2. Studieprodukt

Vedvarende energi

2. studieprodukt

Natur & Teknik

Ucsyd Haderslev

Kasper og Christian

Dato: 10.12.2010

Indholdindledning3Problemformulering3vedvarende energi3Bølgeenergi4Vandenergi4solenergi5vindenergi- hvordan fungere en vindmølle5Hvor kommer viden fra?6hvor er det mest effektivt at opstille vindmøller?ndmøllens placerng7Fordele og ulemper7Undervisningsforløb8Læringsforudsætninger8Rammefaktorer9Mål9Arbejdsmåder og tankegange9Indhold9Læreprocessen10vurdering10undervisningsforløb10undervisningsplan10Konklusion12bilag 1- byg en lille vindmølle12bilag 2 - spørgsmål14

indledning

Energi er en utrolig vigtig del af vores hverdag. Trods det, er det utrolig lidt vi tænker på hvor energien egentlig kommer fra. Vi vil med denne opgave prøve at give elleverne et indblik i de energi resurser vi har og bruger i Danmark.

Vi vil ligge vægt på vedvarende energi og have et fokus på vindmøller.

Problemformulering

Vi har valgt at lave et undervisnings forløb for 4. klasse, hvor vi vil give elleverne en viden om vedvarende energi og give elleverne indsigt i hvordan en vindmølle fungere. Vi har derfor stillet disse spørgsmål i vores problemformulering som vi vil prøve at besvare.

· Hvilke vedvarende energi resurser findes der?

· Hvad er vedvarende energi?

· Hvor kommer vinden fra?

· Hvordan kan man omdanne vind energi til elektricitet?

· Hvilke fordele og ulemper er der ved en vindmølle?

· Hvordan funger en vindmølle?

· Er det muligt at lave et undervisningsforløb som kan give elleverne en forståelse for hvordan vindmøller producere elektricitet?

vedvarende energi

Fossile brændstoffer forurener vores miljø og er meget begrænset. Vi bliver nødt til at finde og uddybe vores alternative energikilder.

Vedvarende energi (eller alternativ energi) er en fællesbetegnelse for energiformer, der ikke har begrænsede reserver, men dog er begrænset i deres øjeblikkelige forekomst.

Vindenergi, solenergi, bølgeenergi, vandkraft, jordvarme og biobrændstof er eksempler på vedvarende energiformer.[footnoteRef:1] [1: http://da.wikipedia.org/wiki/Vedvarende_energi]

Bølgeenergi

Bølger er svingninger der forplanter sig. De flytter energi og ikke masse. Bølger har 3 egenskaber, de kan interferere (blandes, adderes) , dreje om hjørner og de kan reflektere.

Bølgernes hastighed angives med en simpel formel:

v = f * λ (hastighed=frekvens gange bølgelængde. (3)

Vi kan få energi ud af bølger, når vi udnytter deres potentiale i havet ved hjælp af store anlæg, der driver en generator. Det kaldes bølgekraftværk.[footnoteRef:2] [2: Fysik C bogen, side 91]

Vandenergi

Vi har forskellige måder at omdanne vandenergi til elektricitet. Fx ved hjælp af en vandmølle eller et vandkraftværk. En vandmølle omdanner energien i strømmende vand til mekanisk arbejde, dvs. via en dynamo til elektricitet.[footnoteRef:3] [3: http://da.wikipedia.org/wiki/Vandm%C3%B8lle]

Et vandkraftværk producerer elektrisk energi ved hjælp af rindende vand. Det henter den potentielle energi i vand, som er fordampet fra havet og faldet som nedbør i bjergene. Højdeforskellen mellem vandet før og efter turbinen giver et energipotentiale. [footnoteRef:4] [4: http://da.wikipedia.org/wiki/Vandkraftv%C3%A6rk]

solenergi

En solcelle består af to lag silicium. Imellem findes der en elektrisk felt. Når solen bevirker to metalkontakter som sidder ved de 2 silicium lag at der løber strøm i det elektriske felt.[footnoteRef:5] [5: http://www.gosolar.eu/de/photovoltaik/planung-aamp-technik/solarzellen-und-module/aufbau-unterschiede.html]

vindenergi- hvordan fungere en vindmølle

En vindmølle omdanner bevægelsesenergien til mekaniskenergi. vindmølle princippet har været kendt i århundrede, eksempelvis har man brugt vindenergien til at male mel. Det store teknologiske spring fremad i forhold til de første el producerende vindmøller kom, da man udstyrede roterende med aerodynamiske vinger. Denne viden kom fra flyindustrien og gjorde vindmøllerne mere effektive.

