Redo att agera?
Resurser
Materiella resurser
Ammeter, Turbine Building Parts, 20-30 polypropylene cards, Limpistol eller skruvar, hårtork och stativ.
Förberedelse
Ställ upp utrustningen.
Mål, budskap och koncept
Specifika mål
- Lär dig mer om olika sätt att utnyttja vindkraft som energikälla.
- Förstå miljöfördelarna och nackdelarna med vindkraft.
- Studera de faktorer som påverkar vindkraftverkens effektivitet.
- Undersök sambandet mellan strukturen på turbinens propellerblad och dess effektivitet.
- Undersöka principen om energihushållning i samband med utnyttjandet av vindkraft för mänskliga behov.
Specifika budskap
- Att använda vindkraft som ersättning för fossila bränslen i kraftverk bidrar till att minska utarmningen av icke förnybara resurser och minskar luftföroreningarna.
- Ett vindkraftverk omvandlar vindenergi till mekanisk eller elektrisk energi.
- Den relativa andelen vindenergi som kan användas för mänsklig nytta (för arbete), dvs. turbinens energieffektivitet, beror på formen/antalet turbinblad.
- Det är inte möjligt att utnyttja all vindkraft för människans behov, men den "saknade" energin försvinner inte utan tar sig uttryck i olika former.
Huvudbegrepp
- vindenergi
- Turbin
Metoder och färdigheter
STEM metoder
- Analysera och tolka data
- Konstruera förklaringar och utforma lösningar
- Utveckling och användning av modeller
- Argumentera utifrån bevis
- Skaffa, utvärdera och förmedla information.
- Ställa frågor och definiera problem
- Planering och genomförande av utredningar
Mjuka färdigheter
- Hantera osäkerhet
- Att lära sig att misslyckas är en del av lärandet
- Lagarbete och samarbete
Ledningsförmågor
- Planering
- Användning av resurser
Verksamhetens inriktning
step 1
Introducera vindkraft. Diskutera följande frågor:
Vad är vindkraft?
Var finns energin i vinden?
Hur använder vi vindenergi i vårt dagliga liv?
Se bilaga 2 för kompletterande information som stöd för genomförandet.
step 2
Förklara hur vindenergi omvandlas till mekanisk energi, förklara hur vindkraftverk och mekaniska turbiner uppfanns och hur de fungerar. Se nedladdningsbara resurser för förklaring.
step 3
För att visa hur vind kan användas för att generera elektrisk energi kan du visa ett vindkraftverk som är anslutet till en LED-lampa.
https://bigamart.com/product/pofet-360-micro-wind-generator-vertical-turbines-blades-mini-motor-for-diy/?gclid=CjwKCAiAzrWOBhBjEiwAq85QZxA7AUvpcqJxmia-d_UbwiVe3_FJxzmqGSwR8DKSOWmuCDrN69S6AxoCFrMQAvD_BwE
Eleverna ska sedan arbeta i grupper och utföra experiment för att lära sig hur antalet, storleken och vinkeln på bladen påverkar energiproduktionen.
Varje grupp får en turbin, en hårtork på ett stativ och ett antal propellrar enligt tabellerna nedan.
Varje grupp testar en parameter. För att resultaten ska vara tillförlitliga måste man se till att hålla de andra faktorerna konstanta (om man t.ex. testar vinkelns effekt måste antalet och storleken på bladen hållas konstant).
Måttet (indikationen) på turbinens effektivitet är den mängd elektrisk ström som genereras.
Mät den elektriska strömmen med hjälp av en amperemeter (på en skala av milliampere).
Låt hårtorken gå igång (på den svala inställningen) och placera den framför propellrarna på ett optimalt avstånd - cirka 60 cm. Avståndet måste hållas konstant under alla experiment.
Genomföra experimenten - se tabeller för att organisera resultaten här.
step 4
När experimenten har genomförts ska varje grupp ange vilken typ av propeller som var mest effektiv. De ska jämföra sina svar med vad de trodde i början (före försöket). Håll en diskussion om varje parameter: antal blad, bladlängd och bladvinkel. Se nedladdningsbara resurser för förklaringar om vindkraft.
steg 5
Diskutera fördelarna med att använda vindkraft för att generera elektricitet och vilka faktorer som påverkar turbinens effektivitet. Se bilaga 2 för förklaringar.
step 6
Diskutera sedan nackdelarna med att producera el med hjälp av vindkraft.
Beroende av vinden
Låg avkastning
Bullerföroreningar
Påverkan på fåglar
Påverkan på mikroklimatet
Förstörelse av utsikten
Produktionsprocess
För ytterligare information som stöd för genomförandet, se nedladdningsbara resurser.
step 7
Eleverna avslutar lektionen med att diskutera vindkraftens nuvarande status i världen. Vindenergi är en vanlig och tillgänglig förnybar energikälla. I slutet av 2017 fanns det elproducerande vindkraftverk över hela världen med en sammanlagd kapacitet på över 651 gigawatt. Dessa parker ansvarar för att producera cirka 5,6 % av världens elektricitet. Den största delen av vindkraftsproduktionen sker på land (621 gigawatt), medan resten produceras till havs.