Konzept der Wissenschaftsshow

Warum eine Wissenschaftsshow?

Die Energieproblematik ist gerade für unsere Generation ein zentrales Thema. Deswegen war es das Ziel unseres Projektes, ein möglichst großes Publikum für die Thematik zu sensibilsieren und einen denkbaren Lösungsansatz vorzustellen.

Dabei wählten wir die Ideen der DESERTEC-Foundation als Ausgangspunkt, um das Thema zunächst einzuschränken. Wir wollten nämlich einen Ansatz vorstellen, der nicht nur in einem Kleinprojekt besteht, wie z.B. die Instalation von Solarzellen auf dem privaten Hausdach, sondern eine Lösung, die wirklich große umweltschädigende Kraftwerke ersetzen kann. Bei genauerer Betrachtung stellten wir fest, dass die Gewinnung der Energie in der Wüste mittels Solarthermie und der notwendige Transport der Energie über enorme Strecken ein äußerst komplitziertes und vor allem sehr umfassendes Thema ist. Wir standen also vor der Herausforderung, eine spannende und anschauliche Präsentation zu erstellen, die wichtige physikalisch-technische Aspekte erklärt, aber gleichzeitig auf keinen Fall abschreckend oder gar langweilig wirkt. Außerdem sollten auch politisch-gesellschaftliche Faktoren diskutiert werden, wobei das Naturwissenschaftlich-Technische für uns im Vordergrund stand. Aus diesem Ansatz entwickelten wir das Konzept für unsere Wissenschaftsshow.

Grundlegend entschieden wir uns für eine Präsentation, die durch Powerpoint unterstützt wird. Damit hatten wir die Möglichkeit, wichtige Inhalte zu visualisieren sowie Animationen und Fotos einzubinden. Dennoch wollten wir keinen langweiligen Vortrag halten, sondern diesen durch Videos, Live-Experimente, kurze Theaterstücke und Modelle abwechslunsgreich gestalten. Wir entwickelten die Idee, das Publikum durch ein Quiz aktiv in die Präsentation einzubinden. Hierzu werden Fragen mit überraschenden Antworten an das Publikum gestellt, das mit Hilfe farbiger Karten für eine der drei Antwortmöglichkeiten abstimmen kann. Außerdem sollte die Wissenschaftsshow durch den Schulchor musikalisch unterstützt werden.

Wir bildeten mehrere Gruppen, die die einzelnen Teilbereiche erarbeiteten und für die Show vorbereiteten. Dabei entstand folgendes Konzept:

What is Watt?

Ziel unserer Gruppe war es, zu Beginn der Show den Energiebegriff anschaulich daruzustellen und insbesondere die Einheit der Kilowattstunde zu erläutern. Dazu entwickelten wir ein kurzes Theaterstück. Wir spielen einen Ausschnitt aus dem täglichen Leben eines Ehepaars, vom Aufstehen bis zum Frühstück. Dabei verbrauchen die beiden genau eine Energiemenge von einer Kilowattstunde. Den Zuschauern soll dabei zum einen deutlich werden, was eine Kilowattstunde ist und zum anderen bewusst werden, wie selbstverständlich wir im Alltag Energie nutzen. Im Anschluss daran zeigen wir, dass diese Kilowattstunde, die mit elektrischen Haushaltsgeräten schnell „verbraucht” wird, mechanisch aber nur aufwendig gewonnen werden kann. In der Show überlegen wir uns deswegen, wie lange ein Mensch auf einem Fahrrad in die Pedale treten müsste, um diese Kilowattstunde umzusetzen. Bei einer Fahrtdauer von ungefähr 10 Stunden, wird dem Publikum deutlich bewusst, dass eine Kilowattstunde eine große Energiemenge darstellt. Außerdem war es unsere Aufgabe, den jährlichen Energiebedarf Deutschlands und der Welt zu nennen.

Die Physik der Sonne

Unsere Gruppe stellt zunächst Daten der Sonne dar. Dabei verwenden wir Vergleiche, um dem Publikum die Größen anschaulich zu machen, z.B. stellen wir die Sonne durch einen großen Luftballon dar und lassen das Publikum schätzen, wie groß die Erde im Vergleich wäre. Außerdem erklären wir grundlegend die Umwandlung von Masse in Energie auf der Sonne.

Für unser eigentliches Thema, die Energiegewinnung in der Wüste, ist es nun erforderlich zu beschreiben, welche Energiemengen in diesem Bereich auf die Erde eingestrahlt werden bzw. warum sich für Europa gerade die Sahara für ein solches Projekt eignet. Dort benötigt man für die Versorgung Deutschlands nämlich nur eine Fläche, die der Größe des Saarlands entspricht.

