СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ

Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно

Скидки до 50 % на комплекты
только до

Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой

Организационный момент

Проверка знаний

Объяснение материала

Закрепление изученного

Итоги урока

Исследовательский проект на тему: " Альтернативные источники энергии"

Нажмите, чтобы узнать подробности

В проекте раскрывается тема альтернативных источников эненргии.

Просмотр содержимого документа
«Исследовательский проект на тему: " Альтернативные источники энергии"»





Исследовательский проект :

«Альтернативные источники энергии»



































ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Альтернативные источники энергии

1.1 Солнечная энергия

1.2 Энергия ветра

1.3 Энергия приливов

1.4 Глубинное тепло Земли

1.5 Энергия биотоплива

Глава 2. Дети и альтернативная энергия

Глава 3. Экспериментальная часть

Заключение

Список используемых источников























Введение

Человечество потребляет огромное количество энергии. За год мы сжигаем от 9 до 20 млрд. тонн топлива. 75% всей потребляемой энергии составляют полезные ископаемые (34% - нефть, 25% - уголь, 19% - природный газ); 5% остальной потребляемой энергии – атомные ЭС; 6% - ГЭС; 11% - от других источников энергии. В своей работе мы обратили внимание на те 17%, которые приходятся на возобновляемые источники энергии.

Энергетика служит основой любых процессов во всех отраслях народного хозяйства, главным условием создания материальных благ, повышения уровня жизни людей. К традиционным источникам энергии относятся ТЭС, АЭС, ГЭС. Если рассматривать перспективы традиционной энергетики, то угля хватит на 600 лет, нефти на 90 лет, газа на 50 лет, урана по разным прогнозам на 27-80 лет.

Большие надежды в мире возлагаются на так называемые альтернативные источники энергии, преимущество которых заключается в их возобновимости и в том, что это экологически чистые источники энергии.

Альтернативный источник энергии является возобновляемым ресурсом, он заменяет собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле, которые при сгорании выделяют в атмосферу углекислый газ, способствующий росту парникового эффекта и глобальному потеплению. Причина поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.

Их преимущество заключается в возобновимости энергетических ресурсов. К таким источникам можно отнести:

энергию солнца;

энергию ветра;

энергию приливов;

глубинное тепло Земли;

топливо из биомассы;

Если не развивать альтернативную энергетику, то это может привести к энергетическому кризису, так как с каждым днем больше истощаются запасы природных ресурсов (уголь, газ, нефть), необходимых для работы традиционной энергетики. В результате деятельности традиционной энергетики происходит отрицательное воздействие на атмосферу, литосферу и гидросферу, что увеличивает вероятность возникновения катастрофы.

Актуальность проблемы: современные наиболее используемые источники электроэнергии это гидро-тепло - и атомные электростанции не экологичны. Альтернативная энергетика, построенная на использовании возобновляемых источников энергии, может решить проблему экологии и исчерпаемости топливных ресурсов.

Цель работы: узнать, какие существуют основные альтернативные источники энергии и о возможности их использования в детских игрушках.

Задачи:

  • изучить научную литературу по данной теме;

  • выяснить, что такое альтернативные источники энергии;

  • исследовать различные альтернативные источники энергии;

  • рассказать об истории развития источников энергии;

  • изучить принципы получения и применения энергии;

  • выявить преимущества и недостатки каждого способа;

  • сделать вывод о том, какие виды наиболее выгодны и приемлемы для человека;

  • провести эксперимент по использованию различных видов альтернативной энергии.

Объект исследования: альтернативные источники энергии.

Предмет исследования: использование альтернативных источников энергии в бытовых условиях.

Методы исследования: изучение, анализ, систематизация, эксперимент.

Гипотеза: Возможно, что альтернативные источники энергии действительно являются заменой традиционным источниками, их возможно использовать в игровой деятельности детей.

Глава 1. Альтернативные источники энергии

    1. Солнечная энергетика


Солнечная энергетика – направление альтернативной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде.

Солнечная энергия представляет собой, возможно, один из наиболее перспективных источников энергии. Подумать только, что всего за восемнадцать солнечных дней Солнце поставляет, нам энергию, равную количеству энергии, которая хранится в недрах земли. Одним из наиболее распространенных устройств, которых преобразует солнечную энергию считается солнечная батарея.

