Aufgabe 1: Multiple-Choice-Frage

Welche Windkraftanlage ist für die Stromerzeugung aus Windenergie am häufigsten im Einsatz? A) Vertikalachsanlage B) Horizontalachsanlage C) Tropfenförmige Anlage D) Spiralwindanlage

Antwort: B) Horizontalachsanlage

Aufgabe 2: Lückentext

Die Windgeschwindigkeit nimmt mit der ___________ zu, weil die Reibungseffekte an der Erdoberfläche abnehmen.

Antwort: Höhe

Aufgabe 3: Richtig/Falsch-Frage

Wind entsteht aufgrund von Temperaturunterschieden und unterschiedlichen Luftdruckverhältnissen in der Atmosphäre. Richtig oder Falsch?

Antwort: Richtig

Aufgabe 4: Ordne zu

Ordne die Windstärken gemäß der Beaufort-Skala (Bft) den entsprechenden Beschreibungen zu: 1) Windstille 2) Leichte Brise 3) Starke Brise 4) Sturm A) Bft 0 B) Bft 2 C) Bft 6 D) Bft 9

Antworten: 1) A) Bft 0 2) B) Bft 2 3) C) Bft 6 4) D) Bft 9

Aufgabe 5: Kurzantwort

Was bezeichnet man als Windrichtung?

Antwort: Die Windrichtung gibt an, aus welcher Himmelsrichtung der Wind weht (z. B. Nord, Süd, Ost, West).

Aufgabe 6: Rechenaufgabe

Ein Windrad hat eine Nennleistung von 2 Megawatt (MW). Wenn das Windrad an einem Tag mit einer durchschnittlichen Leistung von 50% seiner Nennleistung läuft, wie viele Kilowattstunden (kWh) Strom erzeugt es an diesem Tag?

Antwort: 24.000 kWh Rechenweg: 2 MW * 0,5 (50% Leistung) = 1 MW * 24 Stunden = 24 MWh = 24.000 kWh

Aufgabe 7: Textaufgabe

Beschreibe kurz den Unterschied zwischen Windenergie und Windkraft.

Antwort: Windenergie bezieht sich auf die kinetische Energie, die durch Wind erzeugt wird. Windkraft ist die Umwandlung dieser Energie in Strom oder mechanische Arbeit, z. B. durch Windkraftanlagen oder Windmühlen.

Aufgabe 8: Bildbeschreibung

Betrachte das folgende Bild einer Windkraftanlage. Beschreibe, welche Hauptkomponenten du erkennen kannst und welche Funktion sie haben.

Bild: Windkraftanlage mit Rotorblättern, Turm, Gondel und Generator

Antwort: Die Hauptkomponenten einer Windkraftanlage sind die Rotorblätter, der Turm, die Gondel und der Generator. Die Rotorblätter fangen den Wind ein und setzen ihn in Bewegungsenergie um. Der Turm trägt die gesamte Anlage und sorgt für die nötige Höhe, um höhere Windgeschwindigkeiten zu erreichen. Die Gondel beherbergt wichtige Teile der Anlage, wie den Generator und die Steuerungselektronik. Der Generator wandelt die Bewegungsenergie der Rotorblätter in elektrische Energie um.

Aufgabe 9: Vergleich

Vergleiche Onshore- und Offshore-Windkraftanlagen hinsichtlich ihrer Standorte und der erzielbaren Energieausbeute.

Antwort: Onshore-Windkraftanlagen sind an Land installiert, während Offshore-Windkraftanlagen im Meer oder in großen Seen errichtet werden. Offshore-Windkraftanlagen können in der Regel eine höhere Energieausbeute erzielen, da die Windgeschwindigkeiten auf See stärker und konstanter sind als an Land. Allerdings sind die Errichtung und Wartung von Offshore-Anlagen meist aufwendiger und teurer.

Aufgabe 10: Experiment

Führe ein einfaches Experiment durch, um den Effekt von Wind auf die Temperaturwahrnehmung zu demonstrieren. Beschreibe das Experiment und seine Ergebnisse.

Antwort: Du kannst ein Experiment mit einem feuchten Tuch und einem Föhn durchführen. Befeuchte ein Tuch und lege es auf deine Hand. Richte dann den kalten Luftstrom des Föhns auf das feuchte Tuch. Du wirst feststellen, dass sich das Tuch durch den Luftstrom kälter anfühlt, obwohl die Lufttemperatur nicht gesunken ist. Dieser Effekt entsteht, weil die bewegte Luft die Feuchtigkeit auf dem Tuch schneller verdunsten lässt, was zu einer höheren Wärmeabgabe führt und somit die Temperaturwahrnehmung beeinflusst.

Aufgabe 11: Definition

Definiere den Begriff "Windchill" und erkläre, wie er unsere Wahrnehmung der Temperatur beeinflusst.

Antwort: Der Windchill-Faktor beschreibt, wie kalt sich die Luft auf der Haut bei einer bestimmten Windgeschwindigkeit anfühlt. Er berücksichtigt den Wärmeverlust, der durch den Wind verursacht wird. Je stärker der Wind, desto schneller verliert der Körper Wärme und desto kälter fühlt sich die Luft an. Der Windchill-Faktor wird oft als "gefühlte Temperatur" bezeichnet und ist bei Wettervorhersagen von Bedeutung, um Menschen über das tatsächliche Kälteempfinden zu informieren.