Проектна діяльність

Коли шляхетна людина вчить і виховує, вона

 веде, але не тягне за собою, спонукає, але не змушує,

вказує шлях, але дозволяє учню йти самому. Оскільки

вона веде, а не тягне, вона перебуває у згоді з учнем.

Оскільки вона спонукає, а не змушує, навчання

дається учню легко. Оскільки вона лише відкриває

 шлях, вона надає учню можливість міркувати.

Конфуцій

В останні роки в науково-педагогічній літературі з питань організації навчання багато уваги приділяється діяльнісному підходу . Перспективність цього способу пов’язується перш за все з активізацією процесу навчання і розглядається як навчання діяльності . Причому, під діяльністю розуміється саме навчальна діяльність, яка включає в себе усі відомі в педагогіці способи організації і активізації навчального процесу - проблемне навчання , наукову і конструк­торську діяльність тощо. Однак треба визнати, що чіткого і однозначного розуміння і визначення діяльнісного підходу не вироблено. На даному етапі - це ще якась “віртуальна реальність, щось таке, що незаперечно існує, але до чого не можна доторкнутися, не можна побачити ані відчути, бо воно проявляється лише в елементах, а не цілісно й образно. Разом з тим, на моє переконання, діяльнісний підхід (або діяльнісний метод) - це не новий, а чи не найдавніший метод навчання, якому можна дати чітке й однозначне визначення, яке не буде у суперечності з будь-яким з існуючих. Безумовно, що діяльнісний підхід пов’язаний з навчальною діяльністю учня чи студента, бо, як слушно зазначається в , навчання - це теж діяльність. Проте це все-таки не “навчання  діяльності” , оскільки при такому тлумаченні закладається невизначеність в розуміння цього терміна. Тому під діяльнісним підходом (чи методом) слід розуміти навчання умінню через діяльність, причому діяльність продуктивну, тобто через участь того, хто навчається, у суспільно-корисній роботі, у створенні суспільно-потрібного продукту.

Розглянемо особливості діяльнісного підходу на конкретних прикладах.

Традиційний урок фізики вже не влаштовує практи­ку сьогодення. Сучасна школа чекає нових нетрадицій­них методів навчання, продуктивних підходів, заснова­них на колективній творчості під час пошуку розв’язків проблемної задачі, ділового спілкування учнів, яке базується на принципах демократії, розумному діалозі, альтернативності. Впроваджен­ня проектної діяльності учнів якнайкраще сприяє за­лученню учнів до дискусії, творчості та створенню у дітей мотивації до практичних дій , сприяє свідомому ставленню до проблем суспіль­ства, формуванню активної громадської позиції. Діяльність на­вчальних груп інтенсифікує процес навчання, виховує працелюбність, почуття взаємодопомоги та вміння працювати в колективі.

Запропонований проект спрямовано на залучення учнів до активної участі у процесі енергозбереження, використання набутих теоретичних знань у реальних умовах, підвищення соціальної активності, виховання особистості громадянина України, формування еко­логічного світогляду, екологічної свідомості та відпо­відної поведінки на основі інтеграції знань з географії, біології, основ екології, фізики, хімії.

Проект передбачає використання мультимедійних засобів: комп’ютера, принтера, сканера, ксерокса, відео- та фотокамер, проектора. Учень є активним учасником проектної діяльності, а вчитель — партнер учня в зазначеній діяльності, допомагає учневі.

ПРОЕКТ «Альтернативна енергетика сучасності»

Керівник проекту: Петріцька С.І.,викладач фізики ПТУ №26 м.Бучача.

Тип проекту: інформаційно-пошуковий.

Учасники проекту: учні групи №3 ПТУ №26 м.Бучача

Проблема: «Чи готова Україна до альтернативних джерел енергії?»

Мета проекту: розглянути  розвиток енергетики, як галузі народного господарства, еволюцію джерел енергії, а також проблеми освоєння і використання нових ресурсів енергії (альтернативні джерела енергії); ознайомитися з сучасним положенням справ в цій незвичайно широкій проблематиці, аналізом нових шляхів отримання практично корисних форм енергії

Завдання проекту

1. Організація інформаційно-пошукової роботи учнів з означеної проблеми.

2. Проведення презентації проекту у формі усного журналу за такими тематичними питаннями:

Джерела енергії,які відновлюються:

ü  Енергія вітру.

ü  Енергія сонця.

ü  Енергія Землі.

ü  Геотермальна енергія-найбільше джерело тепла на землі, що поновлюється.

ü  Біопаливо.

 3.Розвиток пізнавальних інтересів і творчих здібнос­тей учасників проекту.

 4.Удосконалення життєвих компетентностей учнів.

I.АКТУАЛІЗАЦІЯ ПРОБЛЕМИ

Багато століть тому герой грецької міфології Прометей викрав у богів вогонь і дав його людям. Звичайно, ми ніколи не дізнаємося справжнє ім’я людини, яка взяла в руки перший факел і навчила поводитися з вогнем своїх одноплемінників, але сам факт складан­ня міфу на честь цієї події говорить багато про що. Протягом сотень і сотень століть вогонь служив людям не лише як зброя проти при­родних ворогів і холоду, але й для приготування їжі, виробництва металу, кераміки, скла, та ін. Спробуйте уявити собі нашу цивілі­зацію без усього цього.