Солнечные электростанции активно используются более чем в 80 странах, они преобразуют солнечную энергию в электрическую. Наиболее распространены станции, использующие фотоэлектрические преобразователи, объединенные в солнечные батареи.

Солнечные батареи массово применяются во многих отраслях за счет своей многофункциональности и простоты.

В современной архитектуре все чаще планируют строить дома с встроенными аккумуляторными источниками солнечной энергии. Солнечные батареи устанавливают на крышах зданий или на специальных опорах. Многие мировые производители электроники и бытовых приборов уже начинают внедрять солнечные панели в свою продукцию.

К примеру, каждый в своей жизни сталкивался с обычным калькулятором, работающим от солнечной энергии. Это различные зарядные устройства для мобильных телефонов и аккумуляторов, фонарики, мобильные телефоны и так далее. Потенциал огромен и не имеет границ.

Весьма распространено применение солнечных батарей в качестве уличного освещения. Светильники, работающие на солнечных батареях, довольно часто применяются в качестве украшения к ландшафтному дизайну.

В космонавтике солнечные батареи играют существенную роль. Эти устройства являются автономными источниками электричества, снабжающие электроэнергией все системы и установки жизнеобеспечения космических станций, а также обеспечивают бесперебойную и четкую работу всей аппаратуры. Одна из важнейших отраслей использования энергии Солнца – автомобилестроение.

Преимущества солнечной энергии:

  • возобновляемость;

  • обильность;

  • постоянство;

  • доступность;

  • экологическая чистота;

  • бесшумность;

  • экономичность.

  • Недостатки солнечных источников энергии:

  • высокая стоимость;

  • непостоянство;

Таблица 1. Самые крупные СЭС России

1.

Перово-Республика Крым

105.6МВт

2.

Самарская СЭС – Самарская область

75.0МВт

3.

Николаевка- Республика Крым

69.7МВт


В Краснодарском крае планируется строительство 18 солнечных электростанций.



1.2.Ветроэнергетика

Ветроэнергетика – один из самых перспективных способов получения энергии. Этот источник не только экологически чистый (ветровые генераторы в процессе эксплуатации не потребляют ископаемого топлива), но и возобновляемый. Затраты на получение энергии от ветра сводятся главным образом к установке необходимого оборудования. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти.

Помимо этого, запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. История ветроэнергетики начинается с незапамятных времён. Энергия ветра вот уже более 6000 лет надежно и верно служит людям. Первые простейшие ветродвигатели применяли в глубокой древности в Египте и Китае. Ветряные мельницы, производящие электричество, были изобретены в 19-м веке в Дании.

Там в 1890-м году была построена первая ветроэлектростанция, а к 1908-му году насчитывалось уже 72 станции мощностью от 5 до 25 кВт. Крупнейшие из них имели высоту башни 24 м и четырехлопастные роторы диаметром 23 м. В России ветряные установки использовались в основном для помола зерна. В начале ХХ века в России насчитывалось около 250 тысяч ветряных мельниц, которые перерабатывали почти половину урожая зерновых.

В настоящий момент ветроэнергетика является быстро развивающейся и перспективной отраслью




Таблица 2. Крупные ВЭС в России

1.Калининградская ВЭС

5.1МВт

2.Воркутинская ВЭС

1.5МВт

3.Камчатская ВЭС (о. Беринга)

250кВт

4.Тюпкельды ВЭС (Башкирия)

550 кВт

5.Ростовская ВЭС

30кВт

6.Мурманская ВЭС

200кВт

7.Чукотская ВЭС

250кВт


Преимущества ВЭС:

  • полное отсутствие загрязнения окружающей среды;

  • ветровая энергия изобильна, чиста, безопасна и надежда в качестве ресурса для производства электроэнергии;

  • цена производства электричества на ветровых станциях постоянно снижается;

  • ветроэнергетика производит электроэнергию гораздо ближе к потребителю, что снижает ее потери и стоимость строительства линий электропередач.

