Wie aus Wasser Strom wird - SEL AG

Der Rabe Maxl kennt sich aus mit sauberer,
umweltfreundlicher Energie!
In diesem Büchlein erzählt er dir, was Strom
eigentlich ist, wie Strom aus Wasserkraft
erzeugt werden kann und warum Wasserkraft
eine saubere, heimische Energiequelle ist.
Der kleine Rabe Maxl erzählt:
Wie aus Wasser
Strom wird
Außerdem hat er spannende Kniffelfragen für
dich und zeigt dir viele einfache Experimente!
Dieses Büchlein widmet euch:

Hallo!
Ich bin der Rabe Maxl
und freue mich, dich beim Lesen
begleiten zu dürfen.
Unterstützt von: SEL AG
Autorin: Mag. Petra Kislinger
Lektorin: Katherina Klotz
Illustrationen: Andrea Krizmanich
Grafik: Projekt 21
Herausgeber: SEL AG
© 2006
Dieses Buch gehört:
Der Rabe Maxl wünscht dir
viel Freude und viel Spaß!

Ich bin ein kleiner Rabe –
mein Name ist Maxl.
Inzwischen bin ich
dir sicher schon bekannt –
mit Energie flieg ich
durch dein Heimatland.
Ich zeige alles, was nützt
und Südtirols Klima wirklich schützt!
Heute erzähle ich dir,
wie aus Wasser Strom wird!
Krah – krah – krah!
2
3

Elektrizität?
Was ist das?
Elektrizität kann man nicht sehen,
sie ist unsichtbar.
Damit du dir einmal vorstellen kannst,
was Elektrizität überhaupt ist, habe ich
dir gleich ein spannendes Experiment
mitgebracht!
Maxls
tanzende Kugeln.
Du brauchst:
1 leere CD-Hülle, ein Woll- oder Seidentuch
von deiner Mama, Kunststoffkugeln aus
leeren Tintenpatronen
Reibe mit dem Tuch ganz kräftig die
CD-Hülle ab, lege dann die kleinen Kugeln
auf die Hülle. Pass aber auf, dass du dabei
nicht die Hülle berührst!
Was passiert, wenn sich dein Finger langsam
einer Kugel nähert? Die Kugeln beginnen
wie aus heiterem Himmel zu tanzen! Ja
... das ist die Elektrizität. Du siehst hier
ganz einfach das Ergebnis der elektrischen
Spannung.
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Wozu brauchen wir
elektrischen Strom?
Strom erzeugt Licht und Wärme, betreibt
Maschinen und zaubert zum Beispiel auch
die Bilder und die Töne in den Fernseher.
Du verwendest zu Hause sicher viele
elektrische Geräte, die dir und deinen Eltern
viele Arbeiten leichter machen.
Wofür braucht deine Familie zu Hause
Strom? Welche Beispiele fallen dir ein?
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.....................................................................
.....................................................................
.....................................................................
Dir ist bestimmt eine ganze Menge zum
Strom eingefallen!
Strom jeden Tag.
Rund um die Uhr.
Wir brauchen Strom, jeden Tag, rund
um die Uhr. Der Bäcker bäckt mit
Strom, das Telefon braucht Strom, die
Pausenklingel in deiner Schule braucht
Strom. Krankenhäuser und die Eisenbahn
könnten ohne Strom nicht funktionieren.
Klimaanlagen könnten ohne Strom kein
bisschen kühlen! Und der Strombedarf
nimmt jedes Jahr zu.
Es leben immer mehr Menschen auf
der Welt, Städte wachsen und neue
Stromgeräte werden erfunden. So arbeiten
heute zum Beispiel mehr Menschen als
je zuvor mit Computern, die natürlich
auch wieder nur mit Strom so richtig
funktionieren. Hast du dir schon einmal
überlegt, wie es bei dir zu Hause sein
würde, wenn du keinen Strom hättest?
Meine Güte, das wäre ja das reinste
Durcheinander!
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Strom kann aber auch
gefährlich sein!
Strom kann wie der Blitz durch deinen Körper
fahren und dein Herz zum Stillstand bringen.
Darum sind zwei Dinge ganz wichtig:
1. Das Zeichen auf Seite 9 solltest du gut
kennen! Es bedeutet: VORSICHT! Starkstrom!
Lebensgefahr!
