Exponate der Woche
Im Wissenschaftsjahr Energie gab es jede Woche ein besonders spannendes Exponat aus einem der Partnermuseen der Energieroute der Museen zu entdecken. Lassen Sie sich überraschen!
Die Steckdose: Wie kommt der Strom ins Haus?
Exponat aus dem Museum für Energiegeschichte(n) in Hannover
Im Jahre 1880 glühte zwar schon hier und da die Glühlampe, aber der Strom kam noch nicht aus der Steckdose. Alex Bernstein schrieb damals: „Uns Stadtbewohnern wird das Gas fertig ins Haus geliefert, wir öffnen den Hahn (…) Ganz anders beim elektrischen Licht; der Strom (…) muss von uns selber hergestellt werden.“ Das rief nun Thomas Alva Edison auf den Plan. Sollte seine Glühlampe den Siegeszug antreten, musste zuerst die Versorgung mit elektrischem Strom sichergestellt sein.
Das erste Kraftwerk, das Strom über weite Entfernungen in die Häuser lieferte, wurde durch Edisons Firma Electric Illuminating Company 1883 in der Pearl Street in New York in Betrieb genommen. 25.000 Meter Kabel wurden hierfür verlegt. Schon bald errichtet man die Kraftwerke nicht mehr inmitten der Städte, sondern weit vor der Stadt, wo die zur Stromerzeugung erforderlichen Energien, Wasser und Kohle vor allem, am billigsten waren. Die erste wichtige Überlandleitung wurde 1891 in Deutschland in Betrieb genommen. Sie verband ein Kraftwerk in Lauffen am Neckar mit der Stadt Frankfurt am Main. Die hier abgebildete Steckdose ist aus Porzellan und stammt vom Anfang des 20. Jahrhunderts.
Die elektrische Haartrockenhaube: Viel heiße Luft um Frisuren
Exponat des Deutschen Museums in München
Ihr Aussehen erinnert eher an ein Requisit aus einem Science-Fiction Film als an ein in Friseursalons alltägliches Objekt. Trotzdem ist diese Haartrockenhaube ein gutes Beispiel dafür, wie die Nutzung von Elektrizität Eingang in das tägliche Leben fand und in zunehmendem Maße von einem Luxus zur Selbstverständlichkeit wurde. So wird man heutzutage keinen Friseursalon mehr finden, in dem nicht eine moderne Variante dieses Gerätes in Betrieb ist.
Auch wenn sich diese elektrische Haartrockenhaube äußerlich recht deutlich von heutigen Modellen unterscheidet, funktioniert sie doch nach demselben Prinzip: Luft wird angesaugt, durch eine elektrische Heizspirale erwärmt und durch Löcher in der Haube wieder nach draußen geblasen. Frisurmoden mögen kommen und gehen, die elektrische Haartrockenhaube jedoch bleibt unentbehrlich für Bubikopf oder Lockenpracht.
Energie für eine zuverlässige Stromversorgung
Exponat des Energie-Museums Berlin
Die weltweit erste großtechnische Anlage zur Energiespeicherung in Batterien zum Zweck der Netzfrequenz-Regelung wurde 1986 im Inselnetz von Berlin (West) in Betrieb genommen. Bei einem Leistungsdefizit, bei dem die Netzfrequenz sinkt, wurde die Batterie entladen, der Gleichstrom in Drehstrom umgeformt und in das Netz eingespeist – bei einem Leistungsüberschuss umgekehrt. Die Anlage hatte eine Leistung von max. 17 MW (17.000 kW), ihr Energiespeicher bestand aus 1.416 solcher Batterieblöcke [10 Volt, 1.000 Amperestunden], insgesamt also 7.080 Batteriezellen. Gegenüber konventionellen Batteriekonstruktionen bestand die Besonderheit dieser Batterie darin, dass die negativen Platten auf einem Träger aus Kupfer-Streckmetall aufgebaut waren. Dadurch konnten viele Batterieeigenschaften verbessert werden. Der Gesamtwirkungsgrad der Anlage lag bei über 80 Prozent - deutlich über den Werten von Pumpspeicher-Kraftwerken.
Nachdem das Inselnetz von Berlin (West) 1994 mit dem westeuropäischen Verbundnetz verbunden werden konnte, wurde die Anlage nicht mehr benötigt und stillgelegt. In ihrem Gebäude befindet sich jetzt das Energie-Museum Berlin.
Der Meteorit: Zerstörerische Energie
Exponat aus dem Museum für Naturkunde in Berlin
Der Einschlag eines Asteroiden oder Kometen auf der Erdoberfläche setzt enorme Energien frei. Berechnungen zeigen, dass sich dabei innerhalb weniger Sekunden Kilometer hohe Berge bilden können. Zunächst entsteht eine Hochdruck- oder Schockwelle, die halbkugelförmig in den Boden läuft und dort zu unumkehrbaren Änderungen in der Struktur der Gesteine und Minerale führt. Unmittelbar danach wird das Gestein druckentlastet; es kommt zum Auswurf enormer Gesteinsmengen und der eigentlichen Kraterbildung.
Besonders weitreichenden Folgen hatte ein Meteoriteneinschlag vor 65 Millionen Jahren auf der Halbinsel Yucatan in Mexico. Er wird für das Aussterben von mehr als 60 Prozent aller Arten am Ende der Kreidezeit verantwortlich gemacht. Zunächst zerstörten gigantische Erdbeben, Stürme und Tsunamis die gesamte Region um den damaligen Golf von Mexiko. Riesige Staubmengen breiteten sich weltweit in der Atmosphäre aus. Die Verdunklung durch den Gesteinsstaub führte zum Absterben von Pflanzen, dadurch wurde die Nahrungskette empfindlich gestört. Da der Meteorit in Schichten aus Gips und Kalkstein einschlug, wurden große Mengen an Schwefelgasen und Kohlendioxid freigesetzt. Es bildete sich saurer Regen und die Temperatur sank über mehrere Jahre. Das Kohlendioxid löste jedoch langfristig einen Treibhauseffekt und Erwärmung aus.
Zeugen dieser Katastrophe sind in den neuen Ausstellungen des Museums für Naturkunde im Saal “System Erde” zu bestaunen. Eine der dynamischen Legenden zeigt in einer Simulation, was passieren würde, wenn solch ein großer Meteorit, wie er in Yucatan niederging, in Berlin einschlagen würde. Unser Foto zeigt einen 215 Kilogramm schweren Eisenmeteoriten aus Gibeon in Namibia.
Tütenkohle – Kohle trotz Kohlenkrise als Heizstoff anbieten
Exponat des Deutschen Bergbau-Museums/Montanhistorisches Dokumentationszentrum
Die „Papiertüte für 7 1/2 kg Anthrazit-Nussbriketts“ symbolisiert die historische Relevanz und zugleich das Verschwinden des Energieträgers Steinkohle in und aus den privaten Haushalten. Die Brennbarkeit der Steinkohle ist seit der Antike bekannt, aber erst im 19. Jahrhundert setzt sie sich als der dominierende Brennstoff im Hausbrand durch.
Bereits seit den 1890er-Jahren bekam die Steinkohle Konkurrenz durch andere Energieträger: Zunächst durch die Braunkohle, dann seit Mitte 1950er-Jahre durch das billigere und leichter handhabbare Heizöl. Die Tütenkohle, hier ein Beispiel aus den späten 50er oder frühen 60er Jahren, machte Anlieferung und Anwendung der Kohle sauberer und bequemer. Das Kalkül: Man wollte damit den massiven Absatzeinbrüchen in diesem Marktsegment seit Beginn der Kohlenkrise Anfang 1958 entgegen wirken. Langfristig blieben jedoch alle Maßnahmen erfolglos. In Deutschland wird heute praktisch keine Steinkohle mehr zur Wärmeerzeugung in den Privathaushalten genutzt. Tragende Säulen des Absatzes sind für den deutschen Steinkohlenbergbau heutzutage die Kohleverstromung und die Eisen- und Stahlindustrie.
