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Staustufen — Wasserkraft in der Kaskade

💧Staustufen — Wasserkraft in der Kaskade

Drei Speicher hintereinander, Pumpen und Turbinen ÔÇö bilanziere f├╝nf Tage Strombedarf gegen Zufl├╝sse, Verluste und Wettervorhersagen.

⏱️ Dauer: ca. 10 Min 👧 Alter: 10–14 Jahre 🏷️ Modul-ID: staustufen Status: archiv 📚 Begriffe im Glossar: 8
Wie funktioniert's?

Die Simulation

Du steuerst eine Kaskade aus Speicher- und Pumpkraftwerken. Wasser oben ist wertvoller als Wasser unten. Pumpen kostet Energie, Turbinieren bringt sie zur├╝ck ÔÇö aber nie verlustfrei. ├£ber f├╝nf simulierte Tage musst du die L├╝cke zwischen Strombedarf und vorhandenem Netzstrom schlie├ƒen, Reserven f├╝r kommende Spitzen halten und Wetterprognosen einbeziehen.

Begriffe, die du kennenlernst

Glossar-Einträge zu diesem Modul

Flächenwidmung Grundlast Pumpspeicherkraftwerk Spitzenlast Verderblich (perishable) Verdichtung (städtebaulich) Wirkungsgrad Zersiedelung
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Für Lehrpersonen

Lehrplan-Bezug

Dieses Modul bedient die folgenden didaktischen Kompetenzbereiche. Für jeden Bereich haben wir typische Verankerungen in den Lehrplänen für Österreich, Deutschland, Schweiz und Liechtenstein recherchiert — sie helfen, das Modul an den eigenen Lehrplan anzudocken.

Energieversorgung und Energiespeicherung
Primär

Stromnetz, Lastschwankungen und erneuerbare Energien begreifen — speziell die Rolle von Wasserkraft und Pumpspeicher als Verschiebungssystem. Höhenenergie, Wirkungsgrade, Reserveplanung und der Zusammenhang von Wetter, Zuflüssen und Energieangebot werden im alpinen Kontext erfahrbar.

Fachbezug Direkte Zuordnung im Fach-Lehrplan
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 2. Klasse (Sek I) · GW
Erneuerbare Energieträger und Wasserkraft
„Die Nutzung erneuerbarer und nicht erneuerbarer Energieträger vergleichen und aus den Blickwinkeln von Klimawandel und Nachhaltigkeit reflektieren. Wasserkraft ist Österreichs wichtigste erneuerbare Stromquelle — die Simulation macht das Prinzip der gespeicherten Höhenenergie erfahrbar."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 3. Klasse (Sek I) · GW
Wasserkraft als Wirtschaftsstandort Österreichs
„Industrieregionen … charakterisieren und verorten; die wirtschaftliche Entwicklung Österreichs anhand von Kenngrößen beschreiben. Alpine Pumpspeicher (Kaprun, Malta, Kops II, Reißeck, Limberg) sind ein zentraler Standortfaktor und Exportgut der österreichischen Energiewirtschaft."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 4. Klasse (Sek I) · GW
Mensch-Umwelt-Beziehungen — Eingriff in den Naturraum
„Ausmaß des menschlichen Einflusses auf Natursysteme an Beispielen wie Land- und Ressourcennutzung beschreiben; eigene Ideen für nachhaltige Handlungen entwickeln. Stauseen verändern Flüsse, Lebensräume und Landschaften — die Simulation macht den Zielkonflikt zwischen Energieausbau und Naturraum-Schutz erlebbar."
Fächerübergreifende Themen Verbindliche Querschnittsthemen des Lehrplans
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 1.–4. Klasse · Umweltbildung für nachhaltige Entwicklung
Übergreifendes Thema Nr. 11 — Umweltbildung
„Pumpspeicher als Schlüssel der Energiewende: Sie verschieben überschüssigen Wind- und Solarstrom in Zeiten höherer Nachfrage. BNE behandelt diese Technologien als Kernbeitrag zu klimaneutraler Stromversorgung."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 1.–4. Klasse · Wirtschafts-, Finanz- und Verbraucher:innenbildung
Übergreifendes Thema Nr. 13 — Wirtschaftsbildung
„Effizienz, Wirkungsgrade, Reservehaltung und der Wert von Energie zu unterschiedlichen Tageszeiten sind Wirtschaftsthemen — die Simulation macht Kosten-Nutzen-Abwägungen am Pumpspeicher-Beispiel anschaulich."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 1.–4. Klasse · Informatische Bildung
Übergreifendes Thema Nr. 4 — Informatische Bildung
„Lastausgleich, Prognosen und Steuerentscheidungen sind algorithmische Aufgaben. Smart Grids und Lastmanagement sind direkte Anwendungen der Informatischen Bildung — im Pumpspeicher-Modell als Steuerlogik erfahrbar."
Anknüpfungspunkte in anderen Fächern Wo das Thema zusätzlich auftaucht
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 2.–4. Klasse · Physik
Physik — Energieerhaltung, Höhenenergie, Wirkungsgrad
„Pumpspeicher illustrieren das Prinzip der Energieerhaltung wie kein zweites: potentielle Lageenergie wird in elektrische Energie umgewandelt und umgekehrt. Wirkungsgrade beim Pumpen und Turbinieren machen physikalische Verluste konkret."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 2.–4. Klasse · Mathematik
Mathematik — funktionale Zusammenhänge, Diagramme, Bilanzen
„5-Tage-Bedarfskurven lesen, Füllstände in Prozent berechnen, Zuflüsse und Abflüsse bilanzieren — die Simulation übt das Lesen funktionaler Zusammenhänge und einfache Bilanzrechnungen direkt am Anwendungsfall."
Klimawandel verstehen und gestalten
Sekundär

Ursachen und Folgen des menschengemachten Klimawandels erkennen, Maßnahmen zur Minderung und Anpassung vergleichen und eigene Handlungsmöglichkeiten einschätzen. Umfasst Energiewende, Treibhauseffekt, Klimaschutzziele und Küstenanpassung.

Fachbezug Direkte Zuordnung im Fach-Lehrplan
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 1. Klasse (Sek I) · GW
Grundlagen des Klimawandels — nachhaltige Ernährung
„Grundlegende Phänomene und Prozesse beschreiben, die für das Verständnis des Klimawandels und seiner gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und ökologischen Folgen wichtig sind; den Einfluss des Klimawandels auf die Erzeugung von ausreichenden und gesunden Nahrungsmitteln an Fallbeispielen erörtern."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 2. Klasse (Sek I) · GW
Nachhaltiger Umgang mit Energie und Ressourcen
„Die Nutzung erneuerbarer und nicht erneuerbarer Energieträger vergleichen und aus den Blickwinkeln von Klimawandel und Nachhaltigkeit reflektieren; den verantwortungsvollen Umgang mit den natürlichen Ressourcen wie Wasser, Luft oder Boden erörtern."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 4. Klasse (Sek I) · GW
Mensch und Natursysteme — Belastungsgrenzen der Erde
„Folgen der Überschreitung von Belastungsgrenzen der Erde, des Klimawandels oder des Artensterbens auf das Leben und Wirtschaften erörtern; nachhaltige wirtschaftliche Aktivitäten in der globalisierten Welt vor dem Hintergrund von Klimawandel, Ressourcenknappheit, Flucht und Migration diskutieren."
🇨🇭
CH · Sek I (Zyklus 3) · 7.–9. Schuljahr · RZG (Räume, Zeiten, Gesellschaften)
RZG.3.2 — Natürliche und vom Menschen veränderte Systeme analysieren
„Die Schülerinnen und Schüler können Auswirkungen des Klimawandels auf natürliche und menschliche Systeme erklären und mögliche Handlungsoptionen abwägen."
🇩🇪
DE · Berlin / Brandenburg · Sek I · Jg. 9–10 · Geographie
Klimawandel als globale Herausforderung
„Die Schülerinnen und Schüler erklären Ursachen und Folgen des globalen Klimawandels und bewerten Maßnahmen der Klimaanpassung und des Klimaschutzes."
🇩🇪
DE · Bayern · Gymnasium · Jg. 9 · Geographie
Der Mensch im Ökosystem Erde — anthropogener Klimawandel
„Die Schülerinnen und Schüler beurteilen Ursachen und Folgen des anthropogen verstärkten Treibhauseffekts und erläutern internationale Klimaschutzabkommen."
🇩🇪
DE · Hessen · Gymnasium / Realschule · Jg. 9–10 · Erdkunde
Globale Klimaveränderungen — Ursachen und Folgen
„Die Lernenden analysieren Klimaveränderungen, ordnen anthropogene Einflussfaktoren ein und bewerten Maßnahmen zur Minderung und Anpassung auf lokaler und globaler Ebene."
🇩🇪
DE · Niedersachsen · Gymnasium (Sek I) · Jg. 9–10 · Erdkunde
Klimawandel und nachhaltige Entwicklung
„Die Schülerinnen und Schüler erörtern Ursachen und Folgen des Klimawandels und beurteilen Handlungsoptionen im Rahmen einer Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE)."
🇩🇪
DE · Mittlerer Schulabschluss · Jg. 10 · Geographie (national)
Bildungsstandards Geographie — Anthropogener Klimawandel
„Die Bildungsstandards fordern die Analyse des Mensch-Umwelt-Systems und der anthropogenen Einflüsse auf das Klima als Querschnittskompetenz."
🇱🇮
LI · Sek I · 7.–9. Schulstufe · RZG
Klimawandel — globale und lokale Perspektive
„Die Lernenden verstehen den anthropogenen Klimawandel und reflektieren Handlungsoptionen auf persönlicher, nationaler und globaler Ebene."
Fächerübergreifende Themen Verbindliche Querschnittsthemen des Lehrplans
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 1.–4. Klasse · Umweltbildung für nachhaltige Entwicklung
Übergreifendes Thema Nr. 11 — Umweltbildung für nachhaltige Entwicklung
„Umweltbildung für nachhaltige Entwicklung ist in allen Unterrichtsgegenständen der Sek I verbindlich verankert. Im GW-Lehrplan ist Klimawandel über die Kompetenzen 1.5, 1.10, 2.1, 2.3, 4.2 und 4.3 direkt an dieses Querschnittsthema gebunden."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 1.–4. Klasse · Politische Bildung
Übergreifendes Thema Nr. 7 — Politische Bildung
„Politische Bildung umfasst u.a. Klimaschutzpolitik, internationale Abkommen und demokratische Entscheidungsprozesse. Im GW-Lehrplan u.a. in den Kompetenzen 3.9 (ökosoziale Marktwirtschaft) und 4.6 (gemeinsame Problemlösungen in der EU) sichtbar."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 1.–4. Klasse · Wirtschafts-, Finanz- und Verbraucher:innenbildung
Übergreifendes Thema Nr. 13 — Wirtschaftsbildung
„Der Zusammenhang zwischen nachhaltigem Konsum, ökosozialer Marktwirtschaft und Klimawandel ist Querschnittsauftrag — im GW über die Kompetenzen zu Energieträgern (2.1), Preisbildung (3.8) und globaler Wirtschaft (4.10) verankert."
🇨🇭
CH · Sek I (Zyklus 3) · 7.–9. Schuljahr · BNE — Natürliche Umwelt und Ressourcen
Lehrplan 21 — BNE-Rahmen
„Klimawandel ist im Lehrplan 21 explizit als BNE-Thema verankert und verbindet RZG, NT, WAH und ERG fächerübergreifend."
🇱🇮
LI · Sek I · 7.–9. Schulstufe · BNE — Klimakompetenz
LiLe — BNE-Rahmen
„Der LiLe orientiert sich am Lehrplan 21 und bindet Klimawandel an die BNE-Perspektive — fächerübergreifend angelegt in RZG, NT, WAH und ERG."
Anknüpfungspunkte in anderen Fächern Wo das Thema zusätzlich auftaucht
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 1.–4. Klasse · Biologie und Umweltbildung
Biologie und Umweltbildung — Ökosysteme, Arten­sterben, Anthropozän
„Klima­wandel wird im Fach Biologie und Umweltbildung über Ökosysteme, Lebensräume, Artenvielfalt und den Schutz von Boden, Wasser, Luft und Wald sichtbar. Der Namenszusatz „Umweltbildung" macht den Bezug seit 2023 explizit."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 3.–4. Klasse · Chemie
Chemie — Treibhausgase, Verbrennung fossiler Brennstoffe
„Die chemischen Grundlagen von CO₂, Methan und Verbrennungsprozessen werden im Chemieunterricht der 4. Klasse behandelt. Sie liefern die stoffliche Basis für das Verständnis des Treibhauseffekts."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 2.–4. Klasse · Physik
Physik — Wärmestrahlung, Energieformen, Treibhauseffekt
„Der Treibhauseffekt ist physikalisch über Strahlung, Wärmetransport und Energiebilanzen erklärbar. Das Fach Physik liefert Einheiten wie Watt, Kilowatt und Kilowattstunde, die für das Verständnis von erneuerbaren Energien zentral sind."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 1.–4. Klasse · Mathematik
Mathematik — Größen, Daten, Prozent (fächerübergreifendes Rechnen)
„Klimadaten werden gemessen, verglichen und berechnet: ppm, °C, MW, kWh, t CO₂, Prozentanteile im Energiemix. Der Mathematik-Lehrplan liefert mit „Größen" und „Daten" die Werkzeuge, um diese Zahlen einzuordnen."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 2.–4. Klasse · Geschichte und politische Bildung
Geschichte und politische Bildung — Industrialisierung und Klimapolitik
„Der menschengemachte Klimawandel lässt sich historisch als Folge der Industrialisierung einordnen. Klimaschutz­politik (Pariser Abkommen, EU-Green-Deal) ist Gegenstand der politischen Bildung ab der 3. Klasse."
🇨🇭
CH · Sek I (Zyklus 3) · 7.–9. Schuljahr · Natur und Technik (NT)
Natur und Technik — Treibhauseffekt, Energie, Stoffkreisläufe
„Der Fachbereich NT liefert die naturwissenschaftliche Erklärung des Treibhauseffekts, der Energieformen und der Kohlenstoff­kreisläufe."
🇨🇭
CH · Sek I (Zyklus 3) · 7.–9. Schuljahr · Wirtschaft, Arbeit, Haushalt (WAH)
Wirtschaft, Arbeit, Haushalt — Energieverbrauch und Konsum
„WAH behandelt den persönlichen Energieverbrauch, das Konsumverhalten und die Entscheidungen privater Haushalte — eine zentrale Hebel­ebene im Klimaschutz."
Kartenkompetenz und alpine Geografie
Sekundär

Koordinatensysteme, Höhenstufen und Topografie im Alpenraum lesen und anwenden. Distanzen und Richtungen abschätzen, Einsatz- und Routenplanung durchführen, physische Vielfalt der Gebirgsräume einordnen.

Fachbezug Direkte Zuordnung im Fach-Lehrplan
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 1. Klasse (Sek I) · GW
Orientierung auf Maßstabsebenen mit Geomedien
„Das persönliche Leben beginnend in der Wohn-/Schulortgemeinde auf verschiedenen Maßstabsebenen mit Hilfe von Geomedien einordnen und darstellen; Fallbeispiele aus Zentren und Peripherien mit Geomedien lokalisieren."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 3. Klasse (Sek I) · GW
Zentren und Peripherien Österreichs in Geomedien
„Zentren und Peripherien Österreichs abgrenzen, in Geomedien verorten und die Relativität jeder Abgrenzung erläutern; Gestaltung von zentralen und peripheren Lebensräumen mit Hilfe von originalen Begegnungen und Geomedien vergleichen."
🇨🇭
CH · Sek I (Zyklus 3) · 7.–9. Schuljahr · RZG
RZG.2.1 — Mit Karten und Atlas arbeiten
„Die Schülerinnen und Schüler können sich mithilfe von Karten und weiteren Medien räumlich orientieren und Informationen aus Karten zu Räumen entnehmen."
🇩🇪
DE · Nordrhein-Westfalen · Gymnasium (G9) · Jg. 5–7 · Erdkunde
Orientierung auf der Erde — Gradnetz und topografische Karten
„Die Schülerinnen und Schüler lesen und interpretieren thematische Karten, nutzen das Gradnetz zur Lagebestimmung und beschreiben physische Strukturen Mitteleuropas und der Alpen."
🇩🇪
DE · Niedersachsen · Gymnasium (Sek I) · Jg. 5–7 · Erdkunde
Orientierung auf der Erde — Gradnetz und thematische Karten
„Die Schülerinnen und Schüler orientieren sich mithilfe des Gradnetzes, werten thematische Karten aus und beschreiben physiogeografische Grundstrukturen Europas."
🇩🇪
DE · Hamburg · Gymnasium (Sek I) · Jg. 5–10 · Geographie
Kartenarbeit und topografische Grundkenntnisse
„Die Lernenden nutzen Karten, Gradnetz und digitale Geomedien, um sich räumlich zu orientieren und Lagebeziehungen zu beschreiben."
🇩🇪
DE · Mittlerer Schulabschluss · Jg. 10 · Geographie (national)
Bildungsstandards Geographie — Räumliche Orientierung
„Räumliche Orientierung (Gradnetz, Karten, Atlanten, GIS) ist eine der sechs Kompetenzbereiche der Bildungsstandards Geographie und damit verbindliche Querschnittsvorgabe."
🇱🇮
LI · Sek I · 7.–9. Schulstufe · RZG
Alpen und Alpenvorland — räumliche Gliederung
„Die Lernenden beschreiben die Höhenstufen und topografischen Besonderheiten der Alpen und orientieren sich mit Karten und Koordinaten im Alpenraum."
Fächerübergreifende Themen Verbindliche Querschnittsthemen des Lehrplans
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 1.–4. Klasse · Informatische Bildung
Übergreifendes Thema Nr. 4 — Informatische Bildung
„GIS und digitale Geomedien (OpenStreetMap, Atlas-Software, Geocaching) sind Anwendungsbeispiele der Informatischen Bildung. Im GW-Lehrplan über die Kompetenzen 1.3, 1.6 und 3.15 direkt verankert."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 1.–4. Klasse · Medienbildung
Übergreifendes Thema Nr. 6 — Medienbildung
„Karten sind Medien: Maßstab, Generalisierung und Darstellungswahl prägen das Bild des Raums. Die reflektierte Nutzung von Karten ist ein klassisches Medienbildungs-Lernziel."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 1.–4. Klasse · Verkehrs- und Mobilitätsbildung
Übergreifendes Thema Nr. 12 — Verkehrs- und Mobilitätsbildung
„Routenplanung, Öffentliche-Verkehrs-Netze und die Orientierung im Raum sind praktische Anwendungsfelder der Mobilitätsbildung. Karten sind dabei das zentrale Werkzeug."
🇨🇭
CH · Sek I (Zyklus 3) · 7.–9. Schuljahr · Überfachliche Kompetenzen — Methodische
Lehrplan 21 — Methodische Kompetenzen (Informationen nutzen)
„Das Arbeiten mit Karten, Atlas und digitalen Medien ist als methodische überfachliche Kompetenz im Lehrplan 21 verankert und wirkt fächerübergreifend."
Anknüpfungspunkte in anderen Fächern Wo das Thema zusätzlich auftaucht
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 1.–4. Klasse · Mathematik
Mathematik — Koordinatensystem, Maßstab, Winkel
„Das zweidimensionale Koordinatensystem, Maßstabs­umrechnung, Winkelberechnung und Flächen gehören zum Mathematik-Kernstoff und sind die Basis für Kartenarbeit und Navigation."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 2.–4. Klasse · Physik
Physik — Projektion, Lot, Erdrotation
„Kartenprojektionen, die Kugelgestalt der Erde und die Erdrotation sind physikalische Grundlagen der Gradnetz-Orientierung. Auch die Schwerkraft (Lotrichtung) ist für Höhenmessungen relevant."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 2.–4. Klasse · Geschichte und politische Bildung
Geschichte und politische Bildung — historische Karten, Grenzen
„Historische Karten zeigen, wie sich Räume, Grenzen und Ortsbezeichnungen über die Zeit ändern. Der kritische Umgang mit Kartenquellen ist eine Kernkompetenz der historischen Bildung."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 1.–4. Klasse · Bewegung und Sport
Bewegung und Sport — Orientierungslauf, Wandern
„Orientierungslauf und Wandern mit Karte und Kompass sind praktische Anwendungen der Kartenkompetenz und Teil des Bewegung-und-Sport-Lehrplans."
🇨🇭
CH · Sek I (Zyklus 3) · 7.–9. Schuljahr · Medien und Informatik (MI)
Medien und Informatik — Digitale Karten und GIS
„Der Fachbereich MI deckt digitale Kartendienste (OpenStreetMap, GIS-Tools) und den reflektierten Umgang mit geographischen Daten explizit ab."
🇨🇭
CH · Sek I (Zyklus 3) · 7.–9. Schuljahr · Mathematik
Mathematik — Koordinaten und Maßstab
„Koordinaten­systeme, Maßstabs­umrechnungen und Flächen­berechnungen sind Teil des Mathematik-Lehrplans und unterstützen die Arbeit mit topografischen Karten."
Systemisches Denken
Sekundär

Erfassen, wie einzelne Entscheidungen auf ein Gesamtsystem wirken, wie Zeit, Fahrzeuge, Infrastruktur und Aufträge einander beeinflussen und wie globale Lieferketten auf Europa-Ebene heruntergebrochen erlebbar werden.

Fachbezug Direkte Zuordnung im Fach-Lehrplan
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 4. Klasse (Sek I) · GW
Einzelentscheidungen wirken auf das Gesamtsystem (lg-sys-01 / 02)
„Chancen und Herausforderungen der europäischen Integration sowie die Notwendigkeit und Schwierigkeit von gemeinsamen Problemlösungen auf europäischer Ebene in einer globalisierten Welt erörtern."
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 4. Klasse (Sek I) · GW
Globale Lieferketten auf Europa-Ebene herunterbrechen (lg-sys-03)
„Elemente, Anforderungen und Herausforderungen nachhaltiger wirtschaftlicher Aktivitäten und Beziehungen in der globalisierten Welt diskutieren, zB vor dem Hintergrund von Klimawandel, Ressourcenknappheit, Armut und Wohlstand, Flucht und Migration."
Fächerübergreifende Themen Verbindliche Querschnittsthemen des Lehrplans
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 1.–4. Klasse · Umweltbildung für nachhaltige Entwicklung
Übergreifendes Thema Nr. 11 — Umweltbildung
„Das Zusammenspiel von Ressourcenknappheit, Verkehrswegen und globalen Wertschöpfungsketten — BNE-Perspektive auf Logistik."
Anknüpfungspunkte in anderen Fächern Wo das Thema zusätzlich auftaucht
🇦🇹
AT · MS / AHS-U · 3.–4. Klasse · Mathematik
Mathematik — Modellierung vernetzter Systeme
„Funktionen, Abhängigkeiten, Diagramme und Datenauswertung sind mathematische Werkzeuge, um Systemverhalten zu modellieren — Voraussetzung für die Analyse logistischer Gesamtsysteme."

Die Anker sind beispielhaft ausgewählt — bitte mit dem konkreten Jahres- oder Semesterplan abgleichen. Vollständige Lehrplan-Übersicht: Lehrplan-Seite.