Vindmøllen indstiller sig automatisk efter vinden, lige som en vindhane. Allerede ved en vindhastighed på 4 meter pr. sekund begynder rotterne at dreje. Vindmøllens generator bliver koblet til energi nettet når det blæser mere end 4 meter pr. sekund. Vindmølle producere mere strøm i takt med at vindhastigheden stiger. Strømproduktionen stiger ind til vindhastigheden når 13-14 s/m, der når vindmøllens sin maximale effekt. Ved vindhastigheder over det maximale, begynder roterne at stalle, så der kommer mere luft igennem. Hvis der kommer alt for meget vind, bremser møllen roterne og drejer væk fra vinden.[footnoteRef:6] [6: http://www.dkvind.dk/fakta/pdf/T1.pdf]

Omdannelsen fra mekanisk energi til elektrisk sker ved den cirkulerende mekaniske energi/ bevægelsesenergi går ind i en generator. En generator virker ved hjælp af induktion, en elektrisk leder møder et magnetfelt, hvorved der induceres en strøm.[footnoteRef:7]  [7: http://da.wikipedia.org/wiki/Elektrisk_generator]

Hvor kommer viden fra?

Vind opstår fordi luften har forskellige temperaturer. Det er solen der sørger for at der er forskellige temperaturer, fordi der er forskel på hvor gode materialer er til at absorbere solens varmeenergi. Varme luftmolekyler er varmere end kolde og derfor vil varm luft stige op. Det giver et undertryk nede ved jordens overflade som også kaldes for et lavtryk. Derudover opstår der et overtryk der hvor luften falder ned igen, dette kaldes et højtryk.

Det vil sige at lavtrykket suger luft til sig fra de områder hvor trykket er højere. Vindens styrke afhænger af hvor stor trykforskellen og hvor langt der er i mellem lav og højtryk.

Derudover afviger vinden mod uret på den nordlige halvkugle og med uret på den sydlige halvkugle. [footnoteRef:8] [8: http://www.skoleduel.dk/Videnscentret/Infoeromklimaet/Vindenergi/Hvor%20kommer%20vinden%20fra.aspx]

[footnoteRef:9] [9: http://www.hillerodsejl.dk/jolleskole/jolleskole_meteo.htm]

Her ses hvordan den varmeluft stiger op og skaber et lavtryk.

hvor er det mest effektivt at opstille vindmøller?ndmøllens placerng

Når en vinden blæser ind over Jordens overflade, vil den blive svækket af overfladens ujævnheder. Ujævnhederne vil gøre at vinden bliver mere ujævn og derved mere turbulent. Mere turbulens gør at vinden bliver svagere. Ujævnhederne på overflader vil give turbulens flere hundrede meter op i luften. Derfor vil det være mest effektivt at placere vindmøllerne på havet eller tæt ved kysten.

I Danmark blæser det mest fra Vest og Sydvest. På vindkortet over Danmark, som viser middelvindhastigheden i landet, kan man se at det er mest effektivt at sætte vindmøller op på vestkysten. Vindmøller forstyrre også vinden meget, derfor er der typisk 5-700 meter mellem de store vindmøller på havet, derfor kræver vindmølleparker rigtig meget plads. [footnoteRef:10] [10: http://www.climateminds.dk/index.php?id=105

]

Fordele og ulemper

Fordelene er at en vindmølle skaber 80 gange så meget energi i dens levetid, som det går til at fremstille, vedligeholde og skrotte den. Derudover er det vedvarende energi, fordi man ikke løber tør for vind.

Ulemperne er at vindmøllerne producere energi når viden blæser. Den kan altså ikke klare vores energi behov alene. Derudover har man heller ikke fundet en effektiv løsning på at gemme den overskydende energi. Endnu en ulempe er at vindmøllerne støjer og forstyrre øjet. Mange mennesker vil derfor gerne undgå at have vindmøller i baghaven. [footnoteRef:11] [11: http://www.skoleduel.dk/Videnscentret/Infoeromklimaet/Vindenergi.aspx]

Undervisningsforløb

Vi har valgt at bruge den didaktiske helhedsmodel fra hiim og hippe, for at sikre vi komme hele vejen rundt.

[footnoteRef:12] [12: http://www.aha.cvujelling.dk/p%C3%A6dagogik/Didaktik.htm]

Læringsforudsætninger

Læringsforudsætninger for undervisningsforløbet, er at elleverne har en viden om energi, resurser elektricitet. Vi går ud fra at elleverne har et kendskab om disse emner fra Fælles Mål 2009 2. klasse

Den fjerne omverden

kende signaturer for land, sø, hav og bjerg ved brug af atlas og kort

Menneskets samspil med naturen

give eksempler på ressourcer, der indgår i dagligdagen, herunder vand, fødevarer, elektricitet og affald.[footnoteRef:13] [13: http://www.uvm.dk/service/Publikationer/Publikationer/Folkeskolen/2009/Faelles%20Maal%202009%20-%20Natur%20teknik/Trinmaal%20for%20faget%20natur%20teknik%20efter%202,-d-,%20klassetrin.aspx]

Rammefaktorer

Klassen er 4.y som består af 17 ellever. Til rådighed er der et biologilokale, som er udstyret med smartboard skærm. På skolens område er der en stor græsplæne til rådighed for undervisningen. Udover er der mulighed for at bruge et værksted. Undervisningen består af en ugentlig dobbelt lektion på 2x 45 minutter. forløbet kommer til at strække sig over 3 uger.

Mål

Målet er at elleverne tilegner sig kompetencer, der sætter dem i stand til at opfylde disse mål fra Fælles Mål 2009 Natur/ Teknik- trin målet 4. klasse.

Den nære omverden

bruge enkle fagudtryk i beskrivelsen af vejriagttagelser, herunder temperatur, vindstyrke, nedbør og sigtbarhed.

Menneskets samspil med naturen

give eksempler på samfundets anvendelse af ressourcer og teknik, herunder hvordan vi producerer elektricitet, varme og papir

Arbejdsmåder og tankegange

Elleverne får mulighed for at arbejde med forskellige undersøgelsesmetoder.[footnoteRef:14] [14: http://www.uvm.dk/service/Publikationer/Publikationer/Folkeskolen/2009/Faelles%20Maal%202009%20-%20Natur%20teknik/Trinmaal%20for%20faget%20natur%20teknik%20efter%204,-d-,%20klassetrin/Arbejdsmaader%20og%20tankegange.aspx]

Indhold

undervisningen vil hovedsagligt være ellevernes egne iagttagelser, undersøgelser og eksperimenter. Derved håber jeg at t kunne fastholde interessen og undringen.

Læreprocessen

Vi vil prøve at bruge metoder der fremmer ellevernes kreative og innovative tilgang til emnerne. Derudover vil vi prøve at fremme ellevernes praktiske og kreative evner.

vurdering

Vi vil igennem helle forløbet observere og vurdere vores undervisningsmateriale. Vi vil have fokus på disse emner.

Er materialet for let eller svært (flow zone)?

Har elleverne en undring når der arbejdes med materialet?

Fungerer det didaktisk?

Får vi alle elleverne med fagligt?

undervisningsforløb

Forløbet strækker sig over tre uger med en dobbeltlektion om ugen.

1 lektion

Hvad ved vi om energi?

2 lektion

Byg en vindmølle?

3 lektion

Byg en vindmølle?

4 lektion

Hvad er en generator/dynamo?

5 lektion

Hvordan virker en rigtig vindmølle?

6 lektion

Ud og se en rigtig vindmølle?

undervisningsplan

lektion

Plan/

Mål

materiale

1 Lektion

hvad ved i energi

Introduktion.

Hvad ved eleverne om energi?

Hvad er elektricitet?

Hvad bruger vi det til?

Hvor kommer det fra?

