1-сабақ
Мұғалімге арналған нұсқаулық
– Жобаның эксперименттік бөлімінде оқушылар 4-5 адамнан тұратын топтарда жұмыс істейді.
– Оқушылар электр энергиясы, электр энергиясы көздері, жел генераторы – жұмыс принципі, ҚР жел генераторы сияқты тақырыптармен танысуы тиіс.
– Тәжірибелік бөлімді бастамас бұрын, оқушыларға барлық қажетті материалдарды таныстырыңыз және беріңіз.
– Ыстық желімімен жұмыс істеу туралы қысқаша нұсқаулық жасаңыз.
Жобаны бағалау үшін, бірінші аптада студенттерге осы материалды (PBLrubrics) беріңіз:
– оқушылар қандай критерийлер бойынша дайындалу керектігін алдын ала түсінеді,
– оқушылар өз әріптестеріне тиісті баға бере алады.
Жобаның мақсаты
– Жел энергиясымен танысу.
– Жел генераторын орнатудың жұмыс моделін құру.
– Ток көзімен жұмыс істеу.
Пәнаралық байланыс:
– жаратылыстану (жел генераторының жұмыс істеу принципі, электрондық құрылғылармен жұмыс істеу)
– Көркем еңбек (макет әзірлеу, дизайн)
Теориялық бөлім
Жаңартылатын немесе регенеративті энергия (жасыл энергия) – адам ұғымдары бойынша таусылмайтын көздерден алынатын энергия. Жаңартылатын энергияны пайдаланудың негізгі қағидаты оны қоршаған ортада үнемі болып тұратын процестерден алу және техникалық қолдану үшін ұсыну болып табылады.
Жаңартылатын энергия табиғи ресурстардан алынады – күн сәулесі, жел, жаңбыр, толқындар және геотермалдық жылу , олар табиғи түрде толықтырылады. Шамамен, әлемдік энергия тұтынудың шамамен 18% – ы жаңартылатын энергия көздерінен, 13% – ы ағаш жағу сияқты дәстүрлі биомассадан қанағаттандырылды.
Гидроэлектроэнергия әлемдік энергия тұтынудың 3% – ын және әлемдік электр энергиясын өндірудің 15% – ын қамтамасыз ете отырып, жаңартылатын энергияның кезекті ірі көзі болып табылады. Жел энергиясын пайдалану 2010 жылы 196600 МВт қуаттылығымен бүкіл әлемде жылына шамамен 30% өседі және Еуропа мен АҚШ-та кеңінен қолданылады. Фотоэлектрлік өнеркәсіпте жыл сайынғы өндіріс 2008 жылы 6900 МВт – қа жетті.
Германия мен Испанияда күн электр станциялары танымал.
Күн жылу станциялары АҚШ пен Испанияда жұмыс істейді, ал ең үлкені-Можаве шөліндегі қуаты 354 МВт. Әлемдегі ең ірі геотермалдық қондырғы-Калифорниядағы гейзерлерге арналған қондырғы, номиналды қуаты 750 МВт.Бразилия қант қамысынан отын этанолын өндірумен байланысты әлемдегі ең ірі жаңартылатын энергия бағдарламаларының бірін өткізеді. Қазіргі уақытта этил спирті елдің автомобиль отынына деген қажеттілігінің 18% – ын жабады. Жанармай этанолы АҚШ-та да кең таралған.
Жел энергиясы атмосферадағы ауа массаларының кинетикалық энергиясын электр, жылу және энергияның кез-келген басқа түріне айналдырады. Гидроэнергетика тауларға түскен жауын-шашыннан пайда болатын өзендердің су ағынының потенциалдық энергиясын пайдалануға мамандандырылған.
Толқындар энергиясы толқындардың энергиясын, ал іс жүзінде Жердің айналу кинетикалық энергиясын пайдаланады. Теңіз толқындарының энергиясы Мұхит бетіне тасымалданатын толқындардың потенциалдық энергиясын пайдаланады. Толқын қуаты кВт / м – ге бағаланады.
Жел генераторы (ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ) — жел ағынының кинетикалық энергиясын ротор айналуының механикалық энергиясына түрлендіруге, содан кейін оны электр энергиясына түрлендіруге арналған құрылғы. Жел генераторларын үш санатқа бөлуге болады: өнеркәсіптік, коммерциялық және тұрмыстық (Жеке пайдалану үшін).
Өнеркәсіпті мемлекет немесе ірі энергетикалық корпорациялар орнатады. Әдетте, олар желіде біріктіріледі, нәтижесінде жел электр станциясы пайда болады. Бұрын олар дәстүрліден гөрі толығымен экологиялық таза деп есептелген. Алайда, жел турбинасының пышақтары полимерлі композиттен жасалған, оны қайта пайдалану және өңдеу шығындар тұрғысынан тиімсіз. Қазір пышақтарды қайта өңдеу мәселесі ашық.
ЖЭС үшін жалғыз маңызды талап — желдің орташа жылдық деңгейі. Қазіргі заманғы жел генераторларының қуаты 8 МВт-қа жетеді. Жел генераторының қуаты желдің жылдамдығымен анықталатын ауа ағынының ( N) қуатына және 
мұндағы: V-желдің жылдамдығы, p-ауа тығыздығы, S-байқалатын аймақ.
Жел генераторларының пышақтардың санына, олар жасалған материалдарға, айналу осіне және бұранданың қадамына сәйкес жіктелуі бар. Жел турбиналарының екі негізгі түрі бар:
- Тік айналу осімен (“Карусель” — ротор (соның ішінде” Савониус роторы”, дәлірек айтсақ” Воронин бауырларының роторы ” 1924 жылдың қазан айының басында орыс өнертапқыштары ағайынды Я.А. және А. А. Ворониндер көлденең ротор турбинасына кеңестік патент алды, келесі жылы Фин өнеркәсіпшісі Сигурд Савониус осындай турбиналардың жаппай өндірісін ұйымдастырды. Оның артында осы жаңа өнертапқыштың “даңқы” қалды),” пышақ ” ортогональды — Ротор Дарье
- Көлденең дөңгелек айналу осі (қанатты). Олар пышақтардың аз саны бар және төмен жылдамдықты көп жолақты, тиімділігі 40% – ға дейін. Сондай-ақ, барабан мен роторлы жел турбиналары бар. Жел генераторлары, әдетте, айналу шаманың (пышақтар санының өсуімен жоғарылайды) және айналу жылдамдығының (пышақтар санының өсуімен төмендейді) арасындағы ымыраға жету үшін үш жүзді пайдаланады.
Жұмыстың практикалық бөлігі
1 қадам. Біз ағаш таяқшадан электрикалық мұнара жасаймыз. Алдымен біз фанерге тігінен 4 таяқшаны қойып, ыстық желіммен желімдейміз, егер таяқтар тұрмаса, тіректерді бекітуге болады.
2 қадам. Сол сияқты, біз барлық таяқтарды суретте көрсетілгендей ыстық желіммен желімдейміз.
3 қадам. Электр мұнарасы дайын, енді біз мыс сымды мұнараға айналдырып өтеміз.
Бұл сабақта біз электр мұнарасын жасадық, келесі сабақта шам жанып тұратындай үйді жасаймыз.