Какая бывает энергия. Энергия ветра. Практическая работа: «Делаем вертушку»

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

дополнительного образования «Детский технопарк «Кванториум»

г. Комсомольска-на-Амуре

Разработка учебного занятия

по дополнительной общеобразовательной общеразвивающей

программе «365 экспериментов»

1 год обучения (12-13 лет)

К кейсу (блоку) №8:Блок «Сила и энергия»

Тема 8.3 Какая бывает энергия. Энергия ветра. Практическая работа: «Делаем вертушку»

Автор-составитель:

Лосева Алиса Сергеевна,

педагог дополнительного образования

МБОУ ДО Кванториум

г. Комсомольск-на-Амуре

2024

Введение

Актуальность занятия на тему «Какая бывает энергия. Энергия ветра» обусловлена рядом факторов:

• Истощение запасов привычных источников энергии. Это заставляет людей искать новые, возобновимые или практически неисчерпаемые ресурсы.

• Требования к сохранению окружающей среды. Альтернативные источники энергии, к которым относится и ветер, считаются экологически чистыми. 

• Актуальность в тех регионах планеты, где нет возможности использовать другие источники энергии. 

Таким образом, изучение энергии ветра помогает понять важность использования альтернативных источников энергии и их роль в решении актуальных проблем современного общества.

Специфика данного занятия состоит в том, что учащимся задаётся достаточно большое количество вопросов, что способствует созданию дружеской атмосферы, ребята понимают, что их мнение важно.

На занятии избегается перегрузка, так как присутствует чередование различных видов деятельности. Есть динамическая пауза.

На занятии формируются навыки командной работы и командообразования.

Занятие рассчитано на учащихся 12-13 лет.

Цель занятия: познакомить учащихся с технологией получения электрической энергии из различных альтернативных источников энергии.

Предметные:

• сформировать основные представления о видах энергии;

• сформировать представление обучающихся о перспективах использования источников энергии.

• сформировать умения и навыки практического характера;

• расширить знания о энергии ветра;

Метапредметные:

• создать условия для развития таких аналитических способностей учащихся, как умение анализировать, сопоставлять, сравнивать, обобщать познавательные объекты, делать выводы;

• формировать умение логически рассуждать, четко, кратко и исчерпывающе излагать свои мысли;

• развивать умения наблюдать эксперимент и по его результатам делать выводы;

• расширить знания о мире вещей, созданных руками человека: вертушке; 

• совершенствовать навыки выполнения технологических операций:

• разметки деталей с помощью линейки, резания ножницами готовых деталей по прямой линии.

Личностные:

• развитие способности к конструктивному творчеству, наблюдательности, умению сравнивать и делать выводы;

• создание условия для воспитания бережного отношения к окружающей среде, хозяйственного подхода к использованию природных богатств;

• воспитывать ответственность за результаты учебного труда, понимание его значимости, соблюдение техники безопасности.

Продуктовая:

-Обучать самостоятельному конструированию вертушки. Познакомить с конструкциями, которые работают с помощью ветра.

Ход занятия:

1. Организационный момент (3-5 мин.).

2. Актуализация знаний (7-10 мин.).

3. Объяснение нового материала (40-45 мин.).

4. Динамические паузы (4-5 мин.)

5. Закрепление материала (15-20 мин.)

6. Рефлексия. Подведение итогов (5 мин.)

Педагог: (сбор детей, приветствие учащихся: Как дела в школе?», создание рабочей обстановки, настрой на занятие). Здравствуйте, ребята! Какое у вас сегодня настроение?

 (У детей на партах лежат "Словарики настроений". Учащиеся находят в списке прилагательное, которое описывает их настроение, и объясняют свой выбор.) (Приложение 1).

Учащиеся: Пример ответов («Я своё настроение хочу назвать ожидающим, потому что я жду от сегодняшнего занятия новых открытий», «А у меня спокойное настроение. Я не боюсь трудностей, не боюсь ошибаться, хочу спокойно работать дальше», «А я выбрала название для своего настроения ликующее. Сейчас я очень рада, что начинается моё любимое занятие».)

