Альтернативная энергетика — миф или реальность?

Вид альтернативной энергетики

I место

II место

III место

Ветроэнергетика

Германия

США

Индия

Геотермальная энергетика

США

Япония

Россия

Биоэнергетика

США

Китай, Дания

Германия

Энергия Солнца

Германия

Япония

США

Микро-ГЭС

Китай

Япония

США

Вид альтернативной энергетики

I место

II место

III место

Ветроэнергетика

Германия

США

Индия

Геотермальная энергетика

США

Япония

Россия

Биоэнергетика

США

Китай, Дания

Германия

Энергия Солнца

Германия

Япония

США

Микро-ГЭС

Китай

Япония

США

Этап

Содержание

Время, мин.

1. Вводный

Учитель: Здравствуйте, ребята! Сегодня мы будем говорить о видах энергетики.
С экрана телевизора мы часть слышим слова: «Повысить качество жизни». А что входит в это понятие – качество жизни? Те удобства, достижения цивилизации, к которым мы привыкли. И большинство этих благ связано с энергетикой (свет, тепло, горячая вода, телевидение и т.п.).
Без электроэнергии невозможно представить жизнь современного человека.
Вот послушайте следующие слова:

Если у вас постоянно дует ветер – используйте энергию ветра!
Если круглый год солнечные дни – используйте энергию Солнца!
Если рядом гейзеры – необходимо использовать энергию Земли.
Если Вы живете на берегу реки – воспользуйтесь достижениями гидроэнергетики.
Если же из вашего окна видно море или океан – можно использовать энергию волн, прибоя, приливов-отливов! 

0,5

2. Постановка проблемы

Учитель: Автор говорит об энергии ветра, солнца, земли, воды, волн, приливов и отливов. А мы в жизни чаще для получения  энергии используем природные ресурсы и полезные ископаемые. Это традиционные (или невозобновляемые) источники энергии. Почему их так называют?
Ученик: Полезные ископаемые могут исчерпаться.
Учитель: Какие виды традиционных электростанций вы можете назвать?
Ученик: Гидроэлектростанции, атомные электростанции и тепловые электростанции.

Приложение 1 (Слайд 1)

Учитель: Что они используют для своей работы?
Ученик: Вода, уголь, нефть, природный газ.
Учитель: То есть те самые, невозобновляемые, источники энергии. Это минус или плюс традиционной энергетики?
Ученик: Минус.
Учитель: Есть ли еще минусы у традиционной энергетики? Давайте посмотрим эти кадры.

Приложение 1 (Слайд 2):

• Чернобыль,

• г. Припять,

• экологические катастрофы (увеличивается уровень мирового океана вследствие парникового эффекта),

• загрязнение атмосферы выбросами,

• мировые войны из-за нефти (США – Ирак).

Учитель: А что делать? Как жить если не нам, то нашим детям, внукам? Откуда брать энергию?
Ученик (или Учитель): Использовать энергию, которую дает природа.
Учитель: Что в природе дает нам энергию?
Ученик: Солнце, ветер, вода, земля, растительный мир.
Учитель: Правильно! Эта энергия называется альтернативной (допускающей выбор). Как можно использовать эту энергию? Об этом мы поговорим дальше. Итак, тема нашего урока: «Альтернативная энергетика – миф или реальность». (Приложение 1, Слайд 3).
Учитель: Давайте посмотри, каким образом можно использовать энергию природы.

Приложение 1 (Слайды 4–8)

• Солнечная энергетика – преобразование энергии Солнца в электрическую:

  1. «солнечный» дом. Вы это видели где-нибудь? (теплица);

  2. вакуумные солнечные водонагреватели;

  3. солнечные печи;

  4. солнечные электростанции;

  5. фотоэлементы.

• Ветроэнергетика – преобразование кинетической энергии воздушных масс в электрическую.

• Биоэнергетика – специально выращиваемые растения (кукуруза, сахарный тростник); использование биологических отходов животных (ферма).

• Геотермальная энергетика – Камчатка, Курилы, Кавказ (вулканы, источники).

• Гидроэнергетика:

  1. Волновая энергетика – используется для работы маяков, но в Португалии (г.Агусадор) уже есть одна волновая электростанция.

  2. Приливная энергетика – использует разницу в уровнях воды (на реках, на берегу моря, океана – приливы-отливы).

  3. Микро-ГЭС – можно производить электроэнергию с небольшими затратами в любых изолированных населенных пунктах, где есть горы и небольшие реки.

Учитель: Итак, ответьте мне: альтернативная энергетика – миф или реальность?
Ученик: Реальность.
Учитель: А насколько широко она используется в мире? В каком объеме? Какие страны применяют ее более эффективно? Как обстоит это дело в России?