Im Brennpunkt

„Wie kann man die Sonnenenergie nutzbar machen”, war die Fragestellung, die unsere Gruppe behandelte. Besonders wichtig, ist es uns dabei die Technik der Bündelung der Sonnenstrahlung darzustellen. Zur Veranschaulichung entzünden wir mit Hilfe eines Parabolspiegels mit einem Durchmesser von 1,4 m und der Energie der Sonne ein Stück Holz. Da dieses Experiment am Abend nicht live durchgeführt werden kann, fertigten wir im Vorfeld ein Video an, das dann in die Präsentation eingebunden wurde und so dem Publikum auch eine Abwechslung bot. Wie genau dieser Spiegel funktioniert, klären wir in einer kleinen Lasershow.
Ein weiteres Thema unserer Gruppe war der Receiver, der die Strahlungsenergie aufnimmt und in Wärme umwandelt. Damit stellen wir dem Publikum ein Bauteil vor, an dessen Weiterentwicklung gerade intensiv gearbeitet wird. Außerdem nennen wir verschiedene Kraftwerkstypen sowie deren Vor- und Nachteile.

Kraftwerk

Bei der Erklärung der Funktionsweise eines Wärmekraftwerks ist es besonders wichtig, das Publikum nicht mit zu vielen Details zu überfordern. Deswegen entscheiden wir uns dafür, uns auf den Wärmetransport zu beschränken und z.B. das Prinzip eines Generators auszusparen. Wir finden es wichtiger, die Wärmespeicherung in einem solarthermischen Kraftwerk zu erläutern, da diese hier eine entscheidende Rolle für die Brauchbarkeit spielt. Und die Frage, wie Energie in der Nacht oder bei schlechtem Wetter gewonnen werden kann, sich aufdrängt. Um beides anschaulich erklären zu können, fertigen wir eine Animation an.

Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung

Unsere Gruppe stand vor der Schwierigkeit, das sehr technische Thema der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung für das Publikum aufzubereiten. Dabei muss zunächst geklärt werden, warum Hochspannung für den Energietransport erforderlich ist. Dazu stellen wir die Vorgänge beim Energietransport im Leiter mit Hilfe der Schüler einer fünften Klasse dar, die symbolisch Energie in Form von Apfelsaftflaschen transportieren, wobei sie während einer vorgegebenen Zeit über einige Kästen aus dem Sportunterricht steigen müssen, die den Leiter symbolisieren. Hierbei gibt es nun zwei Möglichkeiten: Die vorhandene Energiemenge wird bei einer niedrigen Spannung, das bedeutet pro Ladungsträger kann nur die kleine Energiemenge von einem „Drittel Liter Apfelsaft” transportiert werden, aber einer hohen Stromstärke transportiert. Die Stromstärke wird dabei durch eine große Anzahl an Kindern dargestellt. Warum diese Variante ungünstig ist, zeigt sich dann bei der Durchführung. Durch die große Anzahl der Kinder laufen diese so nahe aufeinander, dass es zu Stauungen kommt, so dass in der vorgegebenen Zeit nur eine wesentlich kleiner Energiemenge am Ziel ankommt als bei der zweiten Möglichkeit. Diese besteht nämlich darin die Spannung zu erhöhen, sprich die Kinder eine Energiemenge von „1,5 Litern Apfelsaft” transportieren zu lassen, aber die Stromstärke gering zu halten, das heißt es laufen in diesem Fall nur wenige Kinder mit einem großen Abstand durch den Leiter. Insgeamt ist also die Verwendung von Hochspannung wesentlich effektiver.
Ebenfalls durch eine Modellvorstellung demonstrieren wir, warum die Übertragung mit Gleichstrom günstiger ist. Um dabei aber auch den wissenschaftlichen Charakter unserer Show beizuhalten, präsentieren wir auch ein Experiment zur Gleichrichtung des Stroms.
Letztlich veranschaulichen wir dem Publikum, wo die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung bereits eingesetzt wird und welche Verbindungen für die Zukunft geplant sind. Denn gerade diese Technik wird für den Ausbau der erneuerbaren Energien zentral sein, da die Energie hier häufig über weite Strecken transportiert werden muss und dafür eine verlustarme Übertragung unerlässlich ist.

Ökologie, Globalisierung, Finanzierung

Unsere Gruppe hatte die Aufgabe die politisch-gesellschaftlichen Aspekte, die bei einer Umsetzung des DESERTEC-Konzepts zu bedenken sind, in die Show einzubringen. Dafür entschieden wir uns eine Vielzahl von Faktoren anzusprechen und dabei einige Für und Widers zu diskutieren. Denn eine umfassende Darstellung ist bei diesem Thema nicht möglich. Zudem können die auftretenden Fragen nicht eindeutig beantwortet werden. Unser Ziel war es also, dem Publikum Schwierigkeiten zu nennen und dieses darüber zum Nachdenken zu animieren. Letztlich muss nämlich jeder einen eigene, persönliche Bewertung vornehmen.
Damit wir ungezwungen über verschiedene Aspekte diskutieren konnten, entwickelten wir eine Art Rollenspiel. Dabei tauschen wir in einer Stammtischatmosphäre Argumente aus.

Schulchor

An den Schulchor traten wir mit der Aufgabe heran, unsere Show durch zwei Stücke zu unterstützen. Eines sollte dabei das Publikum musikalisch nach Afrika entführen. Das Zweite sollte am Ende der Präsentation aufgeführt werden und in einem langsamen, nachdenklichen Lied bestehen. In der Show wird bei diesem Lied die Beleuchtung nach und nach zurückgeführt. Die Idee dahinter ist, dass die Zuschauer abschließend erneut dazu angehalten werden, über die Nutzung von Energie im Allgemeinen nachzudenken.