2. Finger weg von Steckdosen! Da ist Strom
drinnen und der kann für dich ganz schnell
ganz gefährlich ... ja sogar lebensgefährlich ...
werden!
Deshalb:
• Berühre keine Elektrogeräte
mit nassen Händen (Föhn)!
• Repariere Elektrogeräte niemals selbst!
• Lass in der Nähe von Leitungen
keine Drachen steigen!
• Berühre niemals von Masten
herabhängende Leitungen!
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Strom erzeugen.
Damit du Strom hast, muss er
erzeugt werden. Woher kommt
also der ganze Strom?
Strom wird in verschiedenen Kraftwerken
erzeugt, z.B. mit Hilfe der Verbrennung von
Erdgas oder Erdöl, durch die Nutzung von
Windkraft, von Atomkraft usw.
Aber es gibt noch eine Energiequelle, sogar
eine ganz natürliche und saubere, mit der
man Strom erzeugen kann: das Wasser!
Die Kraft des Wassers.
Denk an einen Fluss mit einer starken
Strömung, dann kannst du dir ungefähr
vorstellen, welche Kraft das Wasser hat.
Diese Kraft, die im Wasser steckt, kann
umgewandelt und zu Energie gemacht
werden.
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Wusstest du, dass die Menschen schon
vor 5000 Jahren Wasserräder dazu benützt
haben, um Wasser aus Seen und Flüssen zu
schöpfen? Später dann nutzten die Römer
Wasserräder als Antriebsmöglichkeiten
für Mühlen und Sägewerke. Auch hier in
Südtirol kann man solche Sägewerke und
Mühlen besichtigen.
In Südtirol sind viele der Wassermühlen
inzwischen verschwunden. Statt der alten
Mahlsteine drehen sich jetzt Turbinen. Sie
wandeln gemeinsam mit dem Generator
die Kraft des Wassers in elektrischen
Strom um.
Vor ungefähr hundert Jahren hatten die
Menschen die Idee, die Kraft des Wassers in
elektrische Energie umzuwandeln und
Strom zu erzeugen!
Wie funktioniert das?
Das Wasser setzt ein großes Rad mit
Schaufeln in Bewegung. Mit diesem
Wasserrad dreht sich auch seine Achse und
leitet die Kraft in das Innere der Mühle.
Dort wurden damals dann Mühlsteine oder
Sägeblätter in Bewegung gesetzt.
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Wasser und
Wasserkreislauf.
Der Planet, auf dem du lebst, heißt Erde.
Eigentlich müsste er Wasser heißen, denn
71 % der Erdoberfläche sind mit Wasser
bedeckt. Auch du bestehst aus Wasser, zu
etwa 70 %!
Das Wasser auf der Erde befindet sich
ständig im Kreislauf. Der Wasserkreislauf
beginnt, wenn Wasser verdunstet und
dabei in die Atmosphäre gelangt. Dieses
verdunstete Wasser kommt dann in Form
von Regen, Hagel oder auch Schnee wieder
auf die Erdoberfläche zurück. Bäche, Flüsse
und Seen bilden sich. Wasserdampf steigt
wieder auf, es bilden sich Wolken und der
Kreislauf beginnt von vorne.
Wasserkreislauf
selbst gemacht.
Dazu brauchst du:
1 Glas mit Schraubdeckel, einige kleine
Pflanzen, eine kleine Schale mit Wasser,
Erde, Sand, kleine Steine.
Wenn du wissen möchtest, wie der
Wasserkreislauf funktioniert, dann fülle das
Glas auf folgende Weise: ganz nach unten
kommen kleine Steine, darüber Sand, dann
Erde, dazu eine kleine Schale.
Setz einige kleine Pflanzen in die Erde.
Schraub das Glas zu und stell es in die
Sonne. Beobachte, was passiert!
Auch deshalb nennt man die Wasserkraft
eine erneuerbare Energiequelle.
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Wasserkraft
in Südtirol.
In Südtirol gibt es sehr sehr viele Flüsse,
Seen und Bäche. Deshalb eignet sich dein
Heimatland ganz besonders dafür, aus
Wasser Strom zu gewinnen.
In Südtirol befinden sich zahlreiche kleine
und große Wasserkraftwerke!
Fast der gesamte Strom, der in Südtirol
erzeugt wird, wird mit Wasserkraft erzeugt!
Toll, oder?
Krah – krah – krah!
So funktioniert die Nutzung
der Wasserkraft heute.
Zur Erzeugung von Strom aus Wasserkraft
wird Wasser in einen schmalen Kanal
geleitet. Darin fließt das Wasser zum so
genannten Krafthaus. Dort sind die Turbinen
und der Generator untergebracht. Man
braucht sie, um Strom zu erzeugen.
Der Generator funktioniert ähnlich wie
ein Dynamo. Du weißt schon, das ist das
Ding, das die Lampe deines Fahrrades zum
Leuchten bringt.
Ein Dynamo besteht aus Magnet und Spule.
Wenn du in die Pedale trittst, dreht sich der
Magnet in der Spule. Dadurch fließt Strom
und deine Fahrradlampe leuchtet.
Der Generator im Wasserkraftwerk
funktioniert wie der Dynamo – nur eben im
Großformat.
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Der Generator =
der Stromerzeuger.
Es heißt, im Kraftwerk wird Strom „erzeugt“,
eigentlich wird aber Wasser in eine andere
Energieform „umgewandelt“. Für diese
Umwandlung ist der Generator eine sehr
wichtige Station im Wasserkraftwerk.
Wie schon gesagt, funktioniert der
Generator im Prinzip genauso wie ein
Fahrraddynamo. Er besteht ebenfalls
aus Magnet und Spule. Und wie du auch
schon weißt, bringst du den Magneten
im Fahrraddynamo durch das Treten in
die Pedale ganz schön in Schwung. Aber
wie funktioniert das beim Generator? Wie
kommt hier der Magnet ins Schwingen?
Treten da viele Leute in die Pedale?
(Peltonturbine)
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Die Turbine.
Natürlich treten da keine Menschen in die
Pedale! Fließendes Wasser drückt gegen
die Schaufeln einer Turbine. Durch die Kraft
des Wassers beginnen sich die Schaufeln zu
drehen. Über eine Achse ist die Turbine mit
dem Generator verbunden.
Über diese Achse wird der Magnet im
Generator in Bewegung gesetzt. Strom wird
erzeugt!
Es gibt verschiedene Arten von Turbinen:
Die Peltonturbine (Zeichnung Seite 19)
sieht aus wie ein Wasserrad, bei dem das
Wasser mit Schaufeln transportiert wird.
Außerdem gibt es die Kaplan-Turbine
(Zeichnung Seite 21), sie sieht einem
Schiffspropeller ähnlich und die
Francis-Turbine; sie hat die Form eines
Schneckenhauses (Zeichnung Seite 23).
(Kaplan-Turbine)
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Puuh, so viele neue Ausdrücke! Zur
Abwechslung habe ich deshalb jetzt
wieder eine interessante Bastelei für dich!
Maxls selbst
gebautes Wasserrad.
Dazu brauchst du: Alufolie
(z.B. Deckel eines großen Joghurtbechers),
1 Stricknadel, 1 Schere, 1 Zirkel
Los geht’s:
• Schneide einen Kreis aus der Alufolie
des Joghurtbechers.
• Jetzt kommen 8 Schlitze ca. im gleichen
Abstand voneinander in den Kreis.
• Bohre mit der Stricknadel ein kleines
Loch in die Mitte der Folie.
• Knicke die einzelnen Blätter so weg, dass
sie wie Schaufeln arbeiten.
Dein Wasserrad ist fertig!
Halte das Wasserrad an der Stricknadel
am besten gleich unter einen leicht
fließenden Wasserhahn!
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Das Umspannwerk.
Wenn der Generator Strom erzeugt hat, was
dann? Kommt ein Strom-Mann vorbei, packt
den Strom in Säcke und verkauft ihn? Was
meinst du?
(Francis-Turbine)
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Strom kann man natürlich nicht in
Säcke verpacken. Der Strom, der in
den Generatoren erzeugt worden ist,
wird durch einen Transformator „stark“
gemacht und kann so besser in den
Hochspannungsleitungen über weite
Strecken transportiert werden. So geht
weniger Strom verloren.
Damit du den Strom wieder nutzen kannst,
muss er „schwächer“ gemacht werden.
Das passiert im Umspannwerk.
Erst jetzt kannst du ihn für
deine Geräte nutzen.