Педагог: Я очень рада видеть ваши весёлые глазки. Вижу, что вы готовы к работе. Удачи вам и новых открытий!

Педагог: Ребята посмотрите пожалуйста на слайд и попробуйте определить, о чем же будет наше занятие? На пересечении буквы и цифры, вы найдёте букву и из этих букв вы составите тему занятия. (Приложение 2).

Учащиеся: разгадывают схему, отвечают: энергия ветра.

Педагог: правильно! Молодцы! Сегодня на занятие мы рассмотрим какие бывают виды возобновляемой энергии и подробно узнаем об энергии ветра.

Педагог: А вы знаете, что такое энергия? Какая бывает возобновляемая энергия?

Учащиеся: (отвечают).

Педагог:Правильно!

Энергияспособность какого-либо тела, вещества производить какую-либо работу или быть источником той силы, которая может производить работу.

Знаете ли вы что такое альтернативные источники энергии?

Учащиеся:(отвечают).

Педагог: Давайте узнаем вместе! Альтернативные источники энергии - это возобновляемые энергетические ресурсы, которые получают благодаря использованию гидроэнергии, энергии ветра, солнечной энергии, геотермальной энергии, биомассы и энергии приливов и отливов. В отличие от ископаемых видов топлива — например, нефти, природного газа, угля и урановой руды, эти источники энергии не истощаются, поэтому их называют возобновляемыми. Подумайте, что можно использовать в виде альтернативных источников энергии?

Учащиеся:(отвечают).

Педагог: Верно есть энергия солнца, воды и т.д.

• Солнечная энергия.  Генерация электроэнергии из солнечного света с помощью солнечных панелей. 

• Ветряная энергия. Генерация электроэнергии из ветра, который приводит в движение лопасти ветрогенератора. 

• Гидроэнергетика. Генерация электроэнергии из потоков воды, используемых для создания электрической энергии. Она может быть получена из водопадов, дамб, приливов и других водных систем. 

• Биомасса. Генерация электроэнергии из органических материалов, таких как дерево, растительность, сельскохозяйственные отходы и др…

• Геотермальная энергетика. Генерация электроэнергии из геотермальной энергии земли. Она используется для создания электрической энергии и обогрева жилья. На сегодняшнем занятии мы с вами подробно рассмотрим энергию ветра.

Педагог: Давайте закрепим. С помощью чего генерируется солнечная энергия?

Учащиеся:(отвечают.)

Педагог: Какая энергия добывается благодаря движению лопастей?

Учащиеся: (отвечают.)

Педагог: Назовите вид энергии, добываемой из воды?

Учащиеся:(отвечают.)

Педагог: что вы знаете об энергии ветра? Где ее используют?

Учащиеся:(отвечают).

Педагог: Ветроэнергетика - это отрасль энергетики, связанная с производством электроэнергии из ветра. Ветряные турбины используются для преобразования кинетической энергии ветра в механическую, а затем в электрическую энергию.

Основными компонентами ветряной электростанции являются ветрогенераторы, роторные лопасти, башня и фундамент. Ветрогенераторы могут быть горизонтальноосевыми или вертикальноосевыми. Горизонтальноосевные ветрогенераторы обычно имеют больший диаметр ротора и мощность, чем вертикальноосевые.

Предпочтительные места для установки ветряных электростанций - это высокие равнины, холмистые местности и побережья, где скорость ветра наибольшая.

Преимущества ветроэнергетики включают низкие эксплуатационные затраты и отсутствие выбросов вредных веществ в окружающую среду. Однако, некоторые из недостатков включают высокую стоимость установки и строительства, а также необходимость привлечения больших инвестиций на развитие инфраструктуры.

Педагог: Как вы думаете в нашем городе можно ли установить ветроэнергетические станции? Будут ли они эффективны?

Учащиеся: (отвечают.)

Педагог: Наши глаза устали от проектора! Как мы можем помочь нашим глазам?

Учащиеся: сделать зарядку для глаз.