Недостатки ВЭС:

  • распространение ветрогенераторов может затруднить прием телепередач и создавать мощные звуковые колебания;

  • ветер дует почти всегда неравномерно, поэтому и генератор будет работать неравномерно, отдавая то большую, то меньшую мощность;

  • возможные изменения в ландшафте;

  • энергия ветра не сможет сама по себе удовлетворить потребности в электричестве города, региона или государства целиком


2.3. Геотермальная энергетика. Тепло Земли как источник энергии


Геотермальная энергетика – это производство электроэнергии, а также тепловой энергии за счет энергии, содержащейся в недрах Земли. Источниками геотермальной энергии являются магма, горячие подземные воды и сухие нагретые породы. Объем Земли составляет примерно 1085 млрд. куб. км, и весь он, за исключением тонкого слоя земной коры, имеет очень высокую температуру.

. Ясно, что геотермальная теплота представляет собой несомненно самый крупный источник энергии, которым в настоящее время располагает человек. Причем это энергия в чистом виде, так как она уже существует как теплота, и поэтому для ее получения не требуется сжигать топливо или создавать реакторы.

История развития

Использование геотермальной энергии имеет весьма давнюю историю. Один из первых известных примеров — Италия, местечко в провинции Тоскана, ныне называемое Лардерелло, где ещё в начале XIX века местные горячие термальные воды, изливавшиеся естественным путём или добываемые из неглубоких скважин, использовались в энергетических целях. Вода из подземных источников, богатая бором, употреблялась здесь для получения борной кислоты.

Одновременно энергию природного водяного пара начали использовать для работы буровых установок, а в начале XX века — и для отопления местных домов и теплиц.

Там же, в Лардерелло, в 1904 году термальный водяной пар стал энергетическим источником для получения электричества. Примеру Италии в конце XIX — начале XX века последовали и другие страны. В 1967 году в СССР была представлена первая электростанция, работающая по методу двойного цикла. Новая технология позволяла получать электроэнергию, используя гораздо меньшие температуры.

В 2006 году подобная электростанция была построена в Аляске, способная вырабатывать энергию из воды с рекордно низкой температурой 57°C. 

Применение геотермальной энергии

Существует два основных способа использования геотермальной энергии: прямое использование тепла и производство электроэнергии. С этим связано и использование ее человечеством.

На сегодняшний день геотермальные ресурсы используются в сельском хозяйстве, садоводстве, аква - и термокультуре, промышленности, сфере жилищно-коммунальных хозяйств. В нескольких странах построены крупные комплексы, обеспечивающие население электроэнергией. Продолжается разработка новых систем.

Чаще всего использование геотермальной энергии в сельском хозяйстве сводится к обогреву и поливу оранжерей, теплиц, установок аква- и гидрокультуры. Подобный подход применяется в нескольких государствах - Кении, Израиле, Мексике, Греции, Гватемале и Теде.

Одна из наиболее перспективных сфер – частный сектор, для которого геотермальная энергия – это реальная альтернатива автономного газового отопления.

Таблица 3 Крупные ВЭС в России

Адыгейская. Адыгея.

150МВт

Ульяновская. Ульяновская область.

50.4МВт

Тарханкутская. Республика Крым.

22.45МВт

Пилотная. Краснодарский край.

460 МВт ожидаемый год ввода 2020

Береговая. Краснодарский край

220МВт ожидаемый год ввода 2022


Преимущества геотермальной энергетики:

  • можно использовать в виде геотермальной воды или смеси воды и пара (в зависимости от температуры) для нужд горячего водо- и теплоснабжения, а также для выработки электроэнергии;

  • не требуется поставки топлива из внешних источников;

  • обычная геотермальная станция, расположенная на берегу моря или океана, может применяться и для опреснения воды, которую можно затем использовать для питья или ирригации (орошение);

  • данный вид энергии практически неиссякаем и имеет полную независимость от условий окружающей среды, времени суток и года;

  • использование этой энергии позволяет обеспечить тепло- и электроснабжения населения в техзонах нашей планеты, где централизованное энергоснабжение отсутствует или обходится слишком дорого (например, в России на Камчатке);

  • гарантирует практически полную безопасность для окружающей среды.

