Возобновляемые источники энергии. Классификация ВИЭ

Истощение потенциала традиционных энергоресурсов. Быстрый экспоненциальный рост негативных антропогенных воздействий на окружающую среду. Актуальность использования возобновляемых источников энергии. Основное преимущество возобновляемых источников энергии – неисчерпаемость и экологическая чистота. Виды возобновляемой энергии.

I. Традиционные ВИЭ (3 часа)

1.1. Гидравлическая энергия

Первые гидроэлектростанции. Принципы работы ГЭС. Преимущества гидроэнергетики. Себестоимость электроэнергии на российских ГЭС. Гидроэнергетика в мире: крупнейшие ГЭС в мире. Гидроэлектростанции России. Аварии и происшествия на ГЭС. Экологические изменения в широком развитии гидроэлектрических ресурсов.

1.2. Энергия биомассы

Биомасса — энергоносители растительного происхождения. Технологии выработки энергии. Наиболее оптимальный способ использования биомассы. Газификация и пиролиз. Экологические показатели. Стоимость тепла и электроэнергии. Перспективные области применения турбогенераторов, использующих биомассу.

1.3. Геотермальная энергия.

Геотермальная энергетика. Ресурсы: перспективные источники перегретых вод. Достоинства и недостатки. Геотермальная электроэнергетика в мире и России. Классификация геотермальных вод. Геотермальные электрические станции с комбинированным циклом для северных районов России. Перспективность использования альтернативной энергии и КПД установок.

II. Нетрадиционные ВИЭ (7 часов)

2.1. Солнечная энергия

Энергия поставляемая на нашу планету Солнцем. Преобразования энергии Солнца в электрическую. Солнечные электростанции. Солнечные батареи. Широкий спектр применения солнечных батарей. Энергопассивные дома. Город «Солнца».

Ограничение масштабов использования фотоэлектрических солнечных батарей. Главная помеха для развития солнечной энергетики – земная атмосфера. Идея космической СЭС. Перспективы развития солнечной энергетики в России.

2.2. Ветровая энергия

Ветер служит человеку. Первые путешествия под парусом. Начало эры воздухоплавания. Воздушные винты в начале ХХ века. Преобразование энергии ветра. Ветровые двигатели: типы и принцип действия. Ветровые электростанции. Экономическое и экологическое «за» и «против» ветровой энергетики. Территории, где возможно развивать, и уже развита ветровая энергия; ветровая энергия с точки зрения экологии. Революционный ветрогенератор от самарского изобретателя.

2.3. Энергия морских волн и океанических течений. Энергия приливов.

Общие сведения об использовании энергии ветровых волн. Энергия поверхностных волн. Конструкция волновой электростанции. Гольфстрим – источник колоссальных энергетических ресурсов. Механическая мощность океанского течения. Подводная электростанция, собирающая энергию волн. Приливная энергия. Принципы работы ПЭС. Крупнейшая в мире приливная электростанция. Достоинства и недостатки волновой энергии. Потенциал и перспективы использования энергии волн.

2.4. Гидравлическая энергия, преобразуемая в используемый вид энергии малыми и микроГЭС

Малая гидроэнергетика. Источники ресурсов малой гидроэнергетики. Потенциал малой гидроэнергетики. Категории потенциала малой гидроэнергетики: валовой (расчетный) потенциал; технический потенциал; экономический потенциал. Малая гидроэнергетическая установка (МГЭУ). Малая гидроэлектростанция (МГЭС) и микрогидроэлектростанция (МкГЭС). Основные виды малых гидроэлектростанций (плотинная, русловая, приплотинная и др.). Достоинства и недостатки малой гидроэнергетики.

Практикум (3 часа)

Работа с технологическими наборами LEGO DACTA: 9680 («Энергия, работа, мощность») 9681 («Возобновляемые источники энергии»)

Знакомство на практике с возобновляемыми источниками энергии: солнечной энергией, энергией ветра и энергией потока воды и способами преобразования энергии, а также соотношениями между энергией, работой и мощностью. В основе всех предлагаемых заданий – фундаментальный закон природы, который гласит, что энергия не исчезает и возникает вновь, а только переходит из одного вида в другой. Сборка действующих моделей, использующих энергию солнца, ветра и воды.

III. Энергосбережение (4 часа)

3.1. Энергоэффективные технологии.

