Was sind erneuerbare Energien? Experimente & Erklärungen für Kinder
Wenn du dein Kind an das Thema Umweltschutz heranführen möchtest, sind Begriffe wie „Klimawandel“ und „erneuerbare Energien“ unvermeidbar. Dabei ist es gar nicht so leicht, diese komplexen Themen für Kinder so zu erklären, dass sie greifbar und verständlich werden. In diesem Fall können Experimente rund um erneuerbare Energien helfen, die Kraft der Elemente für Kinder sichtbar und spürbar machen. Darüber hinaus geben wir Beispiele, wie du deinem Kind die Frage „Was sind erneuerbare Energien?“ beantworten und den Klimawandel für Kinder erklären kannst.
Was sind erneuerbare Energien? – Klimawandel & erneuerbare Energien für Kinder erklärt
Wenn die Fragen „Was sind erneuerbare Energien?“ oder „Was ist der Klimawandel?“ aufkommen, kannst du dieses Beispiel nutzen, um deinem Kind diese Vorgänge zu erklären:
Um Strom zu erzeugen, werden in großen Kraftwerken Kohle, Erdöl oder Erdgas verbrannt. Bei der Verbrennung entstehen Gase, die unsere Luft verschmutzen. Auch die Abgase der Autos, Schiffe und Flugzeuge sowie von Fabriken tragen dazu bei, dass die Luft immer schmutziger wird.
Die Sonnenstrahlen und die Wärme der Sonne können uns zwar immer noch erreichen. Allerdings kann die Wärme durch die ganzen Gase nicht wieder entweichen. Das führt dazu, dass es auf der Erde immer wärmer wird und sich das Klima verändert. Diesen Vorgang nennt man auch Treibhauseffekt.
Durch die steigenden Temperaturen schmilzt das Eis am Nord- und Südpol oder die Gletscher in den Alpen. Das Schmelzwasser lässt den Meeresspiegel ansteigen, wodurch es sein kann, dass ganze Inseln untergehen und von der Landkarte verschwinden. Auf der anderen Seite können die warmen Temperaturen dafür sorgen, dass andere Landschaften austrocknen und neue Wüsten entstehen.
Um das zu verhindern, müssen wir versuchen, diese sogenannten Treibhausgase zu vermeiden. Daher muss Strom so erzeugt werden, dass keine klimaschädlichen Abgase entstehen. Dafür nutzen wir erneuerbare Energien. Zu den erneuerbaren Energien zählen zum Beispiel:
Wind
Sonnenenergie
Erdwärme
Anders als Brennstoffe wie Erdöl, Erdgas oder Kohle können erneuerbare Energien nicht aufgebraucht werden. Die Sonne scheint schließlich immer, das Wasser fließt jederzeit im Fluss, der Wind weht und der Kern der Erde ist immer heiß. Wenn wir also die Kraft der Elemente nutzen, die uns sowieso zur Verfügung stehen, können wir Strom erzeugen, ohne dass dabei schädliche Abgase entstehen. Deshalb sind erneuerbare Energien so wichtig für die Umwelt.
Windenergie erklärt für Kinder: So funktioniert ein Windmesser (Anemometer)
Ein Windmesser ist Teil von vielen Wetterstationen. Mit seiner Hilfe kann man herausfinden, woher der Wind kommt und wie stark er weht. Eine vereinfachte Form eines Windmessers kannst du mit deinem Kind zuhause bauen und so Windkraft bzw. Windenergie für Kinder erklären.
Die Materialien für den Windmesser:
3 gerade Äste
4 leere Joghurtbecher
4 Reißzwecken
Heißkleber
1 leere Glasflasche
So baut ihr einen Windmesser selber:
Kürzt 2 der Äste, sodass beide ca. 30 cm lang sind.
Der 3. Ast sollte ca. 10 cm länger als die Glasflasche sein. Kürzt ihn entsprechend und schnitzt ein Ende leicht spitz an, damit sich der Ast später gut drehen kann.
Lege die beiden gleich langen Stäbe zu einem Kreuz zusammen und klebe sie aneinander fest.
Klebe nun das Kreuz oben auf den 3. Stab (an das nicht angespitzte Ende).
Befestige nun mit den Reißzwecken je einen Becher an einem Ende des Kreuzes. Dafür schiebst du die Reißzwecke kurz unterhalb der Öffnung durch den Becher und in den Stock hinein. Drücke die Reißzwecke tief in den Stock, damit der Becher nicht verrutschen kann. Die Becher sollten waagerecht sein und die Öffnungen beim Befestigen immer nach links zeigen.
