inspirerende undervisning

Transkript

1 laver inspirerende undervisning om energi og miljø TEMA: Solenergi Lærervejledning BAGGRUND Klodens klima påvirkes, når man afbrænder fossile brændsler. Hele verden er derfor optaget af at finde nye muligheder for at dække det stadigt stigende energiforbrug med andet end olie, kul og gas. Eleverne skal i denne aktivitet undersøge, hvor meget energi solen leverer, samt hvordan solens energi kan udnyttes til både strøm, opvarmning af bolig og varmt vand. Denne aktivitet består af: Øvelser, hvor eleverne skal lave forsøg med solfangere og solceller samt løse teoretiske opgaver om solen som energikilde. Fælles oplæg om solenergi og solvarmeanlæg. Forslag til to ekstra opgaver, hvor eleverne skal læse og blandt andet diskutere, hvordan vi i fremtiden sikrer en bæredygtig energiforsyning. Formålet med aktiviteten er at få en forståelse for, hvordan vi kan udnytte solen som energikilde til strøm, opvarmning af vores huse og til varmt vand. Om materialet Undervisningsmaterialet er udarbejdet af Skolernes EnergiForum, og er udarbejdet til udskolingselever. Målet med forløbet er, at eleverne engagerer sig i alternative energiformer og tilegner sig viden om solenergi, samt at de får en forståelse for, at deres adfærd har betydning for miljøet. Som afslutning kan der udarbejdes forslag til kommunen om, hvordan den bedst kan udnytte solens energipotentiale. PROGRAM 8:00-8:15 Introduktion til dagens program 8:15-9:45 Gruppearbejde 9:45-10:00 Pause 10:00-11:00 Fremlæggelse og afslutning UNDERVISNINGSFORLØB Undervisningen indeholder fire opgaver: Opgave 1: Hvordan virker solceller? Opgave 2: Hvordan virker solfangere? Opgave 3: Brug af solenergi i kommunen Opgave 4: Solenergi som brændstof til biler Undervisningsmaterialet kan bruges i den almindelige fysikundervisning, hvor hele klassen samlet gennemgår de fire opgaver, eller eleverne deles i grupper, som arbejder med hver sin opgave. Opgave 1 og 2 er af praktisk karakter, hvor eleverne får mulighed for selv at eksperimentere med solceller og solfangere. OBS: Det kan i tilfælde af overskyet vejr være nødvendigt at være indenfor til opgave 1 og 2. I stedet for at producere strøm og varmt vand via solen, bruges en kraftig halogen-arbejdslampe. Opgave 3 og 4 er teoretiske opgaver. Klassen kan fx deles i to grupper, som hver løser en praktisk opgave og eventuelt herefter løser de teoretiske opgaver. 1

2 OPGAVE 1 Til opgave 1 skal der bruges: Computer med internetadgang Solceller og udstyr til solceller (kan lånes hos Energitjenesten, ) Radion (kan lånes hos Energitjenesten) Faktaark om solceller Rapporten Alt om elforbrug som findes på (klik her for direkte link) Forsøg med solceller Eleverne skal lave et forsøg med solceller, hvor de får en radio til spille. Eleverne skal sætte solcellerne i serieforbindelse og opnå mellem 3 og 6 volt for at radioen kan spille. De kan måle det på voltmeteret. Se vejledning til forsøg i elevvejledningen. Svar på spørgsmålene i opgave 1 1. Monokrystallinske, polykrystallinske, tyndfilm 2. Mono- og polykrystallinske 3. Silicium 4. Forklaring på elektroners bevægelse i en solcelle kan findes i YouTube (klik her). 5. Sydvendt i ca. 40 O hældning. 6. At de producerer mindre strøm. Ved placering af solceller er det vigtigt at tjekke, at der ingen skygge er fra træer, andre huse eller lignende i løbet af dagen. 7. Her skal eleverne selv lave skygge og se hvad der sker. 8. Kommunen vil eksempelvis kunne sætte elsparepærer i, huske at slukke lyset og spare på stand-by forbruget samt i almindelighed være opmærksomme på deres behov. Mulige reaktioner hos befolkningen: De vil måske føle modvilje, fordi deres personlige frihed bliver truet. OPGAVE 2 Til opgave 2 skal der bruges: Faktaark om solfangere Solfangere (kan lånes hos Energitjenesten, ) Termometer og kande Computer med internetadgang. Forsøg med solfangere Eleverne skal lave et forsøg med solfangere. Se vejledning til forsøg i elevvejledningen. Svar på spørgsmålene i opgave 2: % 2. 0,02 % 3. Ja DK = 1 og Sahara = 2, og 1150 kwh 40 O hældning 4. Der er ikke nok sollys i vinterhalvåret. Hvis man skal have dækket alt det varme vand og rumopvarmning, skal man have et meget stort solfangeranlæg, hvor man så ikke vil kunne udnytte alt det varme vand i sommer halvåret eller 1,5 x 4 = 4-6m 2 6. Eks.: Skrue ned for rumtemperaturen, termostater, natsænkning, isolering, nye vinduer mm. Eleverne kan desuden få ideer fra disse links: 2

3 OPGAVE 3 Til opgave 3 skal der bruges: Faktaark om solfangere Oplysningsark om kommunens areal, antal indbyggere, kort over kommunen samt et luftfoto over et parcelhusområde (OBS! Information til oplysningsark skal læreren selv sørge for at finde). Svar på spørgsmålene i opgave 3: kwh/m 2 2. Kommunens areal x solindstråling 3. For at vurdere, hvor der kan sættes solfangere og solceller op, skal eleverne se på kort over kommunen og overveje om der er fritliggende arealer på landjorden, som kan anvendes) 4. Her skal eleverne se på billede af et parcelhusområde og vurdere om der er hustage, der kan anvendes hvor mange m2 tag eller hvor mange parcelhuse skal der til for at dække kommunes behov kan man spørge) 5. Antal borgere x 10m 2 6. Antal borgere x 1,5 m 2 7. (1,5+10)m 2 x antal borgere 8. Eleverne skal se på kort over kommunen og foretage en vurdering af mulighederne for at dække energibehovet med solenergi. 9. Lad eleverne forholde sig til de spørgsmål, der kan melde sig: Hvor skal fødevarerne komme fra? Nogen synes måske områderne er smukke, og nu skal de bruges til noget andet, hvor skal børnene så spille fodbold henne, nogen synes at hustagene ikke er pæne med solfangere og solceller på. Der kan være mange flere typer af konflikter. Løsninger på interessekonflikter kan være: borgerdeltagelse, frivillighed, viden om hvorfor er det vigtigt at bruge solenergi, oplysning fra kommunen. Hvad foreslår eleverne? OPGAVE 4 Til opgave 4 skal der bruges: Faktaark om drivhuseffekten Computer med internetadgang Lommeregner Svar på spørgsmålene i opgave 4: kilometer. 2. Elbilens største udfordring i dag er batteriets rækkevidde på op til 185 km, samt at en genopladning tager for lang tid. 3. Ladestandere til elbiler findes særligt i de større byer samt langs motorveje. Der opstilles dog flere og flere ladestandere af kommuner samt private firmaer som fx Better Place. Et opdateret kort over ladestandere i Danmark findes på oplad-din-elbil-her eller 4. Eleverne skal se på kortet, om der er ladestandere i nærheden af, hvor de selv bor: 5. På nuværende tankstationer, autoværksteder, indkøbscentre, kommunale bygninger mm. 6. Søjlediagram over pris pr. km for at køre i elbil Kroner 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Pris pr. km for at køre i elbil Medlemsskaber (km. pr. år) Kr./km 3

