Odnawialne źródła energii zielona energia Scenariusz lekcji fizyki dla gimnazjów nt. odnawialnych źródeł energii Temat: Odnawialne źródła energii zielona energia Czas trwania zajęć: 45 min Cel główny: Przybliżenie zagadnienia odnawialnych źródeł energii Kryteria sukcesu/nacobezu: Rozróżniam konwencjonalne i odnawialne źródła energii. Wymieniam wady i zalety OZE Metody pracy: Pogadanka, pytania kluczowe, prowadzenie eksperymentu, stoliki eksperckie Środki dydaktyczne: Cytryny, gwoździe miedziane i stalowe (lub np. blaszki cynkowe i miedziane), przewody, multimetr, ikony do dopasowywania (zał. nr 1), diody i żarówki, opcjonalnie baterie AA i koszyki na nie, wentylator komputerowy, suszarka Opracowanie: Cezary Olchawa, konsultacja Piotr Zwoliński: Niezależna Grupa Popularyzatorów Nauki EKSPERYMENTATORZY Przebieg zajęć / zagadnienia: Od 1 do 5 minuty: Pogadanka z pytaniami kluczowymi: Co to jest energia? Po co ludziom potrzebna jest energia? Skąd się bierze energia? / Jakie są źródła energii? Przypomnienie pojęcia prądu elektrycznego jako uporządkowanego ruchu elektronów. Wykorzystanie symulacji PHET dostępnej on-line pod adresem: https://phet.colorado.edu/sims/signal-circuit/signal-circuit_pl.jnlp * Od 5 do 10 minuty: 1

Ułożenie obrazów znajdujących się w załączniku nr 1 w pary. Do każdej pary uczniowie dobierają wyrażenie spośród podanych przez nauczyciela: 1. energia wiatru 2. energia słoneczna 3. energia ruchu wody 4. energia spalania węgla 5. energia spalania gazu Od 10 do 15 minuty: Przeprowadzenie szybkiej burzy mózgów: uczniowie wymieniają zalety i wady tradycyjnych źródeł energii. Burza mózgów pozwala uczniom nabrać szerokiej perspektywy dotyczącej paliw kopalnych: nabierają świadomości kosztów wydobycia gazu, węgla, ropy oraz ich negatywnego wpływu na środowisko. Od 15 do 25 minuty: Budowa układu symulującego elektrownię wiatrową. Użyte zostaną: multimetr, wentylator komputerowy, żarówka, suszarka. Za pomocą strumienia powietrza z suszarki należy wprawić w ruch łopaty wentylatora. Następnie za pomocą multimetru należy zbadać zależność między odległością od suszarki i wielkością generowanego napięcia. Jako rozszerzenie ćwiczenia możliwe jest wykonanie wykresu zależności napięcia od odległości. Rolę odbiornika pełnić może również żarówka: cyfry prezentowane na wyświetlaczu miernika uniwersalnego mogą dla niektórych uczniów być wartością abstrakcyjną. Zastosowanie żarówki, która zmienia swoją jasność zależnie od prędkości obrotu łopatek wentylatora to rozwiązanie bliższe codziennemu doświadczeniu uczestników. Od 25 do 40 minuty: Podział klasy na 5 grup. W ich ramach uczniowie wyszukują w Internecie (przy użyciu komputerów lub urządzeń mobilnych) informacje nt. poszczególnych odnawialnych źródeł 2

