Енергетичні ресурси. Проблеми сучасної енергетики
ДОДАТОК
РОЗРОБКИ НЕСТАНДАРТНИХ УРОКІВ
УРОК № 3/69
Тема уроку. Енергетичні ресурси. Проблеми сучасної енергетики
Тип уроку: урок-конференція.
Мета уроку: показати значення енергії в житті людини; висвітлити проблеми, пов’язані з використанням традиційних видів енергії; ознайомити учнів з новими видами енергії; формувати навички роботи в групі.
План уроку
Етапи | Час | Прийоми і методи |
I. Постановка навчальної проблеми | 5 хв. | Розповідь |
II. Вивчення та закріплення нового матеріалу | 25-30 хв. | Презентація проектів групами учнів; бесіда; обговорення проектів |
III. Підведення підсумків | 5-10 хв. | Коментарі вчителя й учнів |
Коментар до уроку
Учні повинні підготуватися до цього уроку заздалегідь. Вони розподіляються на групи. Кожна група отримує завдання докладно вивчити матеріали про малопоширені, але перспективні джерела енергії, наприклад про енергетичні ресурси Світового океану (використовуються матеріали, наведені нижче, а також додаткова література).
Хід уроку
I. Постановка навчальної проблеми
Розповідь учителя
Учитель стисло говорить про проблеми забезпечення електричною енергією багатьох галузей світового господарства. Основу сучасної енергетики становлять тепло – і гідроелектростанції. Проте вартість вугілля, нафти й газу постійно зростає, а природні запаси цих видів палива скорочуються. Більшість річкових ресурсів для будівництва гідроелектростанцій уже освоєні. Для будівництва нових місця немає. АЕС уже не вважаються джерелами дешевої й екологічно чистої енергії. Запаси уранової руди також обмежені. Океан – гігантський акумулятор енергії Сонця, що потім трансформується в енергію вітрів і течій. Енергетичні ресурси океану є величезними й поновлюваними.
II. Вивчення та закріплення нового матеріалу
Конференція
Кожна група презентує свій проект. Опоненти з інших груп намагаються знайти “слабкі місця” розробки, виступаючи із критичними зауваженнями. Завдання вчителя – координувати й направляти полеміку в конструктивне русло.
Матеріали для проектів
O Морські водорості як джерело енергії
Пропонується використовувати прибережні водорості й фітопланктон для переробки на паливо. Один із способів переробки – збродження вуглеводів водоростей у спирти й ферментація великої кількості водоростей без доступу повітря для виробництва метану. Також після переробки фітопланктону його можна використовувати як рідке паливо.
O “Солона” енергія
Осмотичний тиск, що виникає у разі змішування прісних річкових вод із солоними, є пропорційним різниці в концентраціях солей у цих водах. У середньому цей тиск становить 24 атмосфери, для ріки Йордан там, де вона впадає в Мертве море,- 500 атмосфер. У цьому сенсі інтерес представляють устя таких рік, як Амазонка, Парана, Конго й ін.
O Енергія течій
Сучасний рівень розвитку техніки дозволяє одержувати енергію течії у разі швидкості потоку більше за 1 м/с. При цьому потужність, отримана від 1 м2 поперечного перерізу потоку, становить близько 1 кВт. Перспективними в цьому плані є течії Гольфстрім і Куросіо, а також у протоках Гібралтар, Ла-Манш, Курильський. Так, перший досвідний зразок такої турбіни під назвою “Коріоліс” уже випробуваний у Флоридській протоці.
O Енергія хвиль
Цю ідею виклав ще в 1935 році радянський учений К. Е. Ціолковський. В основі хвильових енергетичних станцій лежить дія хвиль на робочі механізми, які являють собою поплавці, маятники, лопаті тощо. Механічна енергія їхнього руху перетворюється в електричну. В Індії від хвильової енергії працює плавучий маяк порту Мадрас. У Норвегії в 1985 році уведено в експлуатацію першу у світі промислову хвильову станцію потужністю 850 кВт. Однак сьогодні електроенергія, отримана таким чином, у два-три рази дорожча за традиційну.
O Енергія вітру
Використання енергії вітру має багатовікову історію. Ще наприкінці XIX століття вітряний електродвигун використовував Ф. Нансен на судні “Фрам” для забезпечення учасників полярної експедиції світлом і теплом під час дрейфу в льодах. Уже кілька тисяч вітряних установок великої потужності діють у Норвегії, Нідерландах, Швеції, Італії, Китаї, Росії. У зв’язку з мінливістю вітру за швидкістю та напрямком велика увага приділяється створенню вітроустановок, що працюють з іншими джерелами енергії. Енергію великих океанських ВЕС передбачається використовувати для виробництва водню з океанської води або для видобутку корисних копалин із дна океану.
O Термальна енергія
Ідея використання теплової енергії, накопиченою тропічними й субтропічними водами океану, була запропонована ще наприкінці XIX століття. В 70-ті роки XX століття побудовано перші досвідні океанські теплові електростанції (ОТЕС). Робота ОТЕС заснована на принципі, використовуваному в паровій машині. Розрахункова потужність 250-400 МВт. Останнім часом виникла ідея створення підводних ОТЕС, що працюють за рахунок різниці температур гідротермальних джерел і навколишніх вод. Найпривабливішими для розміщення ОТЕС є тропічні й арктичні широти (в арктичних районах різниця температур підлідної води й повітря становить 26 °С і більше).
O Енергія припливів
Використання енергії припливів почалося ще з XI століття. Так, на берегах Білого й Північного морів зводилися млини й лісопилки, що працювали на приливній хвилі. Удалині від берега коливання рівня моря не перевищують 1 м (у Чорному морі – 10 см), але біля самого берега вони можуть бути значними (13 м на Пенжинській губі на Охотському морі). Уважається економічно доцільним будівництво ПЕС у районах із приливними коливаннями рівня моря не менш, ніж 4 м. Проектна потужність ПЕС залежить від характеру припливу, об’єму й площі приливного басейну, кількості турбін, установлених на греблі.
III. Підведення підсумків уроку
Учні розповідають, що нового вони дізналися на уроці, і висловлюють свою думку про те, який проект їм здається найбільш перспективним.
