Pronto para a ação?
Recursos
Recursos para descarregar
Recursos tangíveis
Ammeter, Turbine Building Parts, 20-30 polypropylene cards, pistola de cola ou parafusos, secador de cabelo e suporte
Preparação
Montar o equipamento.
Objetivos, mensagens & conceitos
Objetivos específicos
- Aprender sobre as possíveis formas de aproveitar o vento como fonte de energia.
- Compreender os benefícios ambientais da utilização da energia eólica, bem como as suas desvantagens.
- Estudar os fatores que afetam a eficiência das turbinas eólicas.
- Investigar a relação entre a estrutura das pás da hélice da turbina e a sua eficiência.
- Analisar o princípio da conservação de energia no contexto da utilização da energia eólica para as necessidades humanas.
Mensagens específicas
- A utilização da energia eólica como substituto dos combustíveis fósseis nas centrais elétricas ajuda a mitigar a escassez de recursos não renováveis e a reduzir a poluição atmosférica.
- Uma turbina eólica converte a energia eólica em energia mecânica ou elétrica.
- A parte relativa da energia eólica que pode ser utilizada para benefício humano (para trabalho), - isto é, a eficiência energética da turbina - depende da forma / número de pás da turbina.
- Não é possível utilizar toda a energia eólica para satisfazer as necessidades humanas, mas a energia "em falta" não desaparece e manifesta-se de diferentes formas.
Termos principais
- Energia eólica
- Turbina
Práticas e competências
Práticas STEM
- Análise e interpretação de dados
- Construção de explicações e elaboração de soluções
- Desenvolvimento e utilização de modelos
- Argumentar a partir de evidencias
- Obtenção, avaliação e comunicação de informação
- Perguntar e definir problemas
- Planear e desenvolver investigação
Competências transversais
- Lidar com a incerteza
- A falha faz parte da aprendizagem
- Trabalho de equipa e colaboração
Competências de gestão
- Planeamento
- Utilização de recursos
Programa de atividade
step 1
Introdução à energia eólica. Discutir as seguintes questões:
- O que é o vento?
- Onde está a energia do vento?
- Como usamos a energia eólica na nossa vida quotidiana?
- Para informações suplementares de apoio à entrega, ver Apêndice 2.
step 2
Explicar como a energia eólica se converte em energia mecânica, explicando a invenção do moinho de vento e das turbinas mecânicas e como funcionam. Para obter mais esclarecimentos, ver os recursos para download.
step 3
Para indicar como o vento pode ser utilizado para gerar energia eléctrica, mostre a wind turbine connected to an LED bulb (uma turbina eólica ligada a uma lâmpada LED). Em grupos, os estudantes fazem experiências para aprender sobre o efeito do número/tamanho/ângulo das pás na produção de energia.
- Cada grupo receberá uma turbina, um secador de cabelo num suporte, e um número de pás de acordo com as tabelas abaixo.
- Cada grupo testa um parâmetro. Para que os resultados sejam fiáveis, deve-se ter o cuidado de manter os outros fatores constantes (por exemplo, se o efeito do ângulo for testado, o número e o tamanho das pás devem ser mantidos constantes)..
- A medida (indicação) da eficiência da turbina é a quantidade de corrente eléctrica gerada.
- Medir a corrente eléctrica utilizando um amperímetro (numa escala de miliamperes).
- Ligar o secador de cabelo (na posição fria) e colocá-lo em frente das pás a uma distância ótima - cerca de 60 cm. A distância deve ser mantida constante durante todas as experiências.
- Realizar as experiências - ver tabelas para organizar os resultados aqui.
step 4
Após a realização das experiências, cada grupo vai indicar que tipo de hélice foi a mais eficiente. Vão comparar as suas respostas com o que pensavam no início (antes do teste). Realizarão um debate de acordo com cada parâmetro: número, comprimento e ângulo das pás. Ver recursos que podem ser descarregados para esclarecimentos sobre energia eólica.
step 5
Debater a vantagem de usar energia eólica para gerar eletricidade, e os fatores que afetam a eficiência da turbina. Ver o Apêndice 2 para mais esclarecimentos.
step 6
Em seguida, discuta as desvantagens da produção de eletricidade a partir do vento.
- Dependência do vento
- Baixo rendimento
- Poluição sonora
- Impacto sobre as aves
- Impacto nos microclimas
- Estraga a vista
- Processo de produção
- Para informações suplementares de apoio à entrega, ver recursos que podem ser descarregados.
step 7
Os estudantes terminarão a aula discutindo o estado atual da energia eólica no mundo. A energia eólica é um recurso de energia renovável comum e disponível. No final de 2017, existiam parques eólicos geradores de eletricidade em todo o mundo, com uma capacidade conjunta de mais de 651 gigawatts. Estes parques são responsáveis pela produção de aproximadamente 5,6% da eletricidade do mundo. A maior parte da produção de energia eólica é terrestre (621 gigawatts), enquanto o resto é produzida offshore.