Die Energie-Skulptur
Exponat des Deutschen Museums in Bonn
Energie spielt in unserer Gesellschaft und in unserem Leben eine elementare Rolle: Ausgehend von diesem Gedanken entstand im Rahmen des Energiejahrs am Deutschen Museum Bonn eine Energie-Skulptur, die der Künstler Joachim Harbut gemeinsam mit einer Gruppe Jugendlicher anfertigte.
Dabei schuf jeder Teilnehmer sein eigenes Kunstwerk; diese Objekte wurden zu einer Energie-Skulptur zusammengesetzt. Verwendet wurden ausschließlich Altmaterialien, zum Beispiel Metallschrott. Bei der Verarbeitung des Materials konnten die Jugendlichen verschiedene Energie-Formen ausprobieren: Schneiden, Hämmern, Schweißen und Bearbeiten mit Feuer. Die Objekte wurden im Laufe des Sommers gefertigt, am 24. September wurden sie in einem letzten Workshop zusammengefügt, und am Tag der Energie – dem 25. September – präsentiert.
Die Dampfmaschine als Migrationsmotor
Exponat des Deutschen Bergbau-Museums/Montanhistorisches Dokumentationszentrum
Zu den zahlreichen technischen Innovationen, die gegen Ende des 18. Jahrhunderts in der Saline Königsborn durchgeführt wurden, gehört die von dem damaligen Oberbergrat Freiherr Karl vom und zum Stein initiierte Errichtung einer „Feuermaschine“, also einer Dampfmaschine, in Unna-Afferde. Der gusseiserne Zylinder dieser Maschine kam aus England. Es war die erste Dampfmaschine ganz Westdeutschlands, die 1799 zur Steigerung der Soleförderung in der preußischen Saline in Betrieb genommen wurde. Unsere Abbildung zeigt eine kolorierte Tuschezeichnung dieser Maschine von Jacob Nieling aus dem Jahr 1822.
Im Rahmen des Technologietransfers jener Zeit stammten auch die Arbeiter, die die Maschine aufbauten, aus England. Dass man auch später im 19. Jahrhundert englisches Know how adaptierte, belegen die Angebotsliste, die einer Lieferung von Industriemodellen der Firma Galloway an das preußische Handelsministerium beigefügt war, und der Dienstvertrag des Engländers William Hallom mit einer Gießerei in Witten an der Ruhr; hier hatte Friedrich Harkort die erste deutsche Dampfmaschinenfabrik errichtet. Als Folge des Technologietransfers migrierten also sowohl Menschen, als auch Maschinen und Know how.
Fossiles Lorbeerblatt: ein Blatt voller Energie
Exponat des Senckenberg Museums für Naturkunde Görlitz
Woraus besteht eigentlich Kohle, jener unterirdisch gewonnene Stoff, der lange Zeit die Grundlage unserer Energieversorgung war? Die Antwort lautet: aus Pflanzen! Über Millionen Jahre zusammengepresst, entstand aus zartem Blattgrün ein energiedichter Rohstoff. Die Abbildung zeigt ein fossiles Blatt der Art Laurophyllum pseudoprinceps – ein aus dem Braunkohlentagebau Berzdorf (Sachsen, Oberlausitz) geborgenes Lorbeergewächs.
Das mumifizierte und nahezu vollständig erhaltene Blatt ist nur ein Beispiel für die zahlreichen aus den tonig-schluffigen Zwischenmitteln der Braunkohle stammenden Blattfossilien, welche im Tertiär vor ca. 16 bis 14 Millionen Jahren abgelagert und eingebettet wurden.
Nach der Bergung im Gelände werden derartige hochempfindliche Blätter aufwendig präpariert, in Glyceringelatine konserviert und auf Glasplatten montiert. Durch ihren hervorragenden Erhaltungszustand eignen sie sich sehr gut für eine wissenschaftliche Bearbeitung und Auswertung: Aus ihnen kann ein Bild der damaligen vorherrschenden Vegetation und des Klimas rekonstruiert werden.
Das hier abgebildete immergrüne und ganzrandige Blatt von Laurophyllum pseudoprinceps stellt ein typisches Element des Lorbeer-Sommerwaldes der Berzdorfer Beckens dar und deutet auf subtropisches bis warmgemäßigtes Klima zu jener Zeit hin.