Педагог: правильно, хорошо зарекомендовала себя зарядка для глаз после компьютера.

Динамическая пауза:

1. Разминка. Плотно закрытые глаза сильно зажмурьте. Находитесь в таком положении в течение нескольких секунд, затем открываете. Удерживайтесь от моргания 5-10 секунд.

2. Двигайте глазами горизонтально влево и вправо.

3. Двигайте глазами вертикально вверх-вниз.

4. Движения глазами по кругу – по ходу часовой стрелки и в обратную сторону.

5. Движения глаз по диагонали. Скосите их сначала в нижний левый угол, затем по воображаемой прямой линии переведите взгляд в верхний правый угол. По аналогии проделайте упражнение в другую сторону.

6. Сведите глаза к носу, для чего медленно подносите палец к переносице и следите за его кончиком. Ещё один вариант этого упражнения — вытянутую руку с карандашом медленно приближайте к носу. Следите за тем, как двигается карандаш.

Педагог: разминку сделали, давайте продолжим. Развитие ветроэнергетики в России началось сравнительно недавно, в начале 2000-х годов. В 2003 году была построена первая ветрогенераторная установка мощностью 15 кВт на острове Ратманово в Архангельской области. Эта установка использовалась для питания местных потребителей и являлась прототипом для дальнейшего развития ветроэнергетики в России.

В 2008 году в Калининградской области была построена первая коммерческая ветрогенераторная установка мощностью 900 кВт. Однако, в целом развитие ветроэнергетики в России замедлилось из-за отсутствия законодательной базы, регулирующей производство и продажу электроэнергии от возобновляемых источников.

В 2013 году был принят федеральный закон "Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности", который стимулировал развитие ветроэнергетики в России. В 2014 году было запущено первое крупное производство ветрогенераторов мощностью 2,5 МВт в Ленобласти.

Сегодня в России действует несколько крупных ветропарков, в которых установлены сотни ветрогенераторов общей мощностью более 1000 МВт. Однако, по-прежнему существуют проблемы с отсутствием развитой инфраструктуры и высокими затратами на строительство ветропарков, что затрудняет дальнейшее развитие ветроэнергетики в России.

Педагог: Давайте с вами разомнёмся и проведём динамическую паузу.

Динамическая пауза

Игра «Пожалуйста».

Педагог: Ребята мы с вами отдохнули, впереди нас ждёт самое интересное. Мы с вами сделаем вертушку, работающую от ветра! Но сначала давайте подумает, есть ли у ветроэнергетики преимущества?

Учащиеся: (отвечают).

Педагог: Ветроэнергетика имеет множество преимуществ, которые делают ее одним из наиболее привлекательных источников энергии. Давайте с вами порассуждаем, какие есть преимущества.

Учащиеся: (рассуждают, озвучивают свои ответы).

Педагог:

1. Экологическая безопасность: ветроэнергия является чистым и экологически безопасным источником энергии. В процессе работы ветрогенераторов не выделяется углекислый газ, который может негативно влиять на окружающую среду. Благодаря этому, использование ветровой энергии помогает снизить уровень загрязнения атмосферы и ликвидировать экологический след.

2. Низкие операционные расходы: после установки ветрогенераторов, они начинают производить электроэнергию бесплатно. Также ветроэнергия не требует дополнительных затрат на топливо, которое необходимо при использовании других видов энергии.

3. Бесконечный ресурс: в отличие от ископаемых топлив, запасы которых ограничены, ветер является бесконечным ресурсом, который всегда доступен для использования. Ветроэнергия может быть получена практически везде, где дует ветер.

Подумайте есть ли ещё преимущества?

Учащиеся: (думают) Да есть! Озвучивают ответы

Педагог: конечно! Молодцы! Есть еще несколько преимуществ, такие как:

1. Низкая зависимость от цен на энергию: поскольку ветроэнергия является бесплатным ресурсом, производство электроэнергии при помощи ветрогенераторов не зависит от колебаний цен на топливо или другие факторы, которые могут повлиять на стоимость производства электроэнергии.