4 7. Graf med pris pr. km for benzin- og elbiler: Kroner 1,9 1,7 1,5 1,3 1,1 0,9 0,7 0,5 Pris pr. kørte kilometre Antal kilometer Benzinbil 8. Der spares henholdsvis 1000, 1500, 2000 og 3000 kg. Se udregningerne i tabel Bl.a. øget drivhuseffekt, øget temperatur, øget vandstandsstigning. 10. Kommunen bør satse mere på cykler og offentlig transport. Her kan diskuteres, hvordan den offentlige transport kan gøres bedre i kommunen. Kan man gøre noget for at cyklisterne får bedre forhold f.eks. cykelstier, pumpestationer, bedre p-pladser osv. Elbil CASE OM TRANSPORT Familie Hansen består af mor og far, Charlotte på 11 år og Janus på 17 år. De har to biler og bruger dem hver dag. Familien bor 15 km fra den største by i kommunen og 5 km fra en mindre by med indkøbsmuligheder. Der er både bus- og togforbindelser til den største by i kommunen og busforbindelse mellem de to byer. Charlotte går i den lille skole i den mindre by, Janus går på gymnasiet i den større by. På en typisk morgen tager mor begge børn med i bilen. Hun sætter børnene af ved deres skoler. Bagefter kører hun til sit job, som ligger 1 km fra den større bys station. Fars arbejde ligger 50 km væk og 4 km fra en station. Til alle fritidsaktiviteter bliver der kørt i bil. Fritidsaktiviteterne er i nærområdet dvs. omkring den lille by. Familien flyver hvert år på ferie og lejer bil på destinationen. Spørgsmål til eleverne: Hvad kan familien Hansen gøre for at få en mere bæredygtig transport? Svar: Det er muligt at benytte cykel, samkørsel eller offentligt transport i hverdagen og fritiden. I ferierne kan man vælge en mindre CO 2 - belastende transportform, fx tog. Tabel 1: Udregningerne for CO 2-udslip fra elbiler og benzinbiler Antal km CO 2 -udslip fra en almindelig benzinbil CO 2 -udslip fra en elbil med strøm fra ikke vedvarende energikilde, fx kul CO 2 sparet ved at køre i elbil sammenlignet med almindelig benzinbil km x 0,17 kg = 1700 kg x 0,07 kg = 700 kg 1700 kg 700 kg = 1000 kg km x 0,17 kg = 2550 kg x 0,07 kg = 1050 kg 2550 kg 1050 kg = 1500 kg km x 0,17 kg = 3400 kg x 0,07 kg = 1400 kg 3400 kg 1400 kg = 2000 kg km x 0,17 kg = 5100 kg x 0,07 kg = 2100 kg 5100 kg 2100 kg = 3000 kg 4

5 FREMLÆGGELSE Grupperne fremlægger deres svar på spørgsmålene for resten af klassen. Herefter drøftes i klassen, hvordan kommunen bedre kan udnytte solenergi i energiforsyningen. Klassen udarbejder en liste med forslag til, hvordan kommunen kan benytte solenergi til at dække en del af energiforbruget hos borgerne Klassen kan vælge at skrive et følgebrev til listen og sende det til kommunen og evt. til lokalavisen. Vil I arbejde videre? Om lagring af vedvarende energi: (omdanne vedvarende energi til kemisk energi) (omdanne sol/vindenergi til brint og benytte brint i brændselsceller) Om klimapåvirkninger: (her kan du finde CO 2 -regnskab, vandet stiger, 13 aktiviteter fra Klimakaravanen, mange film bl.a. ignoranterne, Mali et land ramt af klimaforandringer) Om elforbrug: (Materialet tager udgangspunkt i elevernes elforbrug på deres værelser) (Materialet tager udgangspunkt i et spil, hvor eleverne skal finde energiløsninger på deres skole) Materialet dækker følgende fælles mål fra fysik og kemi: Slutmål for 9. klasse Fysik og kemi i hverdag og samfund gøre rede for, diskutere og tage stilling til samfundets ressource- og energiforsyning beskrive hverdagslivets teknik og dens betydning for den enkelte og samfundet. Arbejdsmåder og tankegange planlægge, gennemføre og vurdere undersøgelser og eksperimenter med relevant udstyr anvende et hensigtsmæssigt fagsprog læse, forstå og vurdere informationer i faglige tekster formidle resultatet af arbejdet med fysiske, kemiske og tekniske problemstillinger Trinmål efter 8. klassetrin Fysik og kemi i hverdag og samfund give eksempler på, at der ved energiforsyning ofte produceres stoffer og varme, der påvirker miljøet kende fordele og ulemper ved udnyttelsen af forskellige energikilder Arbejdsmåder og tankegange planlægge, gennemføre og evaluere praktiske og teoretiske undersøgelser benytte udstyr, redskaber og hjælpemidler, der passer til opgaven. læse og forstå informationer i faglige tekster. 5