Kurs:Mathematische Modellbildung/Themen/Erneuerbare Energien/Einführung
Einleitung
Bearbeiten- 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
Bearbeiten- 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
Bearbeiten- Schüler und Schülerinnen, die bezüglich ihres Strombedarfs,der Stromnutzung, ihrer Umwelt zum Nachdenken angeregt werden
- Uni-Niveau: Prognosen
Mehrwert der Modellbildung
Bearbeiten- 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
BearbeitenSDG 7: Affordable an Clean Energy
Bearbeiten- 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
Bearbeiten- 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
BearbeitenTeilprojekt 1 Sek I
Bearbeiten- 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
Bearbeiten- 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
Bearbeiten- 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
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