מוכנים לפעולה?
משאבים
משאבים פיזיים
הכנה מראש
לבנות את המתקנים
מטרות, מסרים ומושגים מרכזיים
מטרות ספציפיות
- 1. היכרות עם גורמים המשפיעים על ניצול הרוח כמקור אנרגיה.
- 2. התלמידים יכירו את יתרונותיו הסביבתיים של ניצול אנרגיית הרוח לצרכים שונים, אך יהיו מודעים גם לחסרונות השיטה.
- 3. התלמידים יכירו גורמים המשפיעים על יעילותן של טורבינות רוח.
- 4. התלמידים יחקרו את הקשר שבין מבנה להבי מדחף הטורבינה לבין יעילות פעולתה.
- Examine the principle of energy conservation in the context of utilising wind energy for human needs.
- 5. התלמידים יפגשו את עקרון שימור האנרגיה בהקשר של ניצול אנרגיית הרוח לצורכי האדם.
מסרים ספציפיים
- 1. ניצול אנרגיית הרוח כתחליף לשימוש בדלק מחצבי בתחנות כוח הנפוצות כיום תורם לצמצום הדלדול של משאבי כדה"א ולצמצום בזיהום האוויר
- 2. טורבינת רוח ממירה אנרגיית רוח לאנרגיה מכנית או חשמלית.
- 3. החלק היחסי של אנרגיית הרוח שניתן לנצל לתועלת האדם (לעבודה), כלומר היעילות האנרגטית של הטורבינה - תלויה בצורת להבי הטורבינה.
- 4. לא ניתן לנצל את כל אנרגיית הרוח לצורכי האדם, אך האנרגיה ה"חסרה" אינה נעלמת אלא מתבטאת בצורות שונות
מושגים מרכזיים
- אנרגית רוח
- טורבינה
מיומנויות וכישורים
מיומנויות STEM
- פרשנות מדעית של נתונים וראיות
- הסבר מדעי של תופעות ופיתוח פתרונות לבעיות
- פיתוח ושימוש במודלים
- שימוש בטיעונים מבוססי נתונים (טיעון)
- איתור, הערכה וייצוג מידע
- שאילת שאלות והגדרת בעיות
- תכנון ביצוע והערכת מחקר
מיומנויות רכות
- התמודדות עם חוסר ודאות
- הבנה שכישלון הוא חלק מתהליך הלמידה
- עבודת צוות
כישורים ניהוליים
- תכנון
- שימוש במשאבים
מהלך הפעילות
step 1
פתיחה לנושא: לשאול את התלמידים: מהי רוח? איפה נמצאת האנרגיה ברוח? כיצד אנו מנצלים את אנרגיית הרוח בחיי היום-יום שלנו? ר' הרחבה בנספח 2
step 2
מאנרגיית רוח לאנרגיה מכנית – להדגים כיצד אנרגיית רוח הופכת לאנרגיית תנועה ולהסביר איך אנרגית רוח הופכת לאנרגיה מכנית, לספר על טחנות רוח ועל האופן שבו אנרגיית הרוח מומרת לאנרגיית תנועה של הטורבינות. ר' הרחבה בנספח 2
step 3
מאנרגיית רוח לאנרגיה חשמלית – אחרי שמורה הדגימה כיצד ניתן לנצל את אנרגיית הרוח לקבלת אנרגיה מכנית היא תדגים כיצד ניתן להפיק אנרגיה חשמלית מאנרגיית הרוח – הדגמה של טורבינת רוח מחוברת לנורת לד ודיון קצר על היתרונות מהפקת חשמל מרוח לעומת הפקה ממקורות אנרגיה מתכלים.
step 4
חקר טורבינות – התלמידים יחקרו כיצד ישפיעו מספר/גודל/זווית הלהבים על יעילות הפקת האנרגיה
א. חלוקה לקבוצות של 3-4 תלמידים
ב. כל קבוצה תקבל טורבינה, מייבש שיער על מעמד ומספר מדחפים בהתאם לטבלאות בהמשך.
ג. הנחיות לגבי המדידות:
- כל קבוצה בודקת פרמטר אחד ועל מנת שהתוצאה תהיה אמינה יש להקפיד לשמור על שאר הגורמים קבועים (למשל, אם בודקים את השפעת הזווית יש לשמור על מספר וגודל להבים קבוע)
- הגודל שאותו נמדוד כמדד (אינדיקציה) ליעילות הטורבינה הוא כמות הזרם החשמלי שמופק.
- מודדים באמצעות אמפרמטר (בסקאלה של מיליאמפרים).
- יש להפעיל את מייבש השיער ללא חימום ולמקמו מול המדחפים במרחק שיניב את התוצאות הטובות ביותר לכל מדחף - בסביבות 60 ס"מ. יש לשמור על המרחק קבוע במשך ביצוע כל בניסויים!!
ד. ביצוע הניסויים – ר' טבלאות לארגון התוצאות
ה. סיכום הניסויים: מרכזים את הילדים ושואלים כל אחת מהקבוצות איזה סדרת מדחפים הייתה יעילה יותר. משווים למה שסברו בהתחלה (לפני הבדיקה) ומקיימים דיון על כל אחד מהגורמים שהשפיעו על יעילות הטורבינה (מספר הלהבים, אורך הלהבים וזווית הלהבים). ר' הרחבה בנספח 2.
step 5
דיון על החסרונות של שימוש באנרגיית רוח - תלות ברוח תפוקה נמוכה, רעש, השפעה על תעופת ציפורים, השפעה על האקלים, תהליכי הייצור וההקמה מורכבים ויקרים. ר' הריבה בנספח 2
step 6
סיכום הסדנה - שימוש באנרגיית רוח בעולם - אנרגית הרוח הנה משאב אנרגיה מתחדשת נפוץ וזמין. נכון לסוף שנת 2017 הותקנו ברחבי העולם מתקני רוח לייצור חשמל בהספק מותקן של מעל ל-651 גיגה-וואט שאחראים לייצור של כ-5.6% מצריכת החשמל בעולם. רוב ייצור אנרגית הרוח הינו יבשתי (621 ג'יגה-וואט) והשאר מיוצר בים (Offshore). http://www.greenrg.org.il/he-il/wind-energy/