Hvad er fossile og hvad er vedvarende?

Finde ud af hvad elleverne ved om energi.

Give elleverne et kendskab og egenskaber til at adskille fossile og vedvarende energi resurser.

Smartboard

Google, til at finde billeder.

2 Lektion

Byg en vindmølle

Introduktion.

Ellever opdeles i 3 mands grupper og begynder at bygge deres egen vindmølle. Jf. bilag 1

Give elleverne en forståelse for hvordan vinden for roterne til at køre rundt.

Styrker ellevernes Praktiske og kreativ evner

Jf. bilag

3 Lektion

Færdiggørelse af vindmøllen.

Forsættelse og færdiggørelse af vindmøllen.

Afprøve og se at vindmøllen kan løfte en vægt.

Derudover er der også mulighed for at målevindstyrken(med en vindmåler)

Give elleverne en forståelse for hvordan vinden for rotterne til at kører rundt.

Styrker ellevernes Praktiske og kreativ evner

Jf. bilag

vindmåler

4 Lektion

Hurtig Introduktion om hvordan vind bliver omdannet til el.

Derefter skal elleverne opdeles i grupper, hvorefter de skal bruge den her hjemmeside og google til at finde svarene på spørgsmålene. http://www.talentfactory.dk/da/kids/index.htm. Der skal elleverne svare på spørgsmål. Spørgsmål opdeles i grupperne og hver gruppe svare på 2 spørgsmål som de skriver på et dokument på smartboard.

Hvordan omdanner en vindmølle vind energien til el? hvor findes der generatorer og dynamoer?

Elleverne får nogle forskellige dynamoer udlever som de kan prøve.

En computer pr. hold.

5 Lektion

Hvordan virker en stor vindmølle?

En hurtig introduktion til hvordan en stor vindmølle fungere.

Derefter skal elleverne ud og se en rigtig vindmølle.

Elleverne får et kendskab til hvordan en rigtig vindmølle fungere og hvor stor den er.

6 Lektion

Vindmølle besøg.

Konklusion

Emnet om vedvarende energi skaber en bevidsthed for strøm og dens produktion, samt ansvar for vores miljø.

I et moderne samfund er det vigtig at vide, at strøm ikke bare kommer Fra stikkontakten, men har en meget længer vej. Eleverne lærer at det er nødvendig at bruge strømmen fornuftig: Man slukker for lyset når man forlader sit værelse, man køber et miljøvenligt køleskab og ikke have sit vindue åben når radiatorerne er tændt.

bilag 1- byg en lille vindmølle

Byg en lille vindmølle

1. Se på tegningen hvordan du skal konstruere vindmøllen.

2. Begynd med at sætte proppen fast på blomsterpinden, som bliver modellens aksel.

3. Sæt dernæst en træklods, en spændeskive, et sugerør, den anden spændeskive og den anden træklods på pinden (i den rækkefølge).

Træklodserne skal limes fast.

4. Lav en rotor ud af et stykke papir ved at følge instruktionerne på tegningen.

5. Sæt rotoren fast til proppen med en tegnestift og lidt lim.

6. Vikl sytråden om pinden. Bøj sømmet til en krog, og bind krogen fast til tråden.

Du kan nu undersøge hvor tunge ting, du kan hejse op med din vindmølle.

bilag 2 - spørgsmål

spørgsmål

1 Hvilke vedvarende energikilder kender du? Nævn 3

2 Hvorfor er kulenergi skadelig for miljøet?

3 Skal man åbne sit vindue når radiatorer er tændt? Forklar hvorfor eller hvorfor ikke.

4 Hvorfor har vi flere vindemølleparker i havet og færre på landet?

5 Hvorfor har nogen huse et solaranlæg på taget?

6 Hvordan får vi energi fra vandet (i havet og i floder)?

7 Hvor stammer vores olie fra?

8 Hvornår udløber verdens olieforråd cirka?

9 Hvad er forskellen mellem de gamle og de moderne vindmøller?

10 Hvad er en dynamo?

11 Du har også en dynamo på din cykel. Forklar hvordan den virker.

12 Hvad tror du er årsagen til at folk ikke kan lide når der står en vindmølle i nærheden af deres hus?

2