Wasserkraft
und Umwelt.
Es heißt, Wasserkraft ist eine ganz
besonders saubere Energiequelle.
Warum eigentlich?
Wasserkraft
ist heimische Energie.
Mit der Wasserkraft kann man ohne
schädliche Verbrennungsrückstände
Strom gewinnen. Wasserkraft kommt zudem
direkt aus Südtirol und muss nicht über
Rohrleitungen aus fernen Ländern hierher
transportiert werden. Wasserkraft bietet
die Möglichkeit, Energie im eigenen Land zu
gewinnen und zu nutzen.
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Wasserkraft ist erneuerbar.
Durch den Wasserkreislauf kehrt das
Wasser immer wieder auf die Erde zurück.
Die Energiequelle erneuert sich damit von
selbst. Für die Stromgewinnung durch
Wasserkraft werden also keine Rohstoffe
verbraucht. Und das zahlt sich für unsere
Umwelt wirklich aus.
Wasserkraft ist CO 2 -freie
Stromerzeugung.
Vielleicht hast du ja schon einmal das
Wort CO 2 (= Kohlendioxid) gehört.
CO 2 ist ein Gas, das der Umwelt auch
Nachteile bringt. Es ist zum Beispiel
verantwortlich für den Treibhauseffekt, d.h.
dass es immer wärmer wird auf der Erde.
Also ist es wichtig, dass weniger CO 2 in die
Luft gelangt. Bei der Stromerzeugung mit
Wasserkraft wird kein CO 2 frei gesetzt,
auch deshalb schont die Wasserkraft unsere
Gesundheit, unsere Umwelt und das Klima
unserer Erde.
CO 2 -freie Wasserkraft:
Damit dir und deinen Freunden
nicht die Luft ausgeht!
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Wasserkraft ist
unerschöpflich.
Wasser steht wie Sonne und Wind in
großen Mengen zur Verfügung!
Wasser ist immer da!
Maxls Wasserfalle.
Damit du siehst, dass Wasser wirklich
unerschöpflich ist, zeige ich dir, wie du dich im
Notfall, z.B. in der Wüste, vor dem Verdursten
retten kannst:
Grabe ein Loch in den Boden, stelle in die
Mitte ein Gefäß. Dann kommt eine Plastikfolie
darüber, die mit Steinen beschwert wird. Lege
dann einige kleinere Steine in die Mitte der
Folie. Baue diese Wasserfalle am Abend auf,
wenn es kälter wird und warte.
Am nächsten Morgen kannst du dann deinen
Klassenkameraden erklären, was passiert ist.
Schreibe es kurz in die nachfolgenden Zeilen:
.....................................................................
.....................................................................
.....................................................................
.....................................................................
Die Lösung findest Du auf Seite 43
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Wasserkraft ist
umweltfreundlich.
Bei der Erzeugung von Strom aus
Wasserkraft wird kein Schmutz verursacht,
und es werden auch keine wertvollen
Rohstoffe verbraucht. Das bedeutet für dich:
eine saubere Luft, damit du gut durchatmen
kannst! Saubere Luft brauchen wir zum
Leben, deshalb müssen wir sorgsam damit
umgehen.
Wasserkraft ist wirklich etwas ganz
Besonderes: Sie schützt das Klima
und die Natur!
Hat Wasserkraft
auch Nachteile?
Der Bau eines Wasserkraftwerkes verändert
natürlich einiges in der Natur. Das kann
leider nicht ganz vermieden werden.
Der Lebensraum von Wassertieren und
Wasserpflanzen wird gestört.
Zum Beispiel muss eine gewisse
Wassermenge abgeleitet werden und bis das
Wasser wieder zurückfließt, bleibt weniger
Wasser übrig. Deshalb wird besonders
darauf geachtet, dass eine bestimmte
„Restwassermenge“ (so nennt man das) im
Fluss verbleibt. Dieses Wasser ist notwendig,
um die Natur so wenig als möglich zu
verändern!
Beim Bau von Wasserkraftwerken muss ganz
besonders auf den natürlichen Lebensraum
der Tiere und Pflanzen im Flussbereich und
auch an den Ufern geachtet werden!
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Um das Wasser zu sammeln und ins
Kraftwerk zu leiten, wird eine Sperre im
Flussbett errichtet. Für Fische gibt’s dann
extra Fischtreppen, damit sie beim Wandern
und Weiterschwimmen nicht zu sehr gestört
werden.