Nun kannst du zusammen mit deinem Kind den Windmesser ausprobieren. Beobachtet, in welche Richtung sich die Becher drehen und in welcher Position sie schneller oder langsamer werden.
Windmesser – Erklärung für Kinder:
Ein elektrischer Windmesser zählt, wie viele Umdrehungen der Windmesser pro Minute macht und kann daraus die Windgeschwindigkeit errechnen. Es gibt 12 Windgeschwindigkeiten: von 0 (= windstill) bis 12 (= Orkan). Je schneller der Wind weht, umso mehr Kraft hat er und kann auch große Maschinen antreiben.
Ein Windrad, mit dem Strom erzeugt werden kann, funktioniert ähnlich wie der Windmesser. Der Wind treibt die Rotorblätter an, wodurch sich der Stab dreht, der die Rotorblätter verbindet – wie beim Windmesser. Im Inneren des Windrades ist eine Maschine, die diese Drehbewegung in Strom umwandeln kann, ähnlich wie bei einem Dynamo.
Die Kraft des Wassers sichtbar machen: Ein Wasserrad bauen mit Kindern
Die Kraft des Wassers wird größer, je schneller das Wasser fließt. Dieses Prinzip kannst du für dein Kind greifbar machen, indem ihr zusammen ein Wasserrad baut und es an verschiedenen Stellen ausprobiert.
Wasserrad bauen – benötigte Materialien:
3 Korken
13 Schaschlikspieße
1 dicker Ast
Teppichmesser
Bohrer
Heißkleber
Wasserrad bauen – Anleitung:
Zuerst halbierst du alle 3 Korken.
Nun kann dein Kind in die Seite der Korkenhälften immer 2 Schaschlikspieße stecken.
In der Zwischenzeit kürzt du den Ast auf ca. 5 cm Länge.
Anschließend bohrst du ein Loch durch den Ast, das so groß ist, dass du den letzten Schaschlikspieß hindurchstecken kannst.
Um den Ast herum bohrst du außerdem noch die Löcher für die Flügel des Wasserrads. Dazu bohrst du immer 2 Löcher, die mit etwas Abstand untereinander liegen. Insgesamt benötigt ihr 6 Paar Löcher, also insgesamt 12.
Steckt nun die Flügel in die vorgebohrten Löcher und befestigt sie mit Heißkleber.
Nun könnt ihr euer Wasserrad ausprobieren. Haltet es dafür zunächst in ein stilles Gewässer, dann in einen Fluss und dann an eine Engstelle. Je schneller das Wasser fließt, umso schneller dreht sich euer Wasserrad.
Wasserrad – Erklärung für Kinder:
Die Kraft des Wassers treibt die Flügel an, wodurch sich die Achse dreht. Bei einer historischen Wassermühle wurde so früher ein Mahlwerk angetrieben, welches Getreide gemahlen hat. Auch heute werden Wasserräder noch in Wasserkraftwerken genutzt, um Strom zu erzeugen. Die Wasserräder wurden kleiner und leistungsfähiger gemacht und heißen jetzt Turbinen. Um mit Wasserkraft Strom zu erzeugen, wird der Fluss angestaut (z. B. mit einem Staudamm). Es gibt nur ein Rohr, durch welches das Wasser fließen kann. In dem Rohr ist eine Turbine. Sie dreht sich durch das hindurchfließende Wasser und diese Drehbewegung wird wie bei einem Windrad von einer Maschine in Strom umgewandelt.
Solar-Experimente für Kinder: Gemeinsam einen Solarofen bauen
Die Sonne spendet uns Licht und Wärme. Gerade an heißen Sommertagen wird dies besonders spürbar. Doch wie groß ist die Kraft der Sonne? Immerhin können Hausbesitzer mit Hilfe von Solaranlagen Strom erzeugen oder das Wasser erwärmen. Mit diesem Solar-Experiment für Kinder – einem selbst gebauten Solarofen – wird die Kraft der Sonneneinstrahlung greifbarer.
Solarofen bauen – die Materialien:
Pappkarton
Schwarze Acrylfarbe
Alufolie
Frischhaltefolie
Äste oder Schaschlikspieße
Schere & Kleber
Lineal & Bleistift
Solarofen bauen – so geht’s:
Male den Karton von innen mit der schwarzen Farbe an.
Zeichne nun an der Oberseite des Kartons ein Viereck auf, welches du an drei Seiten einschneidest, sodass eine Lasche entsteht.
Klappe deine Lasche nach oben und beklebe die Innenseite der Lasche mit Alufolie.
Lege nun z. B. ein Brötchen mit Käse durch das Loch in der Oberseite in deinen Karton.
Das Loch in der Oberseite verschließt du mit Frischhaltefolie.
Zum Schluss klemmst du Äste oder Holzstäbchen so unter die Lasche, dass sie etwa zur Hälfte geöffnet ist.
Nun könnt ihr den Solarofen zusammen in die Sonne stellen und gemeinsam beobachten, was passiert:
Solarofen – Erklärung für Kinder:
Die Sonnenstrahlen treffen auf die Alufolie, die sie ähnlich wie ein Spiegel in das Innere der Box reflektiert. In der Box wird es nun sehr warm, jedoch kann die Wärme nicht entweichen, da die Öffnung mit Klarsichtfolie verschlossen ist. Durch diese können die Sonnenstrahlen hinein, aber die Wärme nicht heraus (ähnlich wie beim Treibhauseffekt). Das führt dazu, dass es immer wärmer wird, der Käse schmilzt und ihr das Brötchen so überbackt. Normalerweise braucht ihr sonst einen Backofen dafür.
Ein weiteres Solar-Experiment, was deinem Kind die Solarthermie näherbringt, könnt ihr im Garten ganz nebenbei durchführen. Fülle zusammen mit deinem Kind einen Gartenschlauch mit Wasser und lasse ihn einige Zeit in der Sonne liegen. Ihr werdet feststellen, dass das kühle Wasser nun warm ist. Dieses Prinzip machen sich Solaranlagen zur Warmwasserbereitung bzw. Heizungsunterstützung zu Nutze. Das Wasser in den Rohren wird durch die Sonne erwärmt und gibt diese Wärme dann über einen Wärmetauscher an das Wasser in der Wasserleitung ab.
Erdwärme für Kinder erklärt: So funktioniert eine Erdwärme-Heizung
Eine weitere Form der erneuerbaren Energie ist die Erdwärme. Die Erde besteht aus verschiedenen Schichten und in der Mitte ist der Erdkern. Dort ist es unvorstellbar heiß – bis zu 6000 °C. Dieser heiße Erdkern erwärmt alle Schichten der Erde bis unter die Oberfläche. Daher leben viele Tiere in Erdlöchern, weil es in der Erde immer gleich warm ist – egal ob es Sommer oder Winter ist.
Die Wärme des Erdkerns können wir für Heizungen nutzen. Dafür wird ein Tunnel gegraben, der zwischen 50 und 150 Meter tief ist. Der Tunnel wird mit einer Flüssigkeit gefüllt und mit einem Gerät verbunden. Nun erwärmt sich das Wasser ganz unten im Tunnel ganz von alleine, weil es dort so warm ist, und wird von einer Pumpe zum angeschlossenen Gerät transportiert. Das Gerät nimmt die Wärme des Wassers auf und gibt es an die Heizung weiter. Das kalte Wasser fließt dann wieder hinunter in den Tunnel, wo es automatisch wieder aufgeheizt wird. So entsteht ein Kreislauf, mit dem wir ohne Abgase ein Haus heizen können.
Fazit: Mithilfe von Experimenten lassen sich erneuerbare Energien für Kinder erklären
Praktische Experimente machen für Kinder komplizierte Abläufe und abstrakte Konzepte greifbar. Um das Thema „erneuerbare Energie“ Kindern zu erklären und damit ihr Umweltbewusstsein zu stärken, könnt ihr gemeinsam ein Wasserrad bauen, einen Windmesser basteln oder einen Solarofen bauen. Jedes dieser Experimente veranschaulicht die Kraft des jeweiligen Elements und erleichtert es Kindern so zu verstehen, wie aus erneuerbaren Energien Strom oder Wärmeenergie gewonnen werden kann.
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Quellen und weiterführende Informationen
https://www.greenpeace.de/engagieren/kids/erneuerbare-energie-erklaert-kinder
(aufgerufen am 23.03.2023)
https://www.netpapa.de/wissen/wie-erklaere-ich-kindern-erneuerbare-energien/
(aufgerufen am 23.03.2023)
https://einfach-bergmann.de/2020/07/junge-forscher-3-spannende-kinder-experimente-zum-thema-energie/
(aufgerufen am 23.03.2023)
http://offshore.schule/wp-content/uploads/2016/10/Experimente_EE_Klimawandel.pdf
(aufgerufen am 23.03.2023)
https://www.wasser-aqualino.de/fileadmin/sites/TYPO3CMS.AQUALINO/UserFiles/Dokumente/dowloads/worksheets/Arbeitsblatt_Experiment_Wasserkraft.pdf
(aufgerufen am 23.03.2023)
Bildquellen
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