Урок 1
Руководство для учителя
– В экспериментальной части проекта ученики работают в группах по 4-5 человек.
– Ученики должны быть ознакомлены с темами как Электроэнергия, источники электроэнергии, Ветрогенератор- принцип работы, Ветрогенератор в РК.
– Перед началом экспериментальной части ознакомьте и предоставьте ученикам все необходимые материалы.
– Проведите краткую инструкцию по работе с термоклеем.
Для оценивания проекта, на первой неделе, предоставьте данный материал (PBL rubrics) учащимся, для того чтобы:
-ученики предварительно понимали по каким критериям им необходимо подготовиться,
– ученики сомостоятельно смогли дать соответствующую оценку своим коллегам.
Цель проекта
– Ознакомиться существующими ветровыми энергиями.
– Построить рабочую модель установки ветрогенератора.
– Работать с источникам тока.
Междисциплинарная связь:
– естествознание (принцип работы ветрогенератора, работа с электронными устройствами)
– художественный труд (разработка макета, дизайн)
Теоретическая часть
Возобновляемая или регенеративная энергия (Зеленая энергия) – энергия из источников, которые по человеческим понятиям являются неисчерпаемыми.
Основной принцип использования возобновляемой энергии заключается в её извлечении из постоянно происходящих в окружающей среде процессов и предоставлении для технического применения.
Возобновляемую энергию получают из природных ресурсов – таких как солнечный свет, ветер, дождь, приливы и геотермальная теплота , которые пополняются естественным путем. Ориентировочно, около 18 % мирового потребления энергии было удовлетворяется из возобновляемых источников энергии, причем 13 % из традиционной биомассы, таких, как сжигание древесины.
Гидроэлектроэнергия является очередным крупнейшим источником возобновляемой энергии, обеспечивая 3 % мирового потребления энергии и 15 % мировой генерации электроэнергии. Использование энергии ветра растет примерно на 30 %/ год, по всему миру с установленной мощностью 196600 МВт в 2010 г и широко используется в странах Европы и США. Ежегодное производство в фотоэлектрической промышленности достигло 6900 МВт в 2008 году.
Солнечные электростанции популярны в Германии и Испании.
Солнечные тепловые станции действуют в США и Испании, а крупнейшей из них является станция в пустыне Мохаве мощностью 354 МВт. Крупнейшей в мире геотермальной установкой, является установка на гейзерах в Калифорнии, с номинальной мощностью 750 МВт.Бразилия проводит одну из крупнейших программ использования возобновляемых источников энергии в мире, связанную с производством топливного этанола из сахарного тростника. Этиловый спирт в настоящее время покрывает 18 % потребности страны в автомобильном топливе. Топливный этанол также широко распространен в США.
Ветроэнергетика преобразует кинетическую энергию воздушных масс в атмосфере в электрическую, тепловую и любую другую форму энергии. Гидроэнергетика специализируется на использовании потенциальной энергии водного потока рек, формируемых осадками, выпавшими на возвышенности. Приливная энергетика использует энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Энергетика морских волн использует потенциальную энергию волн переносимую на поверхности океана. Мощность волнения оценивается в кВт/м.
Ветрогенератор (ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ) — устройство для преобразования кинетической энергией ветрового потока в механическую энергию вращения ротора с последующим её преобразованием в электрическую энергию. Ветрогенераторы можно разделить на три категории: промышленные, коммерческие и бытовые (для частного использования).
Промышленные устанавливаются государством или крупными энергетическими корпорациями. Как правило, их объединяют в сети, в результате получается ветровая электростанция. Раньше считалось, что они полностью экологичны, чем отличаются от традиционных. Однако лопасти ветрогенератора сделаны из полимерного композита, вторичное использование и переработка которого невыгодны с точки зрения расходов. Сейчас вопрос о переработке лопастей является открытым.
Единственное важное требование для ВЭС — высокий среднегодовой уровень ветра. Мощность современных ветрогенераторов достигает 8 МВт. Мощность ветрогенератора зависит от мощности воздушного потока (
где: 
Существуют классификации ветрогенераторов по количеству лопастей, по материалам, из которых они выполнены, по оси вращения и по шагу винта. Существуют два основных типа ветротурбин:
- С вертикальной осью вращения («карусельные» — роторные (в том числе «ротор Савониуса», точнее «ротор Братьев Ворониных» В начале октября 1924 года русские изобретатели братья Я. А. и А. А. Воронины получили советский патент на поперечную роторную турбину, в следующем году финский промышленник Сигурд Савониус организовал массовое производство подобных турбин. За ним и осталась “слава” изобретателя этой новинки), «лопастные» ортогональные — ротор Дарье
- С горизонтальной осью круглого вращения (крыльчатые). Они бывают быстроходными с малым числом лопастей и тихоходными многолопастными, с КПД до 40%. Также существуют барабанные и роторные ветротурбины.
Ветрогенераторы, как правило, используют три лопасти для достижения компромисса между величиной крутящего момента (возрастает с ростом числа лопастей) и скоростью вращения (понижается с ростом числа лопастей).
Практическая часть работы
Шаг 1. Делаем вышку из деревянного палочки. Сначала 4 палочек вставляем на фанеру вертикально и склеиваем с помощью термоклея, если палочки не стоят можно рядом прикрепить опоры
Шаг 2. Точно также соединияем все палочки с термоклеем как показано на рисунке
Шаг 3. Электрическая вышка готова
На этом уроке мы сделали электрическую вышку, на следующем уроке сделаем дом откуда у нас будет гореть лампочка.