenbedingungen in Deutschland. Die sich daran anschließenden Kapitel richten den Blick in die Zukunft. Dabei werden absehbare technische Neuerungen und wirtschaftliche Entwicklungen intensiv betrachtet. So stehen unter anderem Aspekte wie Smart Grid oder die Funktion des deutschen Netzes in der europäischen Netzgemeinschaft im Mittelpunkt.

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Die Lernsequenz für die Sekundarstufe I hat die Strukturen und Besonderheiten der Märkte für leitungsgebundene Energien zum Thema. Sie zeigt die Marktmechanismen der Energiebranche auf, erklärt, wie sie funktionieren und definiert Akteure und Zusammenhänge. Die beigefügte CD-ROM enthält zusätzliches Material, Aufgaben für den Unterricht sowie alle Abbildungen, Grafiken und Tabellen aus dem Heft.

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