Когенерационные установки с многотопливными двигателями Стирлинга. Сверхпроводники – многообещающая возможность экономии энергии. Наночастицы снижают энергозатраты. Эффективное использование электроэнергии. Технологии двойного применения. Энергосберегающая бытовая техника. «Правильные» лампы.

3.2.Энергопассивный экодом.

Проблема энергосбережения при эксплуатации дома. Понятие энергопассивного жилища. Энергопассивный экодом – это жилище, где используются возобновляемые источники энергии и материалы, и не наносится вред природе и здоровью человека. Строительные материалы, теплообеспечение и утилизация отходов жизнедеятельности в энергоэффективном экодоме. Рисуем свой экодом, используя знания о ВИЭ и энергоэффективных технологиях.

3.3. Урок экономии электроэнергии.

Экономное применение освещения в домах и производственных помещениях. Приборы для экономии электроэнергии: термостаты, таймеры, цифровые счетчики. Сравнение характеристик лампы накаливания и энергосберегающих ламп. Практические советы экономии электроэнергии в быту.

3.4. Экономия электроэнергии в школе.

Анализ потребления и расхода электроэнергии в школе. Расчет времени окупаемости перехода на энергосберегающее освещение. Предложение по экономии электроэнергии в школе.

IV. Конференция «Возобновляемая энергетика – реальность и перспективы» (2 часа)

История развития видов альтернативной энергетики. Преобразование возобновляемой энергии в электрическую и тепловую.

Стоимость электроэнергии, вырабатываемой различными электростанциями. Перспективность использования альтернативной энергии и КПД установок.

Конференция проходит в форме ролевой игры в режиме круглого стола. Учащиеся выбирают роль (эколога, строителя АЭС, бизнесмена, представителя партии «Зеленых», и др.) и отстаивают свою точку зрения.

4.2 Урок по теме: "как живые организмы запасают энергию солнца"

Вид урока: урок изучения нового материала.

Технология: технология групповой деятельности.

Цели урока

1. Обучающая цель:

· обеспечить условия для формирования представлений о Солнце, его значении для живых организмов;

· обобщить и систематизировать знания об основной причине ведущей роли жизни в круговороте веществ.

2. Развивающая цель:

· развивать интеллектуальные и практические умения детей;

· развивать валеологические навыки, связанные с заботой о собственном здоровье.

3. Воспитательная цель:

· воспитывать доверительные отношения, чувство взаимопомощи, поддержки;

· воспитывать культурного человека, уважающего личность другого человека.

План урока

Содержание этапов урока	Виды и формы работы
1. Организационный момент	Приветствие
2. Проверка домашнего задания	Тестовая работа
3. Мотивационное начало урока. Выход на тему урока.	Дети с закрытыми глазами представляют то, что им говорит учитель, под звуки музыки
4. Изучение новой темы	Беседа Просмотр видеоклипа Работа с учебником Физкультминутка
5. Закрепление изученного	Моделирование изученного материала
7. Подведение итогов	Оценки за урок Творческая работа учащихся
8. Домашнее задание	Подготовить сообщения

I. Организационный момент.

Ребята, я приглашаю сегодня вас к сотрудничеству и очень надеюсь на вашу поддержку, призываю вас быть очень активными в течение всего урока.

И пусть девизом урока будет:

Я желаю сегодня вам добра!

Дети: Вы желаете сегодня мне добра! Если вам будет трудно, я помогу!

II. Проверка домашнего задания.

О каких “профессиях” живых организмов говорили на предыдущих уроках? (Производители, потребители, разрушители) Что вы можете сказать об их связи? (Живые организмы разных “профессий” не могут жить друг без друга)

Я предлагаю вам выполнить тест. Работать вы будете в группах. И всегда помните, что успех одного - это успех всей вашей группы.

Тест (на “+” или “-“)

1. Обмен веществ в живых организмах иногда приостанавливается. (-)

2. Круговорот веществ в природе замкнутое явление. (+)

3. Все виды жизнедеятельности возможны только за счет использования полученных веществ и энергии. (+)

4. Полученные вещества разлагаются на более простые и разносятся только в определенные органы. (-)

5. Производители вырабатывают органические вещества, необходимы для роста, самообновления и энергии живого организма. (+)

Ответы на листах вывешиваются на доску, сверху вешаю правильные ответы. Проверка, оценивание подготовки детей к уроку по группам. Если есть ошибки - разбираем.