{"id":1619,"date":"2020-03-24T13:04:10","date_gmt":"2020-03-24T12:04:10","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/cammp\/?page_id=1619"},"modified":"2022-03-15T22:43:33","modified_gmt":"2022-03-15T21:43:33","slug":"solarenergie","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/cammp\/angebote\/cammp-day\/solarenergie\/","title":{"rendered":"Solarenergie"},"content":{"rendered":"\r\n<p><strong>Mit Laptop und Mathe f\u00fcr eine bessere Zukunft: Stromerzeugung durch Sonnenstrahlen<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Atom- und Kohlekraft haben ausgesorgt. Die Welt braucht neue, saubere Energie. Aber wie kann man Kraftwerke konzipieren, die ohne CO2-Aussto\u00df und Nuklearabf\u00e4lle auskommen? Und k\u00f6nnen Mathematik und Computer bei der Beantwortung dieser Frage helfen? Die Antwort lautet: Ja! In diesem Workshop planen Sch\u00fcler:innen in kleinen Teams ein Solarkraftwerk, welches mit Spiegeln und Sonnenstrahlung Energie gewinnt. Wer Freude an Mathematik hat, gerne mit dem Computer arbeitet und sich vielleicht fragt, wie er damit unsere Zukunft verbessern kann, der ist hier genau richtig!<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Die Sch\u00fcler:innen lernen so genannte Fresnelkraftwerke kennen. Dabei handelt es sich um eine der innovativen Technologien, die f\u00fcr sonnenreiche L\u00e4nder als Zukunftsmodelle der Energieerzeugung gehandelt werden. Die Funktionsweise dieser Kraftwerke ist verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig simpel: Spiegel reflektieren Sonnenstrahlen auf ein Rohr, durch das Wasser geleitet wird. Das Wasser wird durch die Erhitzung zu Dampf, welcher eine stromerzeugende Turbine antreibt. Da sich die Position der Sonne im Laufe des Tages \u00e4ndert, m\u00fcssen die Neigungswinkel der Spiegel \u00fcber den Tag hinweg stets angepasst werden.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Die Sch\u00fcler:innen besch\u00e4ftigen sich mit der Frage, wie das Kraftwerk aufgebaut und betrieben werden muss, damit m\u00f6glichst viel Energie erzeugt wird. Die Sch\u00fcler:innen werten reale Daten mit Hilfe des Simulationsprogramms mit einer graphischen R\u00fcckmeldung aus und schulen fachliche Kompetenzen aus den Bereichen der Trigonometrie und Funktionen.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Es existieren zwei Varianten des Workshops.<\/p>\r\n<p style=\"text-align: left;\"><strong>Variante f\u00fcr die Mittelstufe:\u00a0<\/strong>Empfohlen wird diese Variante\u00a0f\u00fcr Klassen, die sich zum Durchf\u00fchrungszeitpunkt des CAMMP days mit Winkeln und den trigonometrischen Funktionen besch\u00e4ftigen. So dient der Workshop als Erg\u00e4nzung zum Unterricht. Der Workshop ist jedoch auch ohne die Behandlung der trigonometrischen Funktionen durchf\u00fchrbar.<br \/><strong>Inhalte:<\/strong>\u00a0Geometrie, Trigonometrie, Winkelbeziehungen im Dreieck<br \/><strong>Vorwissen:<\/strong>\u00a0Winkelpaare<br \/><strong>Teilnehmer:<\/strong> Mathematikkurse ab der 8. Klasse\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 <strong>Dauer:<\/strong> ab 4 Stunden (inkl. Mittagspause)<br \/>_________________________________<\/p>\r\n<p style=\"text-align: left;\"><strong>Variante f\u00fcr die Oberstufe:\u00a0<\/strong>Der Workshop bietet in dieser Variante eine Ankn\u00fcpfung an die Berechnung von Integralen \u00fcber Ober- und Untersummen und der Darstellung von Sonnenstrahlen als Geraden in Parameterform. Der Fokus liegt neben der physikalisch-technischen Modellierung des Kraftwerks insbesondere auf der Optimierung von verschiedenen Kraftwerkparametern. Die Sch\u00fcler:innen entwickeln kreativ eigene Optimierungsverfahren und vergleichen verschiedene Modellierungsans\u00e4tze beim Formulieren von Optimierungsproblemen.<br \/><strong>Inhalte:<\/strong>\u00a0Geometrie, Trigonometrie, Winkelbeziehungen im Dreieck, numerische Integration, Geraden in Parameterform, Optimierung<br \/><strong>Vorwissen:<\/strong>\u00a0Winkelpaare, Geraden in Parameterform<br \/><strong>Teilnehmer:<\/strong> Mathematikkurse ab der 11. Klasse\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 <strong>Dauer:<\/strong> ab 4 Stunden (inkl. Mittagspause)<br \/>_________________________________<\/p>\r\n<p style=\"text-align: left;\"><strong>Erstellt von:<\/strong>\u00a0Martin Frank, Philipp Otte, Pascal Richter, Christina Roeckerath, Sarah Sch\u00f6nbrodt<br \/><strong>Anmeldung:<\/strong> Termine k\u00f6nnen individuell per E-Mail (<a href=\"mailto:cammp@aices.rwth-aachen.de\"><em>cammp@aices.rwth-aachen.de<\/em><\/a>) vereinbart werden.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Mit Laptop und Mathe f\u00fcr eine bessere Zukunft: Stromerzeugung durch Sonnenstrahlen Atom- und Kohlekraft haben ausgesorgt. Die Welt braucht neue, saubere Energie. 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