Οδηγίες για ένα εργαστήρι για την ηλιακή ενέργεια σε μαθητές του Γυμνασίου Οδηγίες

Transcript

1

2 Ήλιε μου, ήλιε σου Οδηγίες για ένα εργαστήρι για την ηλιακή ενέργεια σε μαθητές του Γυμνασίου Οδηγίες Ποιο είναι το περιεχόμενο του οδηγού; Σε αυτήν την παρουσίαση μπορείς να βρεις οδηγίες για να παρουσιάσεις τα σημαντικά περιβαλλοντικά και κοινωνικά οφέλη της ηλιακής ενέργειας σε μαθητές του Γυμνασίου σχολείου. Τι είναι ένα εργαστήρι για την ηλιακή ενέργεια; Ο στόχος του εργαστηρίου για την ηλιακή ενέργεια είναι να μάθουν τα παιδιά πώς λειτουργεί η ηλιακή ενέργεια και πώς μπορούμε να τη χρησιμοποιήσουμε στην καθημερινή μας ζωή, μέσα από διασκεδαστικά και πρακτικά εργαστήρια που συχνά μοιάζουν με παιχνίδι. Τι μπορώ να διδάξω λοιπόν; Υπάρχουν πολλές ιδέες για το τι μπορείς να διδάξεις στους μαθητές σου μέσα από ένα εργαστήρι για την ηλιακή ενέργεια. Εξαρτάται κυρίως από τον διαθέσιμο χρόνο, τον καιρό και το κόστος.

3 Παράδειγμα για ένα ηλιακό εργαστήρι διάρκειας τριών σχολικών ωρών: Τα βασικά στοιχεία της ηλιακής ενέργειας (θερμική και φωτοβολταϊκή) - παρουσίαση (20 ) ΣΤΟΧΟΣ: Οι μαθητές θα λάβουν μία γενική εικόνα της ηλιακής ενέργειας. Ηλιακές λάμπες - εργαστήριο (90 ) ΣΤΟΧΟΣ: Οι μαθητές θα ενημερωθούν για τη λειτουργία ενός φωτοβολταϊκού συστήματος, μέσω ενός εργαστηρίου κατασκευής ηλιακών λαμπών. Άσκηση: όραμα για το μέλλον μας στην Ελλάδα (25 ) ΣΤΟΧΟΣ: Οι μαθητές θα σκεφτούν πώς θα μπορούσε να είναι το μέλλον μας στην Ελλάδα αν βασίζεται 100% στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

4 Τα υλικά Υλικό που μπορείς να βρεις στο παράρτημα του οδηγού: 1. Τα βασικά στοιχεία της ηλιακής ενέργειας - Παρουσίαση 2. Ηλιακές λάμπες - Οδηγίες για το εργαστήρι 3. Άσκηση όραμα για το μέλλον μας στην Ελλάδα 4. Πιστοποιητικά παρακολούθησης για τους μαθητές Τι θα χρειαστεί από το σχολείο; αίθουσα για τις ανάγκες της εκπαίδευσης (κατά προτίμηση με εγκατεστημένο προβολέα και ένα μικρό ηχοσύστημα για τις παρουσιάσεις) πρόσβαση σε ηλεκτρικό ρεύμα κολλητήρια κιτ για τις ηλιακές λάμπες κοπίδια και ψαλίδια χαρτιά Α2 χρωματιστά μολύβια κόλλα

5 Στείλε μας τις φωτογραφίες σου! Είναι πάντα μία ωραία κίνηση να τραβάς φωτογραφίες για να θυμάστε όλες τις όμορφες στιγμές που περάσατε μαζί. Στείλε μας στο με το θέμα Solar Training μία μικρή συλλογή των καλύτερων φωτογραφιών από το εργαστήρι και θα μοιραστούμε την εμπειρία σου με τον κόσμο. Αν θέλεις να κάνεις ένα πιο μεγάλο εργαστήρι για την ηλιακή ενέργεια, μπορείς να προμηθευτείς το εκπαιδευτικό πακέτο Ήλιε μου ήλιε σου μας εδώ και ταυτόχρονα να υποστηρίξεις τη δράση της Greeenpeace. Καλή διασκέδαση με το πρώτο εργαστήρι για την ηλιακή ενέργεια!

6 -Παράρτημα-

7 Ηλιακή ενέργεια & φωτοβολταϊκά Εισαγωγή

8 Ο ήλιος o Καταλαμβάνει το 99.86% της μάζας του Ηλιακού μας συστήματος, έχει μάζα φορές μεγαλύτερη από την Γη και όγκο 1,3 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερο από τον πλανήτη μας. o Η απόσταση της Γης από τον Ήλιο είναι σχεδόν 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Το φως του ήλιου κάνει περίπου 8 λεπτά και 18 δευτερόλεπτα να φτάσει στη Γη. Πηγή: Safely Endangered

9 Watt o Watt (απο τον Τζέιμς Βατ) ονομάζεται η μονάδα μέτρησης της ισχύος στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (S.I). o Για παράδειγμα, όταν μία λάμπα ισχύος 100W λειτουργεί για 1 ώρα, η ενέργεια που καταναλώνει είναι 100 Watt hours (Wh). o Το kilowatt είναι ίσο με Watts. o Το megawatt είναι ίσο με Watts. o Το gigawatt είναι ίσο με 1 δις Watts.

10 Ηλιακή ενέργεια o Αποτελείται από την ακτιβολία και τη θερμότητα του Ήλιου. o Η ηλιακή σταθερά ισούται με 1368 W ανά m² και ο πλανήτης μας λαμβάνει 50,000,000 GW ανά δευτερόλεπτο. o Σε διάρκεια ενός έτους παράγεται ενέργεια φορές πολλαπλάσια της ενέργειας που καταναλώνουμε. o Μπορεί να συλλεχθεί με πολλούς φυσικούς ή τεχνητούς τρόπους. o Μπορεί, επίσης, να συλλεχθεί από ηλιακά κύτταρα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ή για την εκτέλεση άλλων χρήσιμων εργασιών (όπως θέρμανση).

11 Ηλιακή ενέργεια oτο φως του ήλιου είναι η βασική πηγή ενέργειας της Γης! oχρησιμοποιούμε την ηλιακή ενέργεια άμεσα και έμμεσα.

12 Άμεση χρήση της Ηλιακής ενέργειας oθερμική ενέργεια oφωτοβολταϊκά

13 Ηλιακή θερμική ενέργεια oπαθητική: Βασίζεται στην απλή αρχή ότι θερμαίνει το νερό που βρίσκεται σε σκούρο δοχείο, χρησιμοποιώντας άμεσα τη θερμότητα του ήλιου. Συνηθίζεται στους ηλιακούς θερμοσίφωνες. oενεργή: Μεγάλοι καθρέφτες συγκεντρώνουν το φως σε μία γραμμή ή σημείο. Η ζέστη που εμφανίζεται χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ατμού. Αυτός ο ζεστός ατμός διοχετεύεται με μεγάλη πίεση σε γεννήτριες ισχύος που παράγουν ηλεκτρισμό = Ηλιακοί Θερμοηλεκτρικοί Σταθμοί.

14 Ηλιακά θερμικά συστήματα o Ο γνωστός σε όλους μας ηλιακός θερμοσίφωνας βασίζεται σε παθητική ηλιακή ενέργεια. o Οι συλλέκτες του απορροφούν την ηλιακή ακτινοβολία, θερμαίνουν ένα ψυκτικό υγρό και στη συνέχεια θερμαίνεται και το νερό χρήσης στο πολύ καλά μονωμένο καζάνι. o Όταν έχουμε ένα σύνθετο ηλιακό θερμικό, το καζάνι είναι διπλό, ώστε από τη μία να θερμαίνουμε το νερό χρήσης και από την άλλη να τροφοδοτούμε κάποιο σύστημα θέρμανσης τύπου boiler. o Σε καμία περίπτωση, όμως, το νερό χρήσης δεν έρχεται σε άμεση επαφή με το ψυκτικό υγρό ή με τους συλλέκτες. Πηγή:

15 Ηλιακά θερμικά συστήματα Σε άλλη παρόμοια εφαρμογή, έχουμε σωλήνες που λειτουργούν ως συλλέκτες, από τους οποίους μεταφέρεται θερμότητα στο νερό του καζανιού, που μπαίνει κρύο σε αυτό και θερμαίνεται καθώς ρέει. Πηγή:

16 Ηλιακός θερμοσίφωνας o Ένα ηλιακό σύστημα, όμως, μπορεί να κατασκευαστεί και με απλά υλικά από εμάς τους ίδιους! Από σωλήνες ή μπουκάλια που θα κατέληγαν στα σκουπίδια... o Δεν ξεχνώ: Για να λειτουργήσει ένα σύστημα πρέπει να είναι καλά μονωμένο και να χρησιμοποιήσουμε υλικά που αντέχουν σε μεγάλες θερμοκρασίες. Πηγή: Connect Green Πηγή: Pinterest

17 Ηλιακοί θερμοηλεκτρικοί σταθμοί o Το εργοστάσιο Ηλιακής Ενέργειας Ivanpah είναι σήμερα ο μεγαλύτερος ηλιακός θερμοηλεκτρικός σταθμός του κόσμου, βρίσκεται στην έρημο Μοτζάβε της Καλιφόρνια και έχει μικτή χωρητικότητα 392 Μegawatts (MW). o Στηρίζεται στην ενεργή ηλιακή ενέργεια, καθώς όλοι οι καθρέφτες/panel ανακλούν το φως πάνω στη δεξαμενή που βρίσκεται υπερυψωμένη.

18 Φωτοβολταϊκά (PV) o Παράγουν ηλεκτρική ενέργεια από την ηλιακή ακτινοβολία με τη χρήση ημιαγωγικών υλικών. o Η σιλικόνη, στοιχείο που βρίσκεται στην άμμο, είναι το πιο σύνηθες υλικό στα φωτοβολταϊκά κύτταρα. o Όλα τα φωτοβολταϊκά κύτταρα έχουν τουλάχιστον 2 στρώσεις ημιαγωγών, μία θετικά φορτισμένη και μία αρνητικά φορτισμένη. o Όταν το φως πέφτει πάνω στον ημιαγωγό, το ηλεκτρικό πεδίο κατά μήκος της σύνδεσης μεταξύ αυτών των δύο στρώσεων προκαλεί ροή ηλεκτρικής ενέργειας, δημιουργώντας συνεχές ρεύμα (DC). Ως εκ τούτου, το φωτοβολταϊκό δεν χρειάζεται έντονο ηλιακό φως για να λειτουργήσει. o Ένα φωτοβολταϊκό παράγει, λοιπόν, ηλεκτρισμό και σε νεφοσκεπείς μέρες.

19 Ηλιακό κύτταρο o Είναι το βασικό δομικό στοιχείο ενός φωτοβολταϊκού. Ενώνεται με άλλα κύτταρα για να σχηματίσει μία ηλιακή μονάδα. Πολλές ηλιακές μονάδες φτιάχνουν το πάνελ κι έτσι καταλήγουμε σε ένα φωτοβολταϊκό σύστημα. o Υπάρχουν 2 είδη ηλιακών κυττάρων: τα πολυκρυσταλλικά και τα μονοκρυσταλλικά που τα ξεχωρίζουμε εύκολα από την όψη τους. Τα μονοκρυσταλλικά έχουν μεγαλύτερη απόδοση. Πηγή:

20 Φωτοβολταϊκά (PV) Ηλιακό αεροπλάνο Ηλιακός φορτιστής Ηλιακά πάρκα Πηγή:

21 Φωτοβολταϊκά (PV) oτο ηλιακό πάρκο Tengger Desert στην Κίνα είναι με 1500MW το μεγαλύτερο πάρκο του κόσμου, καθώς καλύπτει χιλ 2 oείναι γνωστό και ως το Ηλιακό Σινικό Τείχος

22 Let s solarize Greece!

23 DIY ηλιακή λάμπα Ένα εργαστήριο για τα ηλιακά σχολεία

24 DIY ηλιακή λάμπα Η ηλιακή λάμπα είναι ένα μίνι μοντέλο ενός πλήρους φωτοβολταϊκού συστήματος. Περιέχει τα ίδια συστατικά σε απλή έκδοση: ένα ηλιακό πάνελ, μία επαναφορτιζόμενη μπαταρία, μία συσκευή (LED) και έναν ρυθμιστή φορτίου.

25 Τι θα χρειαστούμε; Αντίσταση Διακόπτης Δίοδος Ηλεκτρονική πλακέτα Πλαστικό κουτί (επαναχρησιμοποιημένο) Μπαταρία και θήκη 2 ζευγάρια καλωδίων (κόκκινο + μαύρο) Ηλιακό πάνελ LED λάμπα

26 Κολλητήρι Η μέθοδος της συγκόλλησης χρησιμοποιείται για να ενώσει δύο κομμάτια μετάλλου (χαλκού, σιδήρου και άλλα), με τη βοήθεια ενός τρίτου μετάλλου για την τήξη (κασσίτερος). Πριν αρχίσετε με την συγκόλληση, βεβαιωθείτε ότι τα μέρη είναι καθαρά και απαλλαγμένα από ακαθαρσίες. Κολλητήρι Κασσίτερος

27 Έτοιμοι; Ας κολλήσουμε! Το πρώτο στοιχείο είναι η λάμπα LED. Έχει δύο σκέλη: το μακρύτερο είναι το θετικό (+), και το κοντύτερο είναι το αρνητικό (-). 1. Τοποθετήστε τα πόδια στις αντίστοιχες LED (+) και LED (-) στις τρύπες που υποδεικνύονται στην πλακέτα. 2. Αφήστε περίπου 8 χιλιοστά κενό ανάμεσα στο LED και την πλακέτα. 3. Στο κάτω μέρος, λυγίστε τα πόδια από το LED για να το κρατήσει στη θέση του κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης. 4. Κολλήστε ένα πόδι τη φόρα, φροντίζοντας πρώτα να έχουν ζεσταθεί αρκετά τα μέρη που πρόκειται να κολλήσετε πριν τοποθετήσετε τον κασσίτερο. 5. Γυρίστε την πλάκα και κόψτε τα πόδια που ήταν λυγισμένα στην κάτω πλευρά, χρησιμοποιώντας ένα νυχοκόπτη ή πένσα. 6. Λυγίστε τα πόδια του LED μέχρι να είναι στις 90 μοίρες.

28 Έτοιμοι; Ας κολλήσουμε! Το δεύτερο στοιχείο μας είναι η δίοδος. Εμποδίζει τη ροή της ενέργειας να μην επιστρέψει πίσω στο ηλιακό πάνελ. Έχει πολικότητα. Ως εκ τούτου, η πλευρά με την γκρι γραμμή πρόκειται να εισαχθεί μέσα στην υποδοχή δεξιά από το B+ και η άλλη στην υποδοχή δεξιά απο το PV+.

29 Έτοιμοι; Ας κολλήσουμε! Το επόμενο στοιχείο είναι η αντίσταση, η οποία μαζί με το μικρό μαύρο τσιπ (που συνδέονται με την πλακέτα), μετατρέπει την τάση της κυψέλης από 1,2 V σε 3,6 V για το LED. Η αντίσταση δεν έχει πολικότητα, γι' αυτό δεν θα πρέπει να ανησυχούμε για τους αρνητικούς και θετικούς πόλους. Βάλτε το στις μικρές τρύπες δίπλα από το μαύρο τσιπ. Μετά τη συγκόλληση, γυρίστε στην πίσω πλευρά και κόψτε τα πόδια.

30 Έτοιμοι; Ας κολλήσουμε! Για το ηλιακό πάνελ θα χρειαστείτε δύο κομμάτια καλωδίου. Χρησιμοποιήστε ένα κόκκινο κομμάτι για την επαφή (+), και ένα μαύρο κομμάτι για την επαφή (-). Τοποθετήστε το άκρο από το κολλητήρι για λίγα δευτερόλεπτα στα στοιχεία, και μόνο όταν θερμανθούν, τοποθετήστε τον κασσίτερο. Κολλήστε το κόκκινο καλώδιο στην επαφή PV(+) και το μαύρο στην επαφή PV (-)

31 Έτοιμοι; Ας κολλήσουμε! Ο διακόπτης αποτελείται από πολλά πλαστικά μέρη. Επειδή δεν θέλουμε να λιώσουν με τη ζέστη από το κολλητήρι, τοποθετήστε ένα καλώδιο σε κάθε τρύπα και κολλήστε για 3 δευτερόλεπτα το πολύ. Η θέση των καλωδίων δεν έχει σημασία. Μόνο εάν ο διακόπτης έχει τρεις τρύπες, κολλήστε ένα καλώδιο στην κεντρική τρύπα και ένα στην ακριανή. Στη συνέχεια, κολλήστε το τέλος των καλωδίων στην πλακέτα (και πάλι, η σειρά δεν έχει σημασία).

32 Έτοιμοι; Ας κολλήσουμε! Τώρα, κολλάμε την επαναφορτιζόμενη μπαταρία. Κολλήστε το κόκκινο άκρο του καλωδίου στην επαφή Β+ και το μαύρο άκρο στη Β- επαφή. Αφού κολλήσετε, τοποθετήστε την μπαταρία μέσα στη θήκη και ασφαλίστε την με ένα κομμάτι ταινίας. Ελέγξτε ότι όλα τα σημεία συγκόλλησης είναι ασφαλή, οργανώστε τα στοιχεία και δοκιμάστε τον διακόπτη: εάν η μπαταρία είναι φορτισμένη, το LED θα ανάψει. Εάν όχι, τοποθετήστε το ηλιακό πάνελ για λίγα λεπτά κάτω από τον ήλιο και δοκιμάστε πάλι το διακόπτη. Ιδανικά θα πρέπει να αφήσουμε το σύστημα για λίγες ώρες στο φως του ήλιου, έτσι ώστε να μπορεί να φορτιστεί πλήρως η μπαταρία.

33

34 DIY ηλιακή λάμπα Η DIY ηλιακή λάμπα σας είναι έτοιμη να χρησιμοποιηθεί. Αλλά μην ξεχνάτε ότι πρέπει να φορτιστεί για τουλάχιστον μία ώρα κάτω από το άμεσο ηλιακό φως LED. Αν φορτίζεται μέσα από ένα γυάλινο παράθυρο, η φόρτωση θα είναι λίγο πιο αργή. Όταν η μπαταρία είναι πλήρως φορτισμένη, θα έχετε φως για έξι ώρες. Και να θυμάστε ότι οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες μπορούν να κάνουν μέχρι και επαναφορτίσεις. Τώρα, διασκεδάστε με τον DIY φακό σας!

35 This image cannot currently be displayed. This image cannot currently be displayed.

36 Άσκηση όραμα για το μέλλον μας στην Ελλάδα Τι θα χρειαστούμε: χαρτιά Α2 χρωματιστά μολύβια κόλλα εκτυπωμένες εικόνες για έμπνευση

37 Άσκηση όραμα για το μέλλον μας στην Ελλάδα 1. Χώρισε τους μαθητές σε ομάδες. 2. Κάθε ομάδα θα δουλέψει πάνω σε ένα από αυτά τα θέματα: η βιομηχανία, η γεωργία, η σχολική εκπαίδευση, η διασκέδαση, η μεταφορά. 3. Στις ομάδες, οι μαθητές θέλουμε να σκεφτούν πώς θα μπορούσε να είναι το μέλλον μας στην Ελλάδα αν βασίζεται στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και πώς θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε την ηλιακή ενέργεια στην καθημερινότητά μας. 4. Αν θέλεις, μπορείς να δώσεις σε κάθε ομάδα τυχαίες εικόνες για έμπνευση, που έχεις εκτυπώσει από πριν. 5. Οι ομάδες ζωγραφίζουν τις τελικές ιδέες τους σε ένα μεγάλο χαρτί A2.

38 Άσκηση όραμα για το μέλλον μας στην Ελλάδα Αν υπάρχει χρόνος, οι ομάδες μπορούν να παρουσιάσουν τις τελικές ιδέες τους στους συμμαθητές τους.

39

40 Πιστοποιητικό συμμετοχής για τους μαθητές

41 / /20 Πιστοποιητικό συμμετοχής Το σχολείο. απονέμει το παρόν πιστοποιητικό παρακολούθησης στον/στην. για την παρακολούθηση της εκπαίδευσης για την ηλιακή ενέργεια, που πραγματοποιήθηκε στην/στο/στα από.../../ έως / / στο πλαίσιο της εκστρατείας Ήλιε μου, ήλιε σου της Greenpeace. Ο συμμετέχων / Η συμμετέχουσα εκπαιδεύτηκε στα οφέλη και την χρήση της ηλιακής ενέργειας για ένα καθαρό και ασφαλές μέλλον που θα βασίζεται σε 100% ανανεώσιμες πήγες ενέργειας.

42