Ist das Wasserkraftwerk fertig, kommen
Landschaftsgestalter, um die Umgebung
wieder so naturnah wie möglich zu
gestalten. Auch für Pflanzen und Tiere
werden Gebiete, so genannte „Biotope“
geschaffen, wo sie ungestört wachsen und
leben können.
Oft entstehen rund um Wasserkraftwerke
durch Umweltmaßnahmen auch
Erholungsräume für dich und deine Freunde!
Dort könnt ihr Boot fahren, schwimmen
oder einfach nur faul in der Wiese liegen.
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Maxls Motorboot.
Du brauchst:
1 Walnuss-Schale, etwas Spülmittel.
Lass dein Walnuss-Schalen-Boot vorsichtig
ins Wasser, feuchte eine Fingerkuppe mit
etwas Spülmittel an und halte den Finger
hinter deinem Boot ins Wasser. Du wirst
sehen, es bewegt sich blitzschnell von
deinem Finger weg!
Du kannst auch einen dauerhaften
Antrieb für dein Boot bauen, indem du ein
Stückchen Seife am Heck montierst. So
fährt das Boot einige Zeit!
Um die Umwelt zu schonen, solltest Du
Maxls Motorboot nur im Waschbecken oder
in der Badewanne schwimmen lassen.
Maxls Tipp:
Du kannst das auch gut als Zaubertrick
vorführen, wenn du das Spülmittel schon
einige Zeit eingetrocknet am Finger hast!
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Puuuhhh,
jetzt bin ich aber müde. Heute habe ich dir so
viel erzählt, dass mir schon der Kopf brummt!
Hast du dir noch einiges gemerkt?
Kniffelfragen für
Wasserkraftexperten.
1. Was ist keine umweltfreundliche,
saubere und erneuerbare Energie?
a) Wasserkraft.
b) Windkraft.
c) Atomkraft.
2. Wie wird in Südtirol am meisten
Energie erzeugt?
a) Mit Sonnenenergie.
b) Mit Wasserkraft.
c) Mit Hilfe der Verbrennung von Erdöl.
3. Wozu werden Turbinen benötigt?
a) Zur Leitung von Strom.
b) Zur Speicherung von Strom.
c) Zum Antrieb von Generatoren.
Die richtigen Lösungen findest du auf Seite 43.
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Energie ist wertvoll.
Jede Energie ist sehr wertvoll.
Deshalb:
Sparsam und sinnvoll
verwenden und nicht
verschwenden!
Im Haushalt wird die meiste Energie
für Heizung und Warmwasserbereitung
benötigt. Deshalb sollte gerade hier Energie
sparsam genutzt werden.
Wusstest du zum Beispiel, dass man mit
einer Kilowattstunde Strom eine 60-Watt-
Glühlampe ungefähr 17 Stunden leuchten
lassen kann. Mit der gleichen Energiemenge
kann man jedoch nur zwei Minuten lang
warm duschen!
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Wasser und Energie sind
wertvolle Güter – deshalb geh
sparsam damit um.
Auf diesen Seiten findest du einige Tipps,
mit denen auch du Energie sparen kannst:
• Licht, das du nicht brauchst, sollte
abgeschaltet werden. Vielleicht reicht dein
Taschengeld, um eine Energiesparlampe für
deinen Schreibtisch zu kaufen.
• Auch im Winter nicht zu warm
einheizen. Pullover und eine kuschelige
Decke sind nicht nur gemütlich, sondern
helfen auch, Heizkosten zu sparen.
• Dauerlüften vergeudet Energie und
Geld. Deshalb solltest du beheizte Räume
mehrmals täglich kurz und gründlich lüften.
Ein Raum sollte je nach
Benutzung geheizt werden.
Schlafzimmer können kühler sein
als z.B. das Wohnzimmer.
• Kühlschrank und Gefriertruhe immer nur
kurz öffnen. In die offenen Geräte dringt
schnell warme Luft ein, die Geräte verlieren
an Kälte und brauchen mehr Strom!
• Hände möglichst nur mit temperiertem
Wasser waschen. Denn warmes Wasser
verbraucht viel Energie!