In den Geowissenschaftlichen Sammlungen des Senckenberg Museums für Naturkunde Görlitz sind neben etlichen weiteren Pflanzenfossilien insgesamt 750 Präparate mit solchen mumifizierten Einzelblättern abgelegt.
Der elektrische Schuhtrockner: Trockene Füße dank Elektrizität
Exponat des Deutschen Museums in München
Dieses Objekt, das irgendetwas zwischen Fliegenklatsche und Bügeleisen zu sein scheint, teilt mit Letzterem zumindest seine Funktionsweise. Der Schuhtrockner bedient sich der Erzeugung von Wärme durch Elektrizität. Auf diesem einfachen Funktionsprinzip basierten neben diesem Gerät von 1893 zahlreiche andere, damals neuartige elektrische Haushaltsgegenstände wie Heizdecken oder Kochplatten. Und auch heute, da die Technik komplexer und vielfältiger geworden ist, bleibt die Erzeugung von Wärme durch Strom die funktionelle Grundlage einer Vielzahl von Geräten.
Zwar wirkt der Schuhtrockner angesichts intelligenter Heizungen heute wie ein Kuriosum aus einer längst vergangenen Ära, doch um 1900 war er sowohl ein Sinnbild für Modernität als auch unsagbar nützlich. Während nasse Schuhe heutzutage in gut geheizten Häusern rasch trocknen, war dies damals in zugigen Fluren und spärlich beheizten Wohnungen nicht selbstverständlich. Ohne Zentralheizung und Wärmedämmung war der elektrische Schuhtrockner deshalb ein segensreicher Luxusartikel.
Sprungwunder Floh
Exponat aus dem Museum für Naturkunde in Berlin
Flöhe sind Blut saugende Quälgeister für Mensch und Tier. Man kennt über 2.000 Arten, die vor allem auf Säugetiere spezialisiert sind. Mit ihrem flügellosen, seitlich abgeflachten Körper können sie sich optimal im dichten Fellkleid fortbewegen. Viele Floharten sind augenlos. Dafür besitzen sie Sinnesorgane für Wärme, chemische Reize und Erschütterungen.
Bemerkenswert ist ihre Fähigkeit, Veränderungen am Wirt sofort zu bemerken. Flöhe auf einer sterbenden Ratte verlassen schon nach wenigen Sekunden panikartig das „sinkende Schiff“. Ihr Sprungvermögen ist legendär. Dank starker Sprungbeine können die 3 mm großen Menschenflöhe 50 cm weit springen! Ein Weitspringer müsste bei den Olympischen Spielen mehr als 50 Meter weit springen, um es mit seinem tierischen Konkurrenten Floh aufzunehmen.
Die Schnellbewegung der Sprungbeine des Flohs gilt als eine der schnellsten Bewegungen im gesamten Tierreich. Um dies zu erreichen, würde die Kontraktionsgeschwindigkeit der Muskeln nicht ausreichen. Daher besitzen Flöhe in ihren Beinen sogenannte Resilinpolster. Resilin ist ein elastisches Protein, das vor dem Sprung wie ein Bogen gespannt werden kann und dem Floh auf diese Weise sehr weite und hohe Sprünge ermöglicht.
Der Sprung eines Flohs ist ungerichtet. Flöhe können von Goldhamstern, Hühnern, Hunden, Igeln, Kaninchen, Katzen, Meerschweinchen, Singvögeln, Tauben auf Menschen überspringen. Dabei springen sie bis zu 30 cm hoch und mehr als 50 cm weit.
Lilienthals Fluggleiter: Getragen von der Energie des Windes
Exponat des Deutschen Technikmuseums in Berlin
Otto Lilienthal beobachtet gegen Ende des 19. Jahrhunderts Störche im Segelflug – getragen von der Energie des Windes. Nach ihrem Vorbild entwickelt er Flugapparate mit gewölbten Tragflächen, die in der Lage sind, den physikalischen Effekt des Auftriebs auszunutzen.
