Experimente mit Aha-Effekt

Erkenntnisse gewinnen, das können Schüler in den Lernwerkstätten der Mainova AG. Dort haben zwei PJZ-Teilnehmer erlebt, wie spannend das Thema Energie sein kann.

Von LENNART KÖRBER

Es pfeift und zischt, langsam beginnt sich der Kolben zu bewegen. Das Schwungrad kommt in Fahrt. Die Dampfmaschine wackelt mehr und mehr und fällt fast vom Tisch. Jetzt beginnt die kleine Glühbirne zu leuchten, die Elke Holzinger-Stuber an einen Generator angeschlossen hat. Warum dreht sich der Kolben? Warum leuchtet das Licht? Solche Fragen werden in der „Lernwerkstatt Strom“ des Vereins Umweltlernen in Frankfurt beantwortet. Aber es gibt nicht einfach eine Antwort auf eine Frage. Entscheidend ist, dass in der Lernwerkstatt das experimentelle Lernen gefördert werden soll. Die Kinder können an den Stationen selbst experimentieren und durch das Ausprobieren eigene Erkenntnisse gewinnen. Die Mainova fördert seit 1998 jedes Jahr bis zu 20 Lernwerkstätten des Vereins mit verschiedenen Titeln wie Wind, Strom, Wärme und „Energie schlau nutzen!“. Jährlich besuchen rund 1500 Schüler die Lernwerkstätten. Insgesamt waren es seit 1998 mehr als 20 00 Schüler.

Die Dampfmaschine schnauft. Elke Holzinger-Stuber, Referentin beim Verein Umweltlernen, zieht an einem kleinen Hebel und ein Pfeifton dringt durch die Lernwerkstatt in Sachsenhausen. Das, was da auf dem Tisch stehe, sei im ganz Groben vergleichbar mit dem Heizkraftwerk West in der Gutleutstraße am Main – das größte Kraftwerk in Frankfurt. Das Prinzip ist immer das gleiche: Brennstoff rein und Strom beziehungsweise Wärme raus. Wobei der Begriff des Brennstoffes weit gefasst ist. Während das Kraftwerk West mit Steinkohle gefüttert wird, wird in der Nordweststadt beispielsweise Müll zu Strom. Und es gibt noch andere Varianten in der Betriebsform der Kraftwerke. Beispielsweise sorgt beim Kraftwerk West die Kraft-Wärme-Koppelung dafür, dass nicht nur Strom sondern auch die Wärme gewonnen und genutzt wird, die bei der Stromerzeugung entsteht. Andere Kraftwerke beschränken sich darauf, den Strom zu liefern. Während ein herkömmliches Kraftwerk einen Wirkungsgrad von 30 bis 45 Prozent hat, kommt das Kraft-Wärme gekoppelte Werk auf bis zu 90 Prozent Nutzungsgrad. Die genannten Prozentwerte geben an, in welchem Maße in einem Kraftwerk die darin eingesetzte Primärenergie als Nutzenergie verfügbar gemacht wird – aber das ist jetzt schon ziemlich spezielles Expertenwissen.

In der Lernwerkstatt geht es darum zu verstehen, wie Strom gemacht wird, wie er genutzt wird und dass er ein kostbares Gut ist, mit dem man bewusst umgehen sollte. Wenn jeder nur ein ganz kleines bisschen Strom spare, gehe der Verbrauch insgesamt schon deutlich runter – das weiß eigentlich jedes Kind. Umso wichtiger sei es, früh eine Bewusstseinsbildung zu schaffen. In der „Lernwerkstatt Strom“ lernen Kinder die Grundlagen der Energieversorgung kennen, finden heraus, wie ein Stromnetz aufgebaut ist, bauen sich aus zwei Kabeln, einer Batterie und einer Miniglühbirne ihren eigenen Stromkreis, erfahren, wie viele unterschiedlichen Möglichkeiten der Stromerzeugung es gibt und dass es zu elektrischen Geräten durchaus Alternativen gibt: Handzahnbürste statt elektrischer Zahnbürste, Wäsche aufhängen statt sie in den Wäschetrockner zu stopfen, Besen statt Staubsauger nutzen. Für die Besucher der Werkstatt geht es nach einer kurzen Einführung an die neun Stationen mit dem Aha-Effekt. Erste Erkenntnis: Selber Strom zu machen ist ganz schön anstrengend. Eine bunte Scheibe dreht sich blitzschnell, wenn sie mit Strom aus einem Solarpanel angetrieben wird, das von einer Schreibtischlampe beschienen wird. Hingegen ist die Scheibe kaum in Bewegung zu bringen, wenn man selbst per Hand eine Kurbel dreht, die einen Generator antreibt. Die Hand dreht sich immer schneller als die Scheibe. Solarbetrieb ist also besser – aber nur solange sich nicht zwei dicke Wolken vor die Energiequelle, die Sonne – oder in diesem Fall die Schreibtischlampe – schieben. Für den Versuch sind die Wolken auf Klarsichtfolie gedruckt, die man vor die Glühbirne halten und sofort den Effekt erleben kann. Beim Energie-Memory geht es darum, die Alternativen für Energiefresser zu finden: Da passt die Karte vom Fußgänger neben die Karte, die das Auto zeigt, der Rechen passt neben den Laubbläser und das Brettspiel neben die Spielekonsole.

Nach dem Test mit Hilfe einer Batterie und einer Glühbirne ist der Merksatz schnell formuliert, dass alle Dinge Strom leiten, die aus Metall sind. Die Forscher probieren es einfach aus: Plastiklöffel, Bleistift, Schlüssel, Radiergummi, Stock, Nagel, Styropor und Münze in den Stromkreis einbinden und schauen, ob die Glühbirne leuchtet.

Man lernt auch, dass es Nutz- und Neben-Energie gibt. Die Zahnbürste soll sich bewegen, um die Zähne zu putzen (Nutzenergie), macht aber auch Lärm und wird warm (Neben-Energie). „Viele Geräte erzeugen auch noch Wärme, die aber für ihre Verwendung gar nicht benötigt wird“, erklärt Holzinger-Stuber. Nun versteht man: Deshalb gibt es Energiesparlampen. Die spenden Licht, aber entwickeln keine Wärme – das spart Strom.

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