energii. Przygotowują krótką notatkę, którą prezentują na forum klasy. Charakteryzują krótko swoje źródło energii oraz przekazują w niej informacje na temat 3 najważniejszych zalet i 3 wad przydzielonego im OZE. Lista tematów: 1. energia słońca 2. energia wiatru 3. energia wody 4. energia z biomasy 5. energia geotermalna Od 40 do 45 minuty: Ewaluacja warsztatu. Uczniowie na żółtych karteczkach zapisują najbardziej zaskakującą informację, jaką usłyszeli na dzisiejszych zajęciach. Karteczki przyklejają na tablicy. * Aplikacja opracowana na Uniwersytecie Kolorado i udostępniania na zasadzie Wolnej Licencji CC-BY Phet interaktywne symulacje University of Colorado Boulder https://phet.colorado.edu Informacje dla nauczyciela Przykładowe wady i zalety OZE: Energia słońca: + Najzasobniejsze źródło OZE; + Niskie koszty eksploatacji; + Nie szpeci krajobrazu - Zależna od pogody; - Niska wydajność; - Wysoki koszt początkowy. Energia wiatru: + Duży potencjał na wietrznych terenach; + Całkowity brak emisji zanieczyszczeń (za wyjątkiem dźwięku); + Stały koszt pozyskiwania prądu; - Wiatraki szpecą krajobraz; 3

- Emisja hałasu; - Dezorientacja ptaków. Energia wody: + Duży potencjał w wielu rejonach świata; + Stabilność dostaw energii (w niektórych rejonach); + Możliwe sprzężenie ze zbiornikami retencyjnymi; - Konieczność regularnej konserwacji; - Ryzyko zalania cennych obszarów; - Modyfikacja naturalnych właściwości wodnych terenu. Energia z biomasy: + Ekologiczne zagospodarowanie odpadów; + Dodatkowy zysk dla rolników; + Produkcja nawozu; - Konieczność budowy infrastruktury i jej serwisowania; - Ryzyko rozszczelnień; - Duże rozdrobnienie instalacji. Energia geotermalna: + Stabilność dostarczanej energii; + Uniezależnienie od sieci energetycznej; + Bardzo ekologiczna energia; - Wysokie nakłady; - Długotrwały okres przygotowawczy; - Produkcja prądu z ciepła wymaga dodatkowych urządzeń. 4

Informacja nt. projektu Scenariusze zajęć oraz konkurs ekologiczny dla dzieci i młodzieży Energia ze słońca są elementami projektu Budowa systemu energii odnawialnej kolektory słoneczne w zakładach opieki zdrowotnej, dla których organem tworzącym jest samorząd województwa mazowieckiego. Instytucją realizującą projekt jest samorząd województwa mazowieckiego. Projekt realizowany jest w 12 szpitalach na terenie województwa mazowieckiego i polega na instalacji kolektorów słonecznych do ogrzewania ciepłej wody użytkowej. Wartość przedsięwzięcia to ponad 42 mln zł, czyli ok. 10,83 mln franków szwajcarskich, a dofinansowanie ze Szwajcarsko-Polskiego Programu Współpracy wynosi 85 proc. kosztów kwalifikowanych. Szpitale biorące udział w projekcie: 1. Specjalistyczny Szpital Wojewódzki w Ciechanowie 2. SZPZOZ im. Dzieci Warszawy" w Dziekanowie Leśnym 3. Mazowiecki Szpital Specjalistyczny im. dr. J. Psarskiego w Ostrołęce 4. SPZOZ Meditrans Ostrołęka" Stacja Pogotowia Ratunkowego i Transportu Sanitarnego w Ostrołęce 5. Wojewódzki Szpital Zespolony w Płocku 6. WSZPZOZ im prof. Eugeniusza Wilczkowskiego w Gostyninie 7. SWPZZPOZ im. dr Barbary Borzym, ul. Krychnowicka 1, Radom 8. Mazowiecki Szpital Wojewódzki w Siedlcach Sp. z o.o. 9. Mazowieckie Centrum Rehabilitacji STOCER Sp. z o.o. 10. Międzyleski Szpital Specjalistyczny w Warszawie 11. Szpital Dziecięcy im. dr. J. Bogdanowicza SPZOZ, ul. Niekłańska, Warszawa 12. Mazowieckie Centrum Neuropsychiatrii Sp. z o.o., Zagórze k/warszawy 5

Załącznik 1 A. B. C. D. E. F. G. H. I. J. L. K. 6

Dla nauczyciela: Para liter D-G A-E F-C K-B I-J L-H Energia Energia słoneczna Energia wiatru Energia ruchu wody Energia spalania węgla Energia spalania gazu Energia spalania ropy 7