2. Экономически выгодно для общества: использование ветроэнергии может значительно снизить затраты государства и частных компаний на закупку топлива для производства электроэнергии. Более того, ветроэнергетика может создавать новые рабочие места и способствовать развитию экономики.

В целом, ветроэнергетика имеет множество преимуществ, которые делают ее очень привлекательным источником энергии. Она оказывает положительное воздействие на окружающую среду, экономику и общество в целом. Давайте с вами заполним пропуски в таблице, посмотрите пожалуйста на экран. (Приложение 3)

Педагог: Приступим к практической части нашего занятия. Для изготовления вертушки нам понадобится: клей, картон, ножницы, деревяная палочка, гвоздик со шляпкой и линейка.

1. Для начала нужно взять два листа цветной бумаги и вырезать из каждого квадрат размером 20 сантиметров. 

2. Затем найти центр квадрата: прочертить две диагонали и на их пересечении найти центр квадрата. После этого от центра квадрата в каждую сторону отступить по 1 сантиметру и отметить эти отступы. 

3. Потом разрезать квадрат по всем четырём линиям до отметок. 

4. После этого с помощью кнопки проколоть дырочку по центру. Чтобы вертушка легко и свободно крутилась, отверстие нужно сделать немного шире, чем сама игла. 

5. Затем проделать подобную процедуру с другим листом цветной бумаги и сложить оба квадрата вместе. 

6. После этого конструкцию нужно закрепить с помощью кнопки к деревянной палочке. 

Смотрите какие у вас красивые вертушки получились. Для чего она нам может пригодится?

Учащиеся: (отвечают).

Педагог: можно наглядно изучать направление и силу ветра. Делать это

удобно и в помещении. Как вы думаете почему, когда мы стоим, вертушка не крутится, а стоит побежать — она начинает вертеться?

Учащиеся: (отвечают).

Педагог: Давайте рассмотрим принцип работы вентилятора и мельницы

на примере нашей вертушки.Принцип работы вентилятора заключается в том, что он представляет собой ротор, на который особым образом закреплены лопатки. При вращении ротора они сталкиваются с воздухом, отбрасывая его. Направление отбрасывания воздуха зависит от формы и положения лопаток.

Принцип работы ветряной мельницы заключается в том, что в качестве движущей силы используются потоки воздуха, которые постоянно перемещаются. Ветер воздействует на три основных узла: лопасти, передающий механизм и механизм, выполняющий работу.

Также существует принцип работы мельницы-вентилятора. За счёт разрежения, создаваемого рабочим колесом мельницы-вентилятора, горячие дымовые газы из топочного пространства котла поступают во входной патрубок, в который по ходу движения газового потока с помощью топливопровода поступает уголь. Далее нисходящий топливо-газовый поток поступает в подводящий патрубок, в котором происходит соударение топливных частиц с распределительной плитой, в результате чего происходит равномерное распределение топливных частиц по ширине подводящего патрубка.

Педагог: Вот и заканчивается наше занятие. Скажите, ребята, что нового для себя вы узнали, с чем познакомились? А что у вас вызвало затруднение и в чём? Давайте ответим на вопросы небольшой викторины.

1. Какая технология используется для преобразования энергии ветра в электрическую энергию?
а)Ветряные турбины
б) Солнечные панели
в) Гидроэлектростанции
г) Ядерные реакторы
Ответ: а) Ветряные турбины

Учащиеся: (отвечают).

Педагог:2. Где чаще всего размещаются ветряные фермы?
а) В лесных районах
б) На горных вершинах
в) На открытых равнинах и побережьях
г) В городских районах
Ответ: в) На открытых равнинах и побережьях

Учащиеся: (отвечают).

4. Какой фактор влияет на эффективность ветряных турбин?
а) Цвет ветряных лопастей
б) Температура воздуха
в) Скорость ветра
г) Наличие облаков
Ответ: в) Скорость ветра

Учащиеся: (отвечают).

Педагог: Вы сегодня хорошо поработали! Молодцы! Спасибо за занятие.

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/598545-kakaja-byvaet-jenergija-jenergija-vetra-prakt