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Kurs:Mathematische Modellbildung/Themen/Erneuerbare Energien/Einführung

Aus Wikiversity

Einleitung

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  • Hintergrund: Atomausstiegs 2022 und des Kohleausstiegs bis vorraussichtlich 2030
  • Klimawandel
  • steigender Energiebedarf (E-Mobiliät, Digitalisierung, Homeoffice,...)
  • Erneuerbare Energien nachhaltige und umweltfreundliche Lösung, jedoch auch wetter- und zeitabhängig
  • Einbezug von Strombedarf der Haushalte

Zielsetzung

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  • Motivation der Bewegung "Friday for Futures"
  • Schaffung von Bewusstsein bzgl. des (eigenen) Strombedarfs
  • Veranschaulichung des Stromverbrauchs über einen Tag
  • Veranschaulichung: Strombedarf - Stromerzeugung durch erneuerbare Energien
  • Möglichkeiten zur Einsparung von Strom können aufgezeigt werden

Zielgruppe

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  • Schüler und Schülerinnen, die bezüglich ihres Strombedarfs,der Stromnutzung, ihrer Umwelt zum Nachdenken angeregt werden
  • Uni-Niveau: Prognosen

Mehrwert der Modellbildung

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  • Umwelt erhalten und schützen
  • Lebensgrundlage für nächste Generationen
  • Reduzierung CO2-Austoßes durch Erneuerbare Energien, Verlangsamung des Klimawandels
  • Umgang der Gesellschaft mit Strom
  • aufgezeigen, wo und zu welcher Zeit man im eigenen Haushalt am größter Stromverbrauch
  • eigenes Grundbewusstsein schaffen für nachhaltigen Umgang mit Strom

Zuordnung zu Nachhaltigkeitszielen

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SDG 7: Affordable an Clean Energy

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  • SDG 7: Affordable an Clean Energy
    • Wieviel Strom wird im Alltag benötigt?
    • Auswirkungen auf die Umrüstung auf erneuerbare Energien
    • Möglichkeiten Aufzeigen Strom einzusparen

SDG 13: Climate Action

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  • SDG 13: Climate Action
    • Bewusster Umgang mit Strom soll durch das Aufzeigen des eigenen Stromverbrauchs geschaffen werden
    • Bewusster Umgang mit Strom hat Auswirkungen auf das Klima (weniger Windkraftanlagen,... müssen gebaut werden)

Projekte

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Teilprojekt 1 Sek I

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  • Berechnung und Visualisierung des eigenen Stromverbrauchs über einen ganzen Tag
  • Vergleich des täglichen Stromverbrauchs mit der Stromproduktion durch erneuerbare Energien
  • Berechnung der Bilanz bzgl. des Stromverbrauchs im Hinblick auf die Stromproduktion mittels Flächenberechnung
  • mathematsicher Hintergrund: linearer Interpolation/Flächenberechnung
  • Tabellenkalkulation, Geogebra

Teilprojekt 2 Sek II

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  • Betrachtung der Zwischenräume, zu denen keinerlei Daten erfasst wurden
  • Interpolation mittels Konvexkombinationen (Ziel: "weichere" und "glättere" Übergänge, Darstellung des Stromverlaufs als differenzierbare Funktion)
  • (Berechnung Bilanz mithilfe Integralrechnung)
  • Geogebra

Teilprojekt 3 Uni

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  • Übergang zu einen adaptiven und dynamischen System
  • Weitere Betrachtung der Zwischenräume zwischen den vorhandenen Datenpunkten unter Berücksichtigung neu hinzukommender Daten in diesem Zeitraum
  • Gradientenabstiegsverfahren und mittlere quadratische Abweichung (Ziel: Minimierung der Abweichung des bestehendes Verlaufs zu den neuen Daten)
  • Ocatve, GeoGebra

Seiteninformation

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Diese Lernressource können Sie als Wiki2Reveal-Foliensatz darstellen.

Wiki2Reveal

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Dieser Wiki2Reveal Foliensatz wurde für den Lerneinheit Kurs:Mathematische Modellbildung' erstellt der Link für die Wiki2Reveal-Folien wurde mit dem Wiki2Reveal-Linkgenerator erstellt.