Lilienthals Erkenntnisse sind ein Meilenstein in der Erforschung der Aerodynamik, die unter anderem in den 1920er Jahren zur Entwicklung des Segelflugzeugs führen. Und auch in anderen Bereichen findet das aerodynamische Prinzip Anwendung: Die Rotorblätter moderner Windkraftanlagen nutzen ebenfalls den Auftriebseffekt, um effizient die Energie aus dem Wind für den Menschen nutzbar zu machen.
Nachbauten von Lilienthals Fluggleitern können heute in der Abteilung Luftfahrt des Deutschen Technikmuseums in Berlin betrachtet werden. Ab Mitte 2011 wird eine Sonderausstellung im Deutschen Technikmuseum über den Wind und seine Energie erzählen.
Das Spiritus-Bügeleisen: Einmal Volltanken bitte!
Exponat des Deutschen Museums, München
Wäsche zu glätten war von jeher eine schweißtreibende Angelegenheit. Die im 19. Jahrhundert verbreiteten Kohlebügeleisen mussten mit heißer Kohle befüllt werden, und die ausweichenden Dämpfe legten sich auf Wäsche und Atemwege.
Als alternativer Brennstoff wurde deshalb in Amerika seit den 1850er Jahren, später auch in Europa, Spiritus eingesetzt. Über einen am Bügelkörper angebrachten Tank mit Docht wurde der Brennstoff zum innen liegenden Brenner geleitet und entzündet. Mit diesem Gerät konnte man erstmals eine Stunde lang ununterbrochen bügeln.
Vergleichsweise sauber, günstig und handlich wurden Spiritus-Bügeleisen wie dieses der Firma Josef Feldmeyer aus Würzburg gerne auf Reisen benutzt. In den eigenen vier Wänden dagegen war ihnen nur eine kurze Konjunktur vergönnt. Mit dem Aufkommen des elektrischen Bügeleisens, das an das Stromnetz angeschlossen werden konnte und kontinuierliche Wärme ohne lästiges Hantieren mit Brennstoff garantierte, gehörte das Spiritus-Bügeleisen der Vergangenheit an.
Der Verbrennungskalorimeter
Exponat des Johannes-Müller-Instituts der Humboldt-Universität zu Berlin
Woher weiß man eigentlich, wie viele Kalorien in Keksen stecken? Die Antwort ist überraschend: Man verbrennt sie und misst, wie viel Energie in Form von Wärme dabei freigesetzt wird. Ein Verbrennungskalorimeter ist ein isolierter Behälter, in dem man eine solche Verbrennung wissenschaftlich exakt durchführen kann.
Um Mitte des 19. Jahrhunderts entdeckten Physiker und Mediziner, dass es verblüffende Ähnlichkeiten zwischen Dampfmaschinen, Benzinmotoren und dem menschlichen Körper gibt. Hier wie dort werden energiereiche Stoffe – sei es nun Kohle oder Keks – bei einer ausreichenden „Betriebstemperatur“ und mit Hilfe von Sauerstoff dazu gebracht, die Verbindungen in ihrem Innern zu lösen und sich zu neuen Stoffen (z. B. Wasser und Kohlendioxid) zusammenzusetzen. Bei dieser „Oxidation“ (von oxygen, „Sauerstoff“) wird Energie freigesetzt. Diese Energie ist gleich groß, ganz egal, ob der Vorgang im Körper oder an der Luft stattfindet.
Das Exponat – der Verbrennungskalorimeter nach Knies (1920) – stammt aus der historischen Instrumentensammlung des Johannes-Müller-Instituts der Humboldt-Universität zu Berlin. Ab 18.9. ist es in der Ausstellung „Energie gleich Arbeit“ der Stiftung Brandenburger Tor im Max Liebermann Haus in Berlin zu sehen.
SWARM – die Zukunft der Mobilität
Exponat der Ausstellung „Energie gleich Arbeit“ in der Stiftung Brandenburger Tor, Berlin - zu sehen ab 18. September 2010.
Wie kann der weltweit ansteigende Verkehr mit weniger Energie effizienter fließen als heute? Verbrennungsmotor und individuelle Mobilität, die Säulen des heutigen Verkehrs, haben eine keine besonders gute Energiebilanz. Forscher und Designer tüfteln an intelligenteren Lösungen.
Die Designstudie „Swarm“ schafft eine Verbindung zwischen Öffentlichen Nachverkehr und motorisiertem Individualverkehr. Elektrisch angetriebene Stadtbusse fungieren als Leitfahrzeuge im öffentlichen Nahverkehr. Per Sharingsystem können sich kleine Fahrzeuge, die abseits der Routen individuell genutzt werden, an die Busse ankoppeln. Die Fahrzeuge versorgen sich während der Fahrt entlang der Routen induktiv mit Strom.
Diese neuartige Fahrsituation im Verbund von kleinen Einheiten und Bussen gewährleistet Flexibilität und Effizienz. Die Investitionskosten sind bei gleichen ökologischen Vorteilen weitaus geringer als beim herkömmlichen Schienenverkehr.
Ungeheuer energieeffizient: Der Brachiosaurus aus dem Berliner Naturkundemuseum
Exponat des Museums für Naturkunde in Berlin
Ob Jurassic Park, Sachbücher für Kinder oder Wissenschafts-Dokus: Die Faszination der Menschen für Dinosaurier ist ungebrochen. Heute wissen wir, dass diese Riesenreptilien ungeheuer energieeffizient waren.
Der Forscher Brian McNab von der University of Florida glaubt: Dinosaurier waren sehr faule Tiere, und insbesondere die pflanzenfressenden Sauropoden konnten so riesig und so schwer werden, weil sie sich wenig bewegen mussten. So brachten Martin Sander und Marcus Clauss von der Universität Bonn das Fehlen eines komplizierten Kauapparates bei den Sauropoden mit dem kleinen Kopf und sehr langen Hals in Verbindung: Die Tiere konnten mit nur wenigen Bewegungen viel Nahrung aufnehmen.
Zur Energieeffizienz trugen aber auch die vogelähnliche Hochleistungslunge der Dinosaurier und eine flexible Stoffwechselrate bei. Laut McNab konnten Dinosaurier dadurch ihre Energie mehr als dreimal effizienter als Eidechsen umsetzen, was bereits einem Fünftel der Energieeffizienz eines heutigen Säugetieres entspricht. In Kombination mit einem breiten Nahrungsangebot konnten die Dinosaurier so zu den größten Landtieren werden, die je auf der Erde gelebt haben.
Kabel: Kunstwerke voller Energie
Exponat des Energie-Museums Berlin
Kabel und Freileitungen sind erforderlich, um die elektrische Energie vom Kraftwerk zu den Verbrauchern zu transportieren. Um die Übertragungsverluste zu minimieren, werden dabei unterschiedliche Spannungen verwendet; in Deutschland überwiegend 380 kV, 110 kV, 20 bis 10 kV und 230/400 V. Kabel haben gegenüber Freileitungen den Vorteil, nach ihrer Legung nicht mehr sichtbar zu sein. Allerdings ist der Kostenaufwand für Kabel viel höher, insbesondere im Hoch- und Höchstspannungsbereich. Höher als bei Freileitungen sind auch die Übertragungsverluste und der Aufwand und die Dauer von Reparaturen.
Der Magistrat von Berlin hatte schon 1884 die unterirdische Legung der Energieleitungen angeordnet. Dadurch wurde die Entwicklung von leistungsfähigen Energiekabeln gefördert. Da viele Kabelhersteller in Berlin ansässig waren und ihre Neuentwicklungen in Zusammenarbeit mit dem städtischen Elektrizitätsversorger testeten, kam eine große Sammlung unterschiedlichster Konstruktionen von Kabeln, Verbindungsmuffen und Endverschlüssen zusammen, die heute im Energie-Museum Berlin zu sehen ist.
Die Schalttafel: Arbeit mit Fingerspitzengefühl
Exponat des LVR-Industriemuseums, Schauplatz Engelskirchen
Diese eindrucksvolle Schalttafel im LVR-Industriemuseum in Engelskirchen wurde in den 1920er Jahren errichtet und nimmt fast den gesamten Raum ein. Sie zeigt, wie der Strom für das Licht und die Maschinen in der ehemaligen Baumwollspinnerei Ermen & Engels verteilt wurde. Die Bedienung und Wartung der Schalttafel lag in den Händen des Schaltwartes. Er wusste mit den Instrumenten und Daten umzugehen und benötigte bei seiner Arbeit viel Fingerspitzengefühl. Schon 1903 profitierten auch das Wohnhaus des Fabrikanten und der Ort Engelskirchen von der lokalen Stromerzeugung. Dank des Kraftwerks in der Fabrik leuchteten hier eher als in mancher Großstadt die elektrischen Straßenlaternen.
Bis 1930 reichte der aus Wasserkraft erzeugte Strom für die Fabrik aus. Gerade die Spinnmaschinen verbrauchten jedoch eine große Menge Energie. Deshalb benötigte der Betrieb schließlich zusätzlich Strom aus dem öffentlichen Netz.
Energiewunder Federn
Exponat des Senckenberg Naturmuseums in Frankfurt
Konturfedern, Schwungfedern, Steuerfedern, Körperfedern, Fadenfedern, Puderfedern, Borstenfedern, Dunen, Halbdunen, Nestlingsdunen: Federn – leblose Hautanhängsel aus Keratin – haben viele Funktionen. Und viele dieser Aufgaben haben direkt mit dem Einsatz von Energie zu tun.
Vögel sind in Leichtbauweise konstruiert, aber erst das Gefieder ermöglicht es den Tieren, Luftströmung und Auftrieb zu nutzen und zu fliegen. Federn halten warm, denn zwischen den Daunen entsteht ein Luftkissen am Körper. Federn schützen vor Nässe: Wasser perlt von der Oberfläche intakter Federn ab. Federn geben Schutz: Gut getarnt, vom Boden der Umgebung kaum zu unterscheiden, ersparen sich einige Arten so manche Flucht vor Fressfeinden. Auch im sozialen Miteinander der Vögel sind Federn echte Energiesparer: Bei vielen Spezies ist schon von weitem an Färbung und Ausbildung des Gefieders zu erkennen, wer Männchen, wer Weibchen ist, ob ein Tier einen Partner sucht oder nicht.
Das Bild (Fotografin: Anette Hammann) stammt aus der Sonderausstellung „Feder-Schmuck“, die Objekte aus dem Vogelsaal des Senckenberg Naturmuseums von ganz nah zeigt. Die Sonderausstellung ist noch bis zum 11. September 2010 zu sehen, der Vogelsaal ist ganzjährig geöffnet.
Das energieautarke Solarhaus
Exponat des Deutschen Museums Bonn
Das Solarhaus nutzt einzig die Sonne als Energiequelle. Es braucht weder Öltank, Gas- noch Stromanschluss. Sonnenkollektoren sorgen für warmes Wasser, Solarzellen wandeln das Licht der Sonne in Strom um. Die im Sommer im Überfluss vorhandene Sonnenenergie wird zusätzlich in Form von Wasserstoff in einem Tank außerhalb des Hauses gespeichert. Bei Bedarf reagieren Wasserstoff und Sauerstoff zusammen in Brennstoffzellen, wodurch der benötigte Strom erzeugt wird.
Besonders energiesparend ist das Solarhaus aufgrund seiner transparenten Wärmedämmung. Die Sonne erwärmt die Hauswand, diese wiederum strahlt die Wärme zeitverzögert in das Haus ab. Dadurch überhitzt es am Tage nicht, und kühlt nachts nicht aus.
Das energieautarke Solarhaus wurde 1986 vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg konzipiert. Es war 1992 bezugsfertig und lief bis 1996 im Testbetrieb. Heute dient es als Versuchslabor für neue Haustechnik. Mit dem energieautarken Solarhaus wurde der Nachweis erbracht, dass ein Gebäude unter mitteleuropäischen Klimabedingungen ganzjährig allein mit Sonnenenergie versorgt werden kann. Jedoch wurde auch deutlich, dass die eingesetzte Brennstoffzelle noch nicht den Anforderungen gewachsen war.
Die Elektrisiermaschine: Medizin ohne Medikamente
Exponat aus dem Museum für Energiegeschichte(n) in Hannover
Dieser Elektrisierapparat mit Geldeinwurf stammt aus den 1920er Jahren. Die Urform der Elektrisiermaschine schuf jedoch der Magdeburger Physiker und Bürgermeister Otto von Guericke (1602 – 1686), der in die Geschichte vor allem als Erfinder der Luftpumpe eingegangen ist.
Energie ist nötig, um elektrischen Strom fließen zu lassen – Hauptbestandteil der ersten Elektrisiermaschine war eine drehbar gelagerte Schwefelkugel, mit der durch Reibung Strom erzeugt wurde. Schon bald wurden die damit erzeugten elektrischen Entladungen von den Ärzten für Heilzwecke genutzt und als „Medizin ohne Medikamente“ angepriesen. „Elektrisiert“ von dieser neuen Technik wurde nicht nur die wissenschaftliche Welt, sondern die ganze Gesellschaft.
Im Jahr 1750 wird von einer öffentlichen Vorführung in Hamburg berichtet, auf der man sich “für 1 Schilling Elektrisieren” lassen konnte. Auch Johann Wolfgang Goethe kannte die Elektrisiermaschine aus seiner Kindheit, wie er in “Dichtung und Wahrheit”, seinen Lebenserinnerungen, schreibt.
Die Schnecke, die von Sonnenenergie lebt
Exponat des Zoologischen Forschungsmuseums Alexander König in Bonn
Die gehäuselose Meeresschnecke Plakobranchus ocellatus imitiert eine typische Verhaltensweise von Pflanzen: Sie lebt über längere Zeiträume ausschließlich von Sonnenenergie. Und das funktioniert so: Die im Indopazifik verbreitete Meeresschnecke frisst Algen, nimmt dabei die Chloroplasten auf und lagert sie in ihren Verdauungstrakt ein. Die Chloroplasten bauen mit Hilfe der Strahlungsenergie des Sonnenlichtes aus Wasserstoff und Kohlendioxid organische Verbindungen auf. So kann die Schnecke über Monate hinweg allein durch diesen Prozess, Photosynthese genannt, überleben.
Forscherinnen und Forscher haben herausgefunden, dass die Chloroplasten erstaunlicherweise sehr lange in Plakobranchus ocellatus überleben, sich aber nicht teilen können, wie in der Alge. Um die Photosynthese aufrecht zu erhalten braucht es viele Substanzen, die normalerweise nicht von Chloroplasten gebildet werden, sondern von Genen aus dem Algenkerngenom. Wie die Schnecke zu diesen Substanzen kommt, ist zurzeit ein noch ein ungelöstes Rätsel.
Mechanischer Trockenrasierer: Der Schlüssel zur glatten Haut
Exponat des Deutschen Museums München
Jahrhundertelang entledigten sich Männer und Frauen mit scharfen Klingen und Messern unliebsamer Haare. Sicherer und leichter wurde die Rasur in den 1930er Jahren durch den Trockenrasierer mit oszillierendem Scherkopf und Elektroantrieb. Dieser mechanische Rasierer aus den 1950ern, hergestellt von der Firma M-W-Elite, stellt insofern eine Kuriosität dar - weder manuelle Nassrasur noch elektrische Trockenrasur. Die innen liegende Schwungscheibe des Rasierers wurde durch das manuelle Aufziehen eines Schlüssels angetrieben. Dies verlangte, je nach Bartwuchs, eine gewisse Ausdauer, und nicht selten blieb die Rasur wegen der geringen Umdrehungszahl der Scheibe unrein.
In einer Zeit, als sich die deutsche Gesellschaft nach den Entbehrungen des Krieges begeistert den Energie fressenden Konsumgütern in Küche und Bad hingab, konnte der mechanische Rasierer deshalb nicht punkten. Auch der Werbehinweis, dass sich angeblich NASA-Astronauten in der Schwerelosigkeit mit ihm enthaart hätten, konnte seinen kommerziellen Misserfolg nicht verhindern.
