Ready for action?
Resources
Tangible Resources
Amperomierz, części budowlane turbiny, 20-30 kartek polipropylenowych, pistolet do klejenia lub śruby, suszarka do włosów i stojak
Preparation
Ustawić sprzęt.
Goals, messages & concepts
Specific goals
- Poznaj możliwe sposoby wykorzystania wiatru jako źródła energii.
- Zrozumienie korzyści dla środowiska wynikających z wykorzystania energii wiatru, jak również wad.
- Zbadaj czynniki wpływające na sprawność turbin wiatrowych.
- Zbadaj zależność między budową łopat śmigła turbiny a jej sprawnością.
- Zbadanie zasady zachowania energii w kontekście wykorzystania energii wiatru na potrzeby człowieka.
Specific messages
- Wykorzystanie energii wiatrowej jako substytutu paliw kopalnych w elektrowniach pomaga złagodzić wyczerpywanie się zasobów nieodnawialnych i zmniejsza zanieczyszczenie powietrza.
- Turbina wiatrowa przetwarza energię wiatru na energię mechaniczną lub elektryczną.
- Względny udział energii wiatru, który może być wykorzystany dla dobra człowieka (do pracy), - czyli sprawność energetyczna turbiny - zależy od kształtu / liczby łopat turbiny.
- Nie jest możliwe wykorzystanie całej energii wiatru na potrzeby człowieka, ale "brakująca" energia nie znika i wyraża się w różnych formach.
Main terms
- energia wiatrowa
- turbina
Practices & skills
STEM practices
- Analizowanie i interpretowanie danych
- Konstruowanie wyjaśnień i projektowanie rozwiązań
- Opracowywanie i stosowanie modeli
- Argumentowanie na podstawie dowodów
- Ocena i przekazywanie informacji
- Stawianie pytań i definiowanie problemów
- Planowanie i przeprowadzanie badań
Soft skills
- Radzenie sobie z niepewnością
- Uczenie się porażki jest częścią uczenia się
- Praca zespołowa i współpraca
Management skills
- Planowanie
- Wykorzystanie zasobów
Course of activity
step 1
Przedstaw energię wiatru. Omów następujące pytania:
- Co to jest wiatr?
- Gdzie znajduje się energia w wietrze?
- Jak wykorzystujemy energię wiatru w naszym codziennym życiu?
- Dodatkowe informacje wspierające realizację zajęć znajdują się w załączniku 2.
step 2
Wyjaśnij, jak energia wiatru przekształca się w energię mechaniczną, wyjaśniając wynalazek wiatraka i turbin mechanicznych oraz ich działanie. Zobacz zasoby do pobrania w celu wyjaśnienia.
step 3
Aby pokazać, jak można wykorzystać wiatr do wytwarzania energii elektrycznej, zademonstruj turbine wiatrową podłączoną do żarówki LED . Pracując w grupach, uczniowie przeprowadzą następnie eksperymenty, aby dowiedzieć się, jaki wpływ na produkcję energii ma liczba/wielkość/kąt ustawienia łopat.
- Każda grupa otrzyma turbinę, suszarkę do włosów na stojaku oraz liczbę śmigieł zgodnie z poniższymi tabelami.
- Każda grupa testuje jeden parametr. Aby wyniki były wiarygodne, należy zadbać o to, aby pozostałe czynniki były stałe (np. jeśli badany jest wpływ kąta, to liczba i wielkość łopatek musi być stała).
- Miarą (wskaźnikiem) sprawności turbiny jest ilość wytworzonego prądu elektrycznego.
- Zmierz prąd elektryczny za pomocą amperomierza (w skali miliamperów).
- Uruchom suszarkę do włosów (na chłodnym ustawieniu) i umieść ją przed śmigłami w optymalnej odległości - około 60 cm. Odległość ta musi być utrzymywana na stałym poziomie podczas wszystkich eksperymentów.
- Przeprowadzenie eksperymentów - tabele do uporządkowania wyników znajdziesz tutaj.
step 4
Po przeprowadzeniu eksperymentów każda grupa stwierdzi, który typ śmigła był najbardziej wydajny. Porównają swoje odpowiedzi z tym, co myśleli na początku (przed testem). Przeprowadźcie dyskusję na temat każdego parametru: liczby łopat, długości łopat i kąta nachylenia łopat. Zobacz materiały do pobrania, aby uzyskać wyjaśnienia dotyczące energii wiatrowej.
step 5
Omów zalety wykorzystania energii wiatru do wytwarzania energii elektrycznej oraz jakie czynniki wpływają na sprawność turbiny. Objaśnienia znajdują się w załączniku nr 2.
step 6
Następnie omów wady wytwarzania energii elektrycznej za pomocą wiatru.
- Zależność od wiatru
- Niska wydajność
- Zanieczyszczenie hałasem
- Wpływ na ptaki
- Wpływ na mikroklimat
- Zepsucie widoku
- Proces produkcji
- Informacje uzupełniające, które pomogą w przeprowadzeniu zajęć, można znaleźć w materiałach do pobrania.
step 7
Uczniowie zakończą lekcję omawiając aktualny stan energii wiatrowej na świecie. Energia wiatrowa jest powszechnym i dostępnym odnawialnym źródłem energii. Na koniec 2017 roku na całym świecie istniały farmy wiatrowe wytwarzające energię elektryczną, których łączna moc wynosiła ponad 651 gigawatów. Farmy te odpowiadają za produkcję około 5,6% światowej energii elektrycznej. Większość produkcji energii wiatrowej znajduje się na lądzie (621 gigawatów), natomiast reszta produkowana jest na morzu.