Недостатки геотермальной энергетики:

  • требуется определенное местоположение для бурения скважин;

  • несмотря на почти полную экологическую безопасность, высока вероятность наличия в воде токсичных соединений и металлов;

  • необходимы значительные капитальные затраты на бурение скважин

  • тепло Земли очень «рассеянно», и в большинстве районов мира человеком может использоваться с выгодой только очень небольшая часть энергии;

  • иногда действующая геотермальная электростанция может остановиться в результате естественных изменений в земной коре. Кроме того, причиной ее остановки может стать плохой выбор места или чрезмерная закачка воды в породу через нагнетательную скважину.

2.4.Энергия биомассы


Биомасса считается возобновляемым источником энергии, так как содержащаяся в ней энергия производится в процессе фотосинтеза, когда растения преобразуют лучистую энергию в углеводороды. Выращивание растений специально для превращения в биомассу есть форма сохранения солнечной энергии.

. Это шестой по запасам из всех доступных источников энергии после угля, горючих сланцев, урана, нефти и природного газа. Источниками топлива из биомассы являются деревья и травянистые растенияводные и морские растения, отходы сельскохозяйственного и лесоизготовительного производства, навоз и сточные воды, свалки.

История развития и состояние на сегодняшний день

Биомасса является одним из древнейших источников энергии, однако ее использование до недавнего времени сводилось к прямому сжиганию при открытом огне или в печах и топках с относительно низким К.П.Д.

В 1970-х впервые начали обращать серьезное внимание на возможность использования биомассы в качестве замены ископаемых топлив (нефть, уголь и т.д.). В 80-х стали активно строиться генераторы, работающие на использовании отходов лесобработки, что стало первым шагом к массовому производству энергии из биомассы.

В 2000 году произошло еще большее улучшение биомассы. Были разработаны программы для сокращения потребления ископаемых видов топлива. Были также исследования о различных сельскохозяйственных культурах, которые можно выращивать для производства электроэнергии.

Использование биотоплива

Существует всего 3 вида биотоплива:

Твердое топливо (древесина)

Жидкое топливо (биодизель, биоэтанол и т.д.)

Газообразное топливо (биогаз)

Преимущества энергии биомассы:

  • биомасса – один из самых обильных источников энергии. Сотни миллионов запасов создано только природой, но также много тонн образуется в результате деятельности человека;

  • энергия из биомассы сможет помочь решить проблему изменения климата, сократить количество кислотных дождей, предотвратить загрязнение водоемов, эрозии почв, а также уменьшить количество различных отходов. Все больше применяя биомассу в качестве источника энергии, люди меньше задают вопрос о том, куда девать мусор;

  • при ответственной переработке биомассы в энергию двуокись углерода (СO2) не загрязняет атмосферу, поскольку новые растения в процессе роста поглощают всю двуокись углерода, выделяющуюся во время сжигания топлива;

  • по сравнению с природным топливом, данная энергия намного дешевле в использовании;

  • крупные электростанции на биотопливе способны работать беспрерывно, в отличие от солнечных и ветряных электростанций, которые зависят от ветра и солнца соответственно.

Недостатки использования энергии биомассы:

  • сжигание биомассы все же приводит к выбросу некоторого количества различных (в зависимости от типа используемой биомассы) загрязняющих атмосферу веществ. Наиболее распространены окислы азота (NO). При прямом сжигании древесины может выделяться значительное количество окислов углерода и пыли (дисперсных частиц);

  • бесконтрольная заготовка топлива из биомассы для электростанций наносит вред природе;

  • на данный момент производство биогаза выгодно и доступнов сельских местностях и на фермах, причем преимущественно в развитых странах

  • при некоторых технологиях отдельные виды топлива, получаемого из биомассы, могут потребовать для своего производства больше энергии, чем смогут дать.


1.5. Энергия приливов

Приливная электростанция (ПЭС) — особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли.

Для получения энергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, которые могут работать как в режиме генератора, так и в режиме насоса (для перекачки воды в водохранилище для последующей работы в отсутствие приливов и отливов). В последнем случае они называются гидроаккумулирующая электростанция.