Промислова революція XIX ст., що переросла в науково-технічну революцію століття XX, призвела до гігантського зростання енер­госпоживання людства. Потреби в енергії продовжують зростати, значно випереджаючи темпи зростання населення планети, подво­єння якого відбувається приблизно кожні 50 років. Аналіз показує, що рівень життя людей, його тривалість у тій чи іншій країні знахо­дяться в прямій залежності від кількості енергії, споживаної на душу населення. І ось до початку третього тисячоліття людство зіткнулося з проблемою обмеженості запасів викопного органічного палива (газ, нафта і вугілля), що є основою сучасної на 80 % «вогневої» енергети­ки. Як оцінюють фахівці, нафти і газу на Землі за нинішніми темпа­ми споживання залишилося років на п’ятдесят, вугілля — від сили на двісті. До того ж не треба забувати про вплив продуктів згоряння органічного палива на екологію, що призводить до кліматичних змін на планеті. Перед людством з усією гостротою постало питання про перехід на нові, бажано ті джерела енергії,які поновлюються, причому максимально «чисті» з екологічної точки зору

II.ЕТАПИ РЕАЛІЗАЦІЇ ПРОЕКТУ

 Діагностико-концептуальний

 1.Створення й визначення функцій пошукових груп.

 2.Розподіл доручень між керівниками та учас­никами проекту.

 3.Пошук джерел інформації з поданої теми.

Організаційний

 1.Збір матеріалів із науково-популярних видань на тему «Альтернативна енергетика сучасності».

2.Систематизація та оформлення отриманого матеріалу.

Практичний

 1.Проведення презентації проекту у формі усно­го журналу.

 2.Створення комп’ютерної презентації проекту.

 3.Розміщення матеріалів проекту та його пре­зентації на сайті училища

III.ОЧІКУВАНІ РЕЗУЛЬТАТИ

·         Формування знань про відновлювальні джерела енергії

·         Удосконалення життєвих компетентностей учнів: інформаційної, соціально-трудової, уміння вчитися.

·         Формування навичок дослідницької роботи.

·         Удосконалення вміння орієнтуватися в інфор­маційному просторі та аналізувати отриману інформацію.

·         Створення ілюстративних та інформаційних матеріалів.

УСНИЙ ЖУРНАЛ

 1. Вступ.

 2.Сторінка перша «Що таке альтернативна енергетика?».

 3.Сторінка друга «Пошуки альтернативних  відновлювальних джерел енергії: енергія вітру».

4.Сторінка третя «Перспективи вітрової енергетики в Україні».

5.Сторінка четверта «Пошуки альтернативних  відновлювальних джерел енергії: енергія сонця».

6. Сторінка п’ята «Перспективи сонячної енергетики в Україні».

7.Сторінка шоста «Пошуки альтернативних відновлювальних джерел енергії: енергія землі».

 8.Сторінка сьома «Геотермальна енергія-найбільше джерело тепла на землі, що поновлюється».

 9.Сторінка восьма «Що являє собою біопаливо?»

10.Сторінка дев’ята «Цікаво знати, що...».

11.Висновки.

1.Вступ

Вступне слово вчителя фізики

Учитель. Енергія – не тільки одне з найчастіше обговорюваних сьогодні понять; крім свого основного фізичного (а в ширшому сенсі – природничо-наукового) змісту, вона має численні економічні, технічні, політичні і інші аспекти.
Людству потрібна енергія, причому потреби в ній збільшуються з кожним роком. Разом з тим запаси традиційних природних палив (нафти, вугілля, газу і ін.) кінцеві. Кінцеві також і запаси ядерного палива - урану, з якого можна отримувати в реакторах плутоній. Практично невичерпні запаси термоядерного палива – водню, проте керовані термоядерні реакції поки не освоєні і невідомо, коли вони будуть використані для промислового отримання енергії в чистому вигляді, тобто без участі в цьому процесі реакторів ділення. Залишаються два шляхи: строга економія при витрачанні енергоресурсів і використання нетрадиційних відновлюваних джерел енергії.

        Сьогодні ми проводимо презентацію проек­ту «Альтернативні джерела сучасності», гортаючи сторін­ки усного журналу. У роботі над проектом брали участь шість груп експертів, які працювали над заданими темами, знайшли потрібну інформацію, опрацювали її, провели аналіз отриманих резуль­татів та дійшли певних висновків, з якими озна­йомлять присутніх під час своїх виступів.

2.Сторінка перша «Що таке альтернативна енергетика?»

 Перший експерт. Питання екології та джерел енергії сьогодні хвилюють усіх. Як відомо, здоров’я людини на 20 % залежить від екології (це більше за рівень розвитку медицини). Сучасні найбільш використовувані джерела електроенергії — це гідро-, тепло- і атомні електростан­ції. Але вони не екологічні. Альтернативна енергія, побудована на використанні поновлюваних джерел енергії, може стати тією дороговказною зіркою, яка виведе Україну з тривалої соціально-економічної кризи на шлях сталого розвитку. Відновлювальні енергоресурси енергії розподілені відносно рівномірно, тому лідерство їх використання, мабуть, завоюють країни з кваліфікованою робо­чою силою, ефективними фінансовими структурами і здатністю до стратегічного передбачення.

Другий експерт . Зменшення залежності енергоспоживачів  від централізованих енергомереж та енергетичних монополістів стане найважливішою особливістю енергетики XXI століття. Якщо XX ст. можна назвати «нафтовим», то XXI століття реально може стати ерою водневої енергетики. Учені вважають, що відкриття дешевого та ефективного способу електролізу води могло б перетворити водень у панівний енергоносій у недалекому майбутньому. Так, великі перспективи відкриваються у паливних елементів. Паливні елементи сьогод­ні застосовуються в легкових автомобілях, автобусах, лікарнях, на військових базах, підприємствах з переробки промислових сто­ків; розробляються вони й для стільникових телефонів, ноутбуків. Використання малогабаритних паливних елементів та інших аль­тернативних поновлюваних автономних джерел енергії дозволить децентралізