Nach zeitaufwändiger Organisation und Überprüfung, ob es möglich und sinnvoll sei, habe ich nun in meinen drei Physik-Kursen der 9.Klassen jeweils eine tagsfüllende Exkursion von Cuenca zu den beiden Wasserkraftwerken Mazar und Molino unternommen. Betrieben werden die beiden Kraftwerke sowie die gesamte Energieversorgung des Landes von der staatlichen Firma CELEC, die uns über einen Kontakt an der Schule eine formale Erlaubnis für die Besuche ausstellte. Mit 120 Hm3 Stausee-Volumen und einer Leistung von 1075 MW ist das zwischen 1976 bis 1991 erbaute Kraftwerk Molino das größte Kraftwerk des Landes Ecuador.
Der Staudamm des KW Molino am Rio Paute
Der Maschinenraum des KW Molino
Eingebettet ist die Exkursion in eine Projektarbeit zum Thema „Kraftwerke und Stromerzeugung„, das über etwa zwei Monate gehen soll bis zu den Weihnachtsferien. Vor der Exkursion haben wir uns vor allem mit Grundlagen der Elektrotechnik und Elektrizität beschäftigt, aber auch einige Stunden mit dem Thema Energie. Hierzu haben die Lerngruppen zunächst ein Brainstorming zum Thema „Was fällt mir zum Thema Energie ein?“ durchgeführt, das ich anschliessend in einer Mindmap gesammelt und dargestellt habe (kostenlos mit Mindmeister). 
Daraufhin habe ich ein Schaubild aus einem deutschen Schulbuch zum Thema Energieumwandlung verwendet und die SuS selbst Beispiele darstellen lassen zu Energieumwandlungen. Bespnders schön an dieser Aufgabe war, dass viele SuS sehr gerne Zeichnungen verwenden und ich dies ausdrücklich unterstütze und selbst auch viel an der Tafel zeichne unterstützend zum fremdsprachlichen Fachunterricht. Ich bin inkonsequent in meiner Sprachwahl, oft lasse ich auch spanische Antworten zu, wenn es um neue Themen und Erläuterungen geht, aber dies ist mir lieber als wenn kaum etwas auf Papier kommt oder die SuS zu sehr gehemmt sind.
Eine SuS-Lösung zu Beispielen einer Energieumwandlung
In unserer Wortliste mit den Übersetzungen von Fachwörtern habe ich Worte wie Kohle, Wasserkraftwerk und Umwandlung eingeführt. Ihre Wortlisten verwalten die SuS jedoch im wesentlichen selbst, da sie am besten wissen, welche Worte ihnen fehlen. Nur bei bestimmten wichtigen Worten schreibe ich vor, dass sie in die Liste kommen. Zur Begleitung der Tagesexkursion habe ich eine Projektmappe vorbereitet, die ich auf der Busfahrt ausgeteilt habe und am Ende des Tages eingesammelt habe. In dieser ist neben einem Deckblatt und einem Vergleich der beiden Kraftwerke, die wir besucht haben auch eine Karte der Region, die ich aus dem Material von CELEC übernommen habe. Passend zu den informationen im Kraftwerk Molino habe ich mehr und weniger komplexe Aufdgaben zusammengestellt, die während der Exkursion schriftlich zu bearbeiten waren. Hierbei habe ich mich auch bemüht, den Experten als Ansprechpartner deutlich hervorzuheben und die SuS zu motivieren, diesen auszufragen. Besonders beeindruckend fand ich die Dimension der Geräte, die SuS dagegen vor allem die Windkammer der Lüftungsanlage, da sie es in dieser sehr lustig fanden. Die An- und Abreise war schon etwas lang, aber gerade noch im Rahmen, die Besuche könnten intensiver sein, aber in dem Alter meiner Lerngruppen schätze ich, dass nach etwa einer bis eineinhalb Stunden Führung die Konzentration erschöpft ist. Gut ist, dass es im Kraftwerk Molino auch eine Kantine gibt, in der wir Mittag essen konnten. Wieviel nun fachlich hängengeblieben ist, kann ich noch nicht beurteilen aber sozial und motivational waren alle drei Exkursionen nach meiner Einschätzung sehr erfolgreich. Technologie zum Anfassen und Stromerzeugung im regionalen Kontext einordnen zu können ist eine tolle Möglichkeit, den Unterricht zu bereichern, aber auch mit vielen organisatorischen Hürden, Zeitaufwand und Arbeit verbunden. Weiter unten habe ich alle Arbeitsmaterialien sowie mein Projekt-Konzept (auf spanisch) angefügt.
