Windenergie und Wasserkraft verstehen

Wind und Wasser liefern erneuerbare Energie, deren nutzbare Leistung von Geschwindigkeit, Fläche, Volumenstrom, Fallhöhe und Wirkungsgrad abhängt. Auf dieser Seite übst du die wichtigsten Modelle und Rechnungen.

Die Aufgaben passen besonders zu Klasse 9–12 und verbinden Formeln mit Turbinen, Stromnetz, Speichern, Standortwahl und Nachhaltigkeit.

So löst du Aufgaben zu Wind und Wasser

  1. Wähle die passende Formel: P = ½ρAv³ für Wind oder P = ρgQh für Wasser.
  2. Vereinheitliche Einheiten und berücksichtige den Wirkungsgrad.
  3. Unterscheide Energie, Leistung, Nennleistung und Kapazitätsfaktor.
  4. Prüfe Größenordnung, Modellannahmen, Standortbedingungen und Umweltaspekte.

7. Test

Windenergie, Wasserkraft und Wirkungsgrad online üben

Test 7 zu Windleistung, hydraulischer Leistung, Wirkungsgrad und Nachhaltigkeit mit 5 Aufgaben und Lösungen.

Wähle eine Antwort. Achte auf Energie, Leistung, v³, Volumenstrom, Fallhöhe, Wirkungsgrad und Einheiten.

5 Fragen
0/5 Fragen0 %
Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Welche mögliche Umweltwirkung hat ein Windpark?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Er beeinflusst Landschaft, Geräusche, Vögel und Fledermäuse und benötigt geeignete Standorte.

  1. Energiequelle bestimmen: Ordne Wind, Wasser, Energie, Leistung, Wirkungsgrad, Volumenstrom, Fallhöhe und Standortbedingungen zu.
  2. Energiegleichung anwenden: Erneuerbare Energiequellen haben ebenfalls lokale Auswirkungen, die bei der Planung bewertet werden müssen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Er beeinflusst Landschaft, Geräusche, Vögel und Fledermäuse und benötigt geeignete Standorte. Kontrolliere Einheiten, Wirkungsgrad, Größenordnung und Modellannahmen.

Erneuerbare Energiequellen haben ebenfalls lokale Auswirkungen, die bei der Planung bewertet werden müssen.

2. FrageMultiple Choice

Welche mögliche Umweltwirkung hat ein Staudamm?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Er verändert Flussökosysteme, Sedimenttransport und Wanderwege von Fischen.

  1. Energiequelle bestimmen: Ordne Wind, Wasser, Energie, Leistung, Wirkungsgrad, Volumenstrom, Fallhöhe und Standortbedingungen zu.
  2. Energiegleichung anwenden: Wasserkraft ist erneuerbar, kann aber stark in natürliche Gewässer eingreifen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Er verändert Flussökosysteme, Sedimenttransport und Wanderwege von Fischen. Kontrolliere Einheiten, Wirkungsgrad, Größenordnung und Modellannahmen.

Wasserkraft ist erneuerbar, kann aber stark in natürliche Gewässer eingreifen.

3. FrageMultiple Choice

Warum ist eine Lebenszyklusanalyse bei Energieanlagen sinnvoll?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Sie betrachtet Herstellung, Betrieb, Wartung und Rückbau statt nur den Betrieb.

  1. Energiequelle bestimmen: Ordne Wind, Wasser, Energie, Leistung, Wirkungsgrad, Volumenstrom, Fallhöhe und Standortbedingungen zu.
  2. Energiegleichung anwenden: Materialien, Bau, Transport und Entsorgung beeinflussen die Gesamtumweltwirkung.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sie betrachtet Herstellung, Betrieb, Wartung und Rückbau statt nur den Betrieb. Kontrolliere Einheiten, Wirkungsgrad, Größenordnung und Modellannahmen.

Materialien, Bau, Transport und Entsorgung beeinflussen die Gesamtumweltwirkung.

4. FrageMultiple Choice

Warum ist ein windreicher Standort für die Energieerzeugung wichtig?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Weil die Windgeschwindigkeit stark und regelmäßig genug sein muss und wegen v³ besonders wichtig ist.

  1. Energiequelle bestimmen: Ordne Wind, Wasser, Energie, Leistung, Wirkungsgrad, Volumenstrom, Fallhöhe und Standortbedingungen zu.
  2. Energiegleichung anwenden: Ein Standort mit höherer mittlerer Windgeschwindigkeit kann deutlich mehr Energie liefern.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Weil die Windgeschwindigkeit stark und regelmäßig genug sein muss und wegen v³ besonders wichtig ist. Kontrolliere Einheiten, Wirkungsgrad, Größenordnung und Modellannahmen.

Ein Standort mit höherer mittlerer Windgeschwindigkeit kann deutlich mehr Energie liefern.

5. FrageMultiple Choice

Warum ist ein hoher Wirkungsgrad nicht das einzige Bewertungskriterium?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Auch Verfügbarkeit, Umweltwirkungen, Kosten, Sicherheit, Speicherbedarf und Lebenszyklus sind relevant.

  1. Energiequelle bestimmen: Ordne Wind, Wasser, Energie, Leistung, Wirkungsgrad, Volumenstrom, Fallhöhe und Standortbedingungen zu.
  2. Energiegleichung anwenden: Eine technische Kennzahl beschreibt nur einen Teil der gesamten Energie- und Nachhaltigkeitsbewertung.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Auch Verfügbarkeit, Umweltwirkungen, Kosten, Sicherheit, Speicherbedarf und Lebenszyklus sind relevant. Kontrolliere Einheiten, Wirkungsgrad, Größenordnung und Modellannahmen.

Eine technische Kennzahl beschreibt nur einen Teil der gesamten Energie- und Nachhaltigkeitsbewertung.

Windenergie und Wasserkraft FAQ

Wie hängt Windleistung von der Windgeschwindigkeit ab?

Näherungsweise gilt P = ½ρAv³. Eine Verdopplung der Windgeschwindigkeit verachtfacht die verfügbare Leistung.

Wie berechnet man hydraulische Leistung?

Mit P = ρgQh, wobei ρ die Dichte, Q der Volumenstrom und h die Fallhöhe ist.

Gibt es Lösungen zu allen Aufgaben?

Ja. Jede Aufgabe enthält eine richtige Antwort, eine Erklärung und drei nachvollziehbare Lösungsschritte.