История развития приливных электростанций

В России c 1968 года действует экспериментальная Кислогубская ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря, вблизи поселка Ура-Губа Мурманской области. Первая и единственная приливная электростанция России. Состоит на государственном учёте как памятник науки и техники. Станция установлена в узкой части губы Кислая, высота приливов в которой достигает 5 метров.

Преимуществами ПЭС являются экологичность и низкая себестоимость производства энергии.

Недостатками — высокая стоимость строительства и изменяющаяся в течение суток мощность, из-за чего ПЭС может работать только в составе энергосистемы, располагающей достаточной мощностью электростанций других типов.

Существует мнение, что работа приливных электростанций тормозит вращение Земли, что может привести к негативным экологическим последствиям.

Таким образом, можно сделать заключение о том, что все перечисленные альтернативные источники энергии имеют крайне высокую перспективность и значимость в использовании и в дальнейшем развитии. Но на данный момент времени наиболее приемлемыми и перспективными для человека являются биомасса и солнце. Биомасса - это практически неисчерпаемым источником энергии, так как образование отходов, выращивание растений и разведение животных – это непрекращающееся процессы.

К сожалению, технологии получения энергии из биомассы все еще не совершенны настолько, чтобы полноценно заменить традиционные источники энергии. Пока еще мало возможностей для производства энергии в широких масштабах, но с прогрессом это становится более реализуемым.

Солнце же обладает бесконечным энергетическим запасом, невозможным истратить полностью. По сравнению с другими источниками энергии, солнечную энергию относительно несложно получить и использовать для определенных нужд. Широкое применение солнечных батарей подтверждает это.

Не было бы биомассы без Солнца. Такие важнейшие источники энергии, как ветер и биомасса,являются формами проявления солнечной энергии, поэтому невозможно отрицать значимость данной звезды в альтернативной энергетике.


Глава 2 Дети и альтернативная энергия


Как объяснить детям, что игрушки могут двигаться без батареек?  Не  просто и не сразу, поэтому и появилась тема  – дети и альтернативная  энергия. В жизни каждого ребёнка есть игрушки  их великое множество и среди них, согласно тематике моей работы я выделила те, в которых используются  элементы питания – батарейки.

 Единожды купив игрушку с батарейками, мы попадаем в зависимость от продавцов по постоянному их пополнению. Чем больше игрушек с элементами питания, тем больше нужно батареек.Взглянув на обычную пальчиковую батарейку, мы практически всегда увидим на ней знак, не выбрасывать в урну! Это означает: «Не выбрасывать, необходимо сдать в спецпункт утилизации». И этот знак на батарейке стоит  неспроста.

Подсчитано, что одна пальчиковая батарейка, беспечно выброшенная в мусорное ведро, может загрязнить тяжёлыми металлами около 20 квадратных метров земли, а в лесной зоне это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ёжика и нескольких тысяч дождевых червей! В батарейках содержится множество различных металлов - ртуть, никель, кадмий, свинец, литий, марганец и цинк, которые имеют свойсвойство накапливаться в живых организмах, в том числе и в организме человека, и  наносить существенный вред здоровью. 

К сожалению, только несколько пунктов приёма батареек мы нашли в городе Брянск. В нашем населённом пункте мы не смогли получить информацию о том, куда утилизировать использованные батарейки. Вот и получается, что тысячи батареек мы попросту выбрасываем с остальным мусором. А это губительно для природы.

Мы изучили ассортимент игрушек на полках детских магазинов: чтобы игрушка производила действия, необходимо поставить в неё от 2 до 8 батареек. Есть ли выход из этой ситуации? Он есть, и, к счастью, разработчики и производители детских игрушек уже начали использовать альтернативные источники энергии.

Южнокорейские инженеры создали детский городок Natural Energy Park. Этот комплекс самый что ни на есть обычный детский городок с множеством развлечений для подрастающего поколения. Здесь расположены лестницы, канаты, горки, качели и много всего другого, что бывает на миллионах других детских площадках. Но все эти элементы одновременно представлять собой и генераторы электроэнергии.