10

3. Решение проблемы

Учитель: Для того, чтобы ответить на эти вопросы, нам надо будет построить диаграммы с помощью электронных таблиц, т.к. диаграммы позволяют наглядно представить информацию.

Вы разделены на 5 групп:

1. Энергия ветра;
2. Энергия земли;
3. Биоэнергетика;
4. Энергия Солнца;
5. Энергия воды.

У вас на столах лежат:

• Листы с Заданием (Приложение 2)

• Инструкция № 1 (Приложение 3) – поможет произвести расчет в электронных таблицах (Microsoft Office Excel 2007),

• Инструкция № 2 (Приложение 4) – поможет построить диаграмму (Microsoft Office Excel 2007).

Вам предстоит сделать следующее (Приложение 1, Слайд 9):

1. Вычислить коэффициент использования вашего вида альтернативной энергетики. Для этого смотрим Инструкцию № 1.

2. Полученные значения записать в листок с Заданием.

3. Построить диаграмму, которая сравнит установленные мощности альтернативных электростанций в семи странах (Инструкция № 2).

4. Используя диаграмму, сделать вывод об участии каждой страны в вашем виде альтернативной энергетики: а) выделить три страны-лидера; б) определить место России в этой группе. Записать вывод  в таблицу 2 на листке с Заданием.

5. Сохранить изменения в файле. Закрыть файл.

6. Рассчитанные вами данные внести в сводную таблицу «Альтернативная энергетика», которая находится на компьютере учителя.

3

4. Выполне-ние практической части

Класс делится на 5 групп (по 2 человека за компьютер).

В папке, доступной по локальной сети, находятся 5 файлов: Энергия ветра.xls; Энергия земли.xls; Биоэнергетика.xls; Энергия солнца.xls; Энергия воды.xls (Приложение 5).

Один ученик садится за компьютер учителя, где находится открытый файл «Альтернативная энергетика.xls» (Приложение 5) и заносит данные.

10

5. Выводы по круговым диаграммам

После выполнения практической части каждая группа делает выводы. В итоге формируется таблица (Таблица 1. «Страны-лидеры по видам альтернативной энергетики»), которая ранее была оформлена на доске.

Вывод: по мощностям установленных альтернативных электростанций лидируют США, Япония, Германия, Индия, Китай.

4

6. Общие выводы

Учитель: Вы заполняли сводную таблицу «Альтернативная энергетика», на основании которой получилась гистограмма (гистограмма строится автоматически в файле Альтернативная энергетика.xls, Приложение 5). Она наглядно показывает, чему равен коэффициент использования каждого вида альтернативной энергетики в семи странах.
Учитель: Назовите страны, в которых коэффициент использования одного или нескольких видов альтернативной энергетики больше 5%.
Ученик: Дания, Германия, Китай.
Учитель: Какие виды альтернативной энергетики они используют более активно?
Ученик: Ветроэнергетика, биоэнергетика, микро-ГЭС.
Учитель: А на каком месте Дания по установленным мощностям ветроустановок?
Ученик: На четвертом.
Учитель: Однако посмотрите, по коэффициенту использования они на 1 месте, почти 22%, т.е. в каждом четвертом городе страны идет энергоснабжение за счет ветроустановок. Почему?
Ученик: В Дании почти нет собственных полезных ископаемых.
Учитель: А как на этой диаграмме выглядит Россия?
Ученик: Почти не видна.
Учитель: Почему?
Ученик: У нас много собственных полезных ископаемых.
Учитель: Но думать о будущем надо! Полезные ископаемые не бесконечны: запасов российского природного газа хватит на 70 лет, нефть в Садовской Аравии закончится через 35 лет. Можно использовать альтернативную энергетику в России? Давайте посмотрим на наш родной регион – Мурманскую область.

Приложение 1, Слайд 10.

Учитель: Среднегодовая скорость ветра 5 – 10 м/с, зимой достигает 15 м/с. Можно использовать ветроэнергетику?
Ученик: Да.
Учитель: Протяженность полярного дня – 62 дня. Число «солнечных» часов в году примерно 1100 ч (около 45 дней). Можно использовать энергию Солнца?
Ученик: Можно, в полярный день.
Учитель: Количество рек – 21000. Общая протяженность – 60000 км. Можно использовать микро-ГЭС?
Ученик: Да.
Учитель: Высота уровня прилива Баренцева моря от 3 до 7 м. Можно использовать приливные электростанции?
Ученик: Да.
Учитель: Глубина Кольской сверхглубокой скважины – 12,3 км, температура – 300 ^оС. Можно использовать геотермальную энергетику? (Честно говоря, на этот вопрос у меня нет однозначного ответа – температура высокая, ученые ожидали на такой глубине в наших климатических условиях около 200 ^оС. Однако глубина больше 12 км…)
Учитель: Итак, какие виды альтернативной энергетики можно применять у нас?
Ученик: Ветроустановки, солнечные батареи в полярный день, малые ГЭС, приливные электростанции.
Учитель: Правильно, и в подтверждение моей уверенности могу привести примеры:

• В г. Мурманске уже установлена ветроэлектростанция мощностью 0,2 МВт (у гостиницы «Огни Мурманска»);

• В Кислой губе в 1968 г. введена в эксплуатацию первая в России приливная электростанция (Кислогубская ПЭС) мощностью 400 кВт;

• Компания ООО «Русский ветер» (г.Санкт-Петербург) в 2008 году предложила проект об установке ветропарка мощностью 100 МВт недалеко от п. Лиинахамари (Печенгский район Мурманской обл.). 

5

7. Итоги урока

Учитель: Какие итоги у нашего урока?

• Мы выяснили, что АЭ реально применять у нас, в России, а в Мурманской области можно использовать ветроустановки, гидростанции, солнечные батареи, приливные электростанции.

• Вы получили реальные результаты и увидели, насколько в количественном плане развита альтернативная энергетика в мире (это нам наглядно продемонстрировали диаграммы).

• Работали вы хорошо.

0,5

8. Рефлексия

Учитель: Мы с вами прикоснулись к важной проблеме использования альтернативной энергетики. Может показаться, что это проблема взрослых людей. Но вы можете внести свой вклад в решение этой проблемы.
Я с группой учеников своей школы занимаюсь проблемой использования альтернативной энергетики в России. В прошлом году мы участвовали в конкурсе компании Сименс, где разработали проект «Применение ветроустановок в условиях Печенгского района Мурманской области». Вошли в пятерку финалистов по Северо-Западному федеральному округу, были  на защите своего проекта в г.Санкт-Петербурге, в итоге заняли 4 место из 56. Компания Сименс интересуется новыми техническими идеями и поддерживает талантливую молодежь.
В этом учебном году они проводят конкурс «Чистая планета для нашего будущего», где мы опять принимаем участие.
Я предлагаю вам подумать – хотите ли вы подумать о будущем Росси, внести посильный вклад, проявить себя в этом конкурсе или каком-нибудь другом.
И не забудьте – если вы будете заниматься исследованиями, то для наглядного отображения собранных числовых данных лучше всего подходят диаграммы, построенные с помощью электронных таблиц.
И может быть благодаря и вашим стараниям наш край заживет новой жизнью! И альтернативная энергетика станет реальностью для нас! (Приложение 1, Слайд 11).

Страна

Установленная мощность ветроустановок, МВт

Общее энергопотребление страны,

МВт

Коэффициент использования ветроэнергетики, %

Япония

1040

265000

Германия

18427,5

263250

Дания

3400

15640

Россия

16,5

216700

Индия

4430

147667

США

17000

1060000

Китай

1260

510000

Страна

Место

1

2

3

Россия

Страна

Установленная мощность геоЭС, МВт

Общее энергопотребление страны,

МВт

Коэффициент использования геотермальной энергетики, %

Япония

530

265000

Германия

0

263250

Дания

0

15640

Россия

61

216700

Индия

0

147667

США

2228

1060000

Китай

0

510000

Страна

Место

1

2

3

Россия

Страна

Установленная мощность биотопливных ЭС, МВт

Общее энергопотребление страны,

МВт

Коэффициент использования биоэнергетики, %

Япония

100

265000

Германия

1700

263250

Дания

2000

15640

Россия

607

216700

Индия

900

147667

США

7200

1060000

Китай

2000

510000

Страна

Место

1

2

3

Россия

Страна

Установленная мощность солнечных батарей, МВт

Общее энергопотребление страны, МВт

Коэффициент использования солнечных батарей, %

Япония

750

265000

Германия

3063

263250

Дания

70

15640

Россия

13

216700

Индия

225

147667

США

600

1060000

Китай

225

510000

Страна

Место

1

2

3

Россия

Страна

Установленная мощность микро-ГЭС, МВт

Общее энергопотребление страны,

МВт

Коэффициент использования микроГЭС, %

Япония

3500

265000

Германия

1600

263250

Дания

0

15640

Россия

630

216700

Индия

1700

147667

США

3000

1060000

Китай

38500

510000

Страна

Место

1

2

3

Россия

Так как коэффициент использования каждого вида альтернативной энергетики (АЭ) вычисляется в процентах, то следует установить Формат ячейки Процентный. Для этого выделите блок ячеек, затем выберите команду [Главная – Ячейки – Формат – Формат ячеек – Процентный (выберите число десятичных знаков - 2)]

Чтобы рассчитать коэффициент использования каждого вида, надо Установленную мощность разделить на Общее энергопотребление, т.е. ввести в ячейку D3 формулу: = В3/С3. Далее можно эту формулу распространить вниз с помощью маркера автозаполнения.