• Beim Einseifen unter der Dusche oder
beim Zähneputzen den Wasserhahn
abdrehen. Das wertvolle Wasser nicht
einfach laufen lassen!
Auf der kommenden Seite habe ich dir
Platz gelassen, damit du deine persönlichen
Energiespar-Tipps niederschreiben kannst.
Was machst du, um Energie zu sparen?
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Meine persönlichen
Energiespar-Tipps:
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.....................................................................
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Lösungen:
Maxls Wasserfalle auf Seite 29:
Nachdem du die Wasserfalle gebaut hast,
wartest du ab was passiert. Schon bald wird
Wasser auf dem Boden des Glases sein!
Warum? In der kühlen Nachtluft setzt
sich der Wasserdampf aus der Luft auf die
Unterseite der Folie ab (so wie im Auto die
Scheiben beschlagen) und tropft ins Glas.
Kniffelfragen auf Seite 37:
Die richtigen Lösungen: 1c, 2b, 3c
Gratuliere, du bist
Rabe Maxls Stromexperte!
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Bis bald.
Und schon wieder ist die Zeit vergangen
und ich muss mich von dir verabschieden!
Aber sei nicht traurig,
ich komme bestimmt wieder!
Pfiati!
Und: Krah – krah – krah!
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Zum Inhalt dieses Buches:
Begriffe wie Wasserkraft, Stromausfälle
und umweltfreundliche Energiequellen
begegnen uns fast täglich und machen uns
die Notwendigkeit zur Energieeinsparung
und zum Schutz unserer Umwelt bewusst.
Ziel des Büchleins ist es, Kindern anhand
einer spannenden Geschichte und durch
eigenständiges Experimentieren in den
Themenbereich „Strom aus Wasserkraft“
einzuführen. Strom aus Wasserkraft ist
angewandter Umwelt- und Klimaschutz.
Der Rabe Maxl, DER Energiespezialist
schlechthin, vermittelt den Kindern auf
spielerische Weise die Grundinformationen
und die wichtigsten Begriffe zur Wasserkraft
und zur elektrischen Energie.
Zur Vertiefung und Veranschaulichung
finden sich am Ende Rätselfragen für
Wasserkraft-Experten, um das Gelernte
auf spielerische Weise zu überprüfen
und damit gleichzeitig zu vertiefen.
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Inhaltsverzeichnis:
Hallo................................................................................ 1
Mein Name ist Maxl.................................................. 3
Elektrizität? Was ist das............................................ 4
Maxls tanzende Kugeln............................................. 5
Wozu brauchen wir elektrischen Strom.............. 6
Strom jeden Tag. Rund um die Uhr....................... 7
Strom kann aber auch gefährlich sein................. 8
Strom erzeugen.........................................................10
Die Kraft des Wassers..............................................10
Wasser und Wasserkreislauf..................................14
Wasserkreislauf selbst gemacht...........................15
Wasserkraft in Südtirol...........................................16
Wasserkraft heute....................................................17
Der Generator............................................................18
Die Turbine..................................................................20
Maxls selbst gebautes Wasserrad........................22
Das Umspannwerk....................................................23
Wasserkraft und Umwelt.......................................25
Wasserkraft ist heimische Energie.......................25
Wasserkraft ist erneuerbar....................................26
Wasserkraft ist CO 2 freie Stromerzeugung.....27
Wasserkraft ist unerschöpflich.............................28
Maxls Wasserfalle.....................................................29
Wasserkraft ist umweltfreundlich.......................30
Hat Wasserkraft auch Nachteile..........................31
Maxls Motorboot......................................................34
Kniffelfragen für Wasserkraftexperten...............37
Energie ist wertvoll...................................................39
Energiespar-Tipps......................................................40
Meine persönlichen Energiespar-Tipps...............42
Lösungen......................................................................43
Bis bald.........................................................................45
Zum Inhalt dieses Buches......................................46
48
49

Energie
unterhält.
Erneuerbare Energie aus Südtirol für
Südtirol. Ob beim Spielen oder beim Lernen:
Für unsere Kinder gehört moderne Technik zum
Alltag. Unsere Verantwortung ist es, ihre Zukunft
durch bewussten Umgang mit Ressourcen zu sichern.
Darum setzen wir mit modernen Wasserkraft- und
Fernheizkraftwerken auf erneuerbare heimische Energie.
Energie für unser Land.