2-сабақ

Күн батареялары.

Күн элементтері немесе фотоэлектрлік элементтер жарықты электр энергиясына түрлендіреді. Алғашқы фотоэлектрлік батарея 1954 жылы Bell Laboratories-те жасалды. Ол күн батареясы деп аталды, бірақ оны коммерциялық мақсатта пайдалану өте қымбат болды. 1960 жылдары ғарыш өнеркәсібінің орбиталық ғарыш аппараттарында электр энергиясына деген қажеттілігі фотоэлектрлік технологиялар саласын дамуға әкелді. Күн батареяларының құны төмендеді және бұл технология көптеген приборларда қолданыла бастады.

https://ru.freepik.com/photos/technology’>Technology фото создан(а) freepik – ru.freepik.com

Бүгінгі күнде күн батареясы кремнийдің арнайы өңделген жартылай өткізгіш пластинасынан немесе германий сияқты ұқсас элементтен тұрады. Бұл жүйе екі пластинадан тұрады, біреуі оң, екіншісі теріс. Жарық фотондары жартылай өткізгішке түскенде, электрондар жартылай өткізгіштің бір қабатынан шығып, екіншісіне өту кезінде кернеу пайда болады. Бірнеше күн батареяларын тізбектей немесе параллель жалғай отырып, кез-келген тұрақты ток шығара алатын модульдер мен панельдер жасауға болады. Шағын күн панельдерінің кейбір кең таралған түрлері жол белгілеріне, қашықтан бақылау станцияларына, сыртқы ландшафтты жарықтандыруға және ұялы телефондарды, планшеттер мен ноутбуктерді зарядтауға арналып жасалады.

Қате пікір бойынша жарықтың үлкен қарқындылығынан гөрі жоғары температураны күн батареяларының электр энергиясын тиімді өндірумен байланыстырады. Ауа-райы ашық күні электр қуатын өндіретін батарея жылу энергиясына емес күн сәулесінің мөлшері мен бұрышына тәуелді. Орта және жоғары ендіктерде күн батареялары жылы ауа-райында көп электр энергиясын өндіреді, бірақ бұл жарықтың қарқындылығынан және күндіз ұзақ уақыт жарқырап тұрғандығынан. Күн батареяларының тиімділігі жылу энергиясына тәуелді. Алайда, күн батареяларының жарықты электр энергиясына түрлендіруі температураның жоғарлауымен керісінше аздап төмендейді.

Практикалық бөлім

Бұл сабақта күн батареясын козғалтқышқа жалғап желдеткішті іске қосамыз. Қолданылған күн батареясының параметрлері: номиналды кернеу 5В, тоқ күші 240мА. Сабақтың аяғында демалыс орнын толықтырамыз.

Қадам 5. Картон мен түтікшені қолданып күн батареясына бағана дайындаңыздар. Кейін сол бағанаға күн батареясын ыстық желім көмегімен бекітіңіздер.

Қадам 6. Тапчан төбесінен шығып тұрған сымдарды ұзарту үшін қосымша сымарды пайдаланып ұзартыңыздар. Ол үшін сымды қиып алып, ұштарын пластик изолятордан тазалап, қозғалтқыш сымына жалғаңыздар. Жалғанған жерін изолентамен орап қойыңыздар. 

Қадам 7. Осы сымдардың екінші ұштарын күн батареясына жалғаңыздар. Қозғалқыштан шыққан қызыл сым батареядағы “+”-ке жалғанады, ал қара сым “-“-ке жалғанады. Жалғау үшін пайкамен қолданыңыздар, болмаса изолентамен контакт орнатып үстінен ыстық желіммен бекітіп қоюға болады.

Қадам 8. Ал енді демалыс орнын толықтрайық. Ол үшін өз қиялдарыңыздан түтікше, картон немесе басқа да материалдарды пайдаланып тапчанды безендіріңіздер. Мысалы, үстел, орындықтар жасауға болады. 

Қадам 9. Күн батареясын күн жақсы тік түсіп тұрған жерге әкелсе қозғалтқыш жұмыс істеп желдеткіш айналуы қажет. 

Қорытынды

Бұл жобада оқушылар қазіргі замандағы ең маңызды мәселелердің бірі – энергетика саласындағы проблемаларды қарастырды. Оны шешу жолдарының бірі альтернативты сарқылмайтын энергия көздеріне көшуді, соның ішінде күн энергиясын қолдануды, шешім ретінде алып, қолдану аясын қарастырды. Бұл жобада тек зерттеу жұмысы емес сонымен қатар практикалық жұмыс жасалып, күн батареясынан қуаттаныт желдеткішті қарапайым қолда бар құралдармен жасап шығарды. Соның арқасында оқушылар болашақ энергиясы – сарқылмайтын энергия көздерін қолдануды күнделікті өмірге енгізу мүмкін әрі өте тиімді екеніне көздерін жеткізді.   

Бағалау

PBL бойынша бағалау критерийлері:
Problem based learning (проблемалық-бағдарлы оқыту)– бұл шынайы, қызықты және күрделі сұраққа, проблемаға немесе қиындыққа жауап іздеу және жоба бойынша жұмыс істеу арқылы оқушылар білім мен дағдыларды игеретін оқыту әдісі. (сілтеме бойынша өтіңіз сілтеме)

Жобаны бағалау үшін, бірінші аптада оқушыларға осы материалды (PBLrubrics – сілтеме) беріңіз:
 – оқушылар қандай критерийлер бойынша дайындалу керектігін алдын ала түсінуі керек,
 – оқушылар өз әріптестеріне тиісті баға бере алуы керек.