Ohne vorherige Registrierung und Anmeldung kommt man nicht ins Kraftwerk
SuS berabeiten einige der Aufgaben anhand einer Grafik im Kraftwerk
Auszug aus dem Arbeitsmaterial zur Exkursion
Am Wasserrad-Ausstellungsstück erläutert der Ingenieur den SuS die Funktionsweise einers Druckventils und der optimalen Energieumsetzung im Kraftwerk
Leider ist es in grossen Teilen des Maschinenraumes sehr laut, so dass die Kommunikation schwerfällt
Eines der bombastischen Wasserventile am Ende des Tunnels im unteren Maschinenraum
Bearbeitete Arbeitsblätter
Bearbeitete Arbeitsblätter
Bearbeitete Arbeitsblätter
In der Werkstatt lassen sich auch offene Pump-Motoren begutachten.
Die vielen Überwachungs- und Steuerungsanlagen sind für meine Unterrichtszwecke zunächst noch zu komplex, aber geben einen Eindruck von der Arbeit, die hinter solchen Anlagen steckt
Dicke Kabel führen von der jeweiligen Transformator-Einheit der Turbinen zum Umspannwerk nach draußen.
Ausserhalb vom Maschinenhaus fliesst das Wasser unter hohem Druck in den Fluss zurück
Auf dem Staudamm vom KW Mazar erläutert ein Ingenieur die Unterschiede der beiden Turbinentypen und die weiteren Projektplanungen am Rio Paute (in den nächsten Jahren werden zwei weitere Kraftwerke in der Region fertiggestellt und damit 55% der Energieversorgung der Landes abgedeckt)
Als erste Reflexion habe ich die SuS folgende Fragen zur Exkursion schriftlich bearbeiten lassen:
- Das habe ich gelernt
- Das war besonders interessant
- Das habe ich noch nicht ganz verstanden
Hierbei zeigte sich, dass sowohl Staudamm als auch Maschinenraum, vor allem die greifbaren Gegenstände von Interesse waren, aber auch Zahlen, z.B. dass der Staudamm über 170 m hoch ist und dass ein ganzer Fluss umgeleitet werden muss, um einen Staudamm bauen zu können. Unklar blieb, wie zu erwarten, wie ein Generator funktioniert und wie genau nun Strom durch Bewegung entsteht. Eine gute Gelegenheit daran anknüpfend weiter zu arbeiten.
Im Folgenden werde ich stärker unseren Blog nutzen, um mit den SuS ihre Projektarbeit zu begleiten: http://projektenergiecuenca.wordpress.com/
Soweit mir bekannt haben die Wasserkraftwerke am Rio Paute im Vergleich geringen ökologischen und sozialen Schaden angerichtet im Vergleich zu anderen Staudamm und Großtechnologie-Projekten auf der Welt, aber die ökologischen und sozialen Auswirkungen von Energienutzung allgemein werde ich noch stärker in den Unterricht einfliessen lassen, vor allem in der Projektarbeit in Arbeitsgruppen erhoffe ich mir hier Impulse.
Hier meine Arbeitsunterlagen:
- Concepto excursion Complejo Hidroeléctrico Paute Integral – Físicas 9 2014 (pdf, 107,8 kB)
- Projektmappe-Deckblatt (pdf, 1,2 MB)
- Arbeitsblatt 05 (pdf, 177,8 kB)
- 06AB-Exkursion (odt, 3,6 MB)
- 06AB-Exkursion (pdf, 1,3 MB)