К примеру, качели, а также все прочие движущиеся и крутящиеся части будут подключены к динамо-машинам, вырабатывающим электричество. На крыше этого детского городка располагаются солнечные батареи и ветряные турбины. Взрослые уже с малых лет должны привлекать внимание детей к познаниям в сфере альтернативных источников энергии.

На российском рынке появился конструктор Знаток «Альтернативные источники энергии», который является увлекательным и полезным подарком для ребенка, дает множество новых знаний. Конструктор позволяет собрать 130 проектов. Собирая конструктор, дети учатся понимать принципы технологий, которые дают возможность сохранять ресурсы. Игрушка предлагает знакомство с энергией воды, ветра, солнца, и механической энергией. И что важно, малыш может самостоятельно собрать схемы без риска.

Игровой набор гоночных автомобилей на радиоуправлении Renewable Energy Racers Set (Возобновляемая энергия) учит детей развивать понимание того, как работает энергетика будущего.

Игрушечные автомобили получают энергию на своей зарядной станции от небольшой солнечной батареи, миниатюрного ветряка и модели водородной установки. Каждая заправочная станция, всего их три, подключена к одному из источников альтернативной энергии, таким образом, ребенок может оценить возможности, преимущества и недостатки каждого из них, и устроить соревнования между представителями различных отраслей возобновляемой энергетики.

Для этого каждый игрушечный автомобиль оснащен пультом дистанционного управления, который обеспечивает движение во всех четырех направлениях: вперед-назад и влево-вправо. Солнечная батарея заряжает аккумулятор миниатюрного электромобиля за 10-30 минут, в зависимости от интенсивности освещения. Аккумуляторная батарея игрушки обеспечивает пробег в течение 20 минут до полного разряда. Ветряная турбина обеспечивает полный заряд за 10-30 минут, в зависимости от скорости ветра и 20 минут пробега.

Автомобиль на водородном топливном элементе заряжается быстрее всех – в течение 5-ти минут, но и полного заряда хватает лишь на 3 минуты движения. Набор гоночных автомобильчиков на альтернативных источниках энергии учит детей видеть сильные и слабые стороны различных технологий, дает возможность экспериментировать. В игровой набор также входит подробный справочник, которые объясняет принципы устройства и работы каждого электрогенератора «зеленой» энергии.



Эко дом, комплект, работающий на солнечных батареях, что повышает заинтересованность детей в изучении альтернативных источников энергии. Набор учит детей, как можно получить энергию от солнца, солнечная панель используется для питания светодиодов сигнального дисплея, звуков двери, а также для ветряной мельницы.

В этом примере рассмотрена коллекция очаровательных кинетически-заряженных игрушек - супергероев.

Играя с этими игрушками, дети узнают о возобновляемых источниках энергии. Энергия, вырабатывающаяся во время движения, позволяет игрушке "говорить", светиться и, даже свистеть. Кроме того, обучая детей использованию возобновляемых источников энергии, такие игрушки мотивируют их выходить на улицу и играть на открытом воздухе.

В следующем примере рассмотрена модель солнечного трактора. Набор предназначен для изучения таких понятий, как солнечная энергия, цепная передача и передаточное отношение. В результате взаимоотношения шестерен солнечная энергия превращается в двигательное усилие. Солнечная панель, присоединенная к мотору, позволяет создать единый модуль, крепкий, долговечный и эффективный.



Глава 3. Экспериментальная часть

В экспериментальной части исследования нам необходимо убедиться, что механическая энергия, энергия ветра и солнца могут преобразовываться в электрическую. После подготовки всех необходимых приборов и материалов, знакомства с тем, как они работают. Переходим к эксперименту.

Исследовательский эксперимент №1

«Преобразование механической энергии в электрическую»

Цель: доказать, что: кинетическая энергия ветра может преобразоваться в механическую, а затем электрическую.

Для эксперименты мы воспользовались учебно-инженерным комплексом «Энергия ветра». Мы построили ветряную мельницу.

Лопасти ветряка, воспринимая давление ветра, приводят во вращательное движение вал. Вращение вала приводит к вращению ротора электрогенератора. Ротор-катушка с медным проводом при помощи магнитного поля в проводах возникает движение электронов и появляется электрический ток. Об этом свидетельствует светодиод, который должен загореться красным светом.

Итог эксперимента: при вращении лопастей лампочка внизу загорелась. Значит, механическая энергия может преобразоваться в электрическую. Для появления электрического заряда мы не использовали внешний элемент питания (батарейку)

Исследовательский эксперимент №2

«Преобразование солнечной энергии в электрическую»

Цель: убедиться в том, что солнечная энергия действительно может преобразовываться в электрическую, а также может быть использована в игровых целях.

Для достижения поставленной цели был использованы конструкторы «Робот-вездеход» и «Робот-жук». В качестве источника энергии в конструкторе используется солнечная батарея.

Мы собрали машину в соответствии с инструкцией.

На модель была установлена солнечная батарея . Солнечная батарея подносилась к источнику электрического света в домашних условиях для проведения эксперимента, заменяющего солнечную энергию. Через некоторое время, примерно 2 минуты, электромотор начинал работать, и робот-вездеход начинал двигаться.

В ходе эксперимента по преобразованию солнечной энергии в электрическую было установлено, что освещения комнаты недостаточно, чтобы зарядить солнечную батарею. Необходимы прямые лучи солнечного света. В домашних условиях солнечную батарею можно зарядить от настольной лампы, но для этого требуется яркий свет и продолжительное время (*около 2 часов)

При сборке робота-жука мы тоже использовали солнечную панель. При ярком солнце робот начинал движение конечностями и челюстями. При отсутствии солнечной энергии робот не получал электрического заряда и через30-40 сек. останавливался.

Полученные результаты в ходе проведения эксперимента № 2.

Экспериментальным путем было установлено, что при минимальном расстоянии солнечной батареи от света настольной лампы и прим попадании прямого солнечного света электромотор начинал работать.

Следовательно, можно сделать вывод о том, что эксперимент удался: вездеход и робот приходили в движение после того, как солнечная батарея заряжалась, что доказывает, что солнечная энергия была преобразована в электрическую. Мы доказали, что солнечная энергия может быть использована в игровой деятельности, хотя её применение для изготовления игрушек имеет недостатки: для использования солнечной батареи необходим прямой солнечный свет или постоянный яркий источник освещения; солнечная батарея быстро разряжается.

Мы считаем, что в настоящее время необходимо знакомить детей через игровую деятельность с возможностью применения альтернативных источников энергии в жизни.

Несмотря на то, что человечество ещё не готово отказаться от использования традиционных источников энергии, наше будущее-это альтернативная энергетика.

Исследовательский эксперимент №3

Цель: убедиться в том, что гидроэнергия действительно может преобразовываться в электрическую.

Для эксперименты мы воспользовались учебно-инженерным комплексом «Энергия ветра».

Мы построили механизм с лопастями. Лопасти поместили под струю воды, вращаться они не начали. Энергия не вырабатывалась, лампочка, соответственно, не загоралась.

Итоги эксперимента: В домашних условиях силы водяного потока не хватает для выработки энергии.


Заключение


В ходе проведенного исследования нами было установлено, что «зеленая», экологически чистая энергия окружает нас повсюду. Однако эффективно использовать природные источники без нанесения вреда окружающей среде, а также накапливать энергию, получаемую из них, для последующего применения, люди начали не так давно. Это было вызвано возрастающим загрязнением окружающей среды и ухудшением экологии на земле, а также не возобнавляемостью традиционных источников энергии. Некоторые ученые считают, что они в будущем закончатся и к этому моменту человек должен быть готов к замене их на альтернативные.

От того, насколько дети сегодня буду знакомы с альтернативными источниками энергии, зависит зеленое будущее нашей планеты. Когда они вырастут, именно им предстоит продолжить исследования в области альтернативной энергетики и расширения ее применения в жизни человека в разных сферах.

В результате проведенных экспериментов было установлено, что электрическую энергию можно получить за счет механической энергии, солнца, Также было установлено, что основные источники альтернативной энергии могут быть использованы в детских игрушках с целью повышения информированности детей о них и сохранения экологии Земли.


















Скачать

Рекомендуем курсы ПК и ППК для учителей

Вебинар для учителей

Свидетельство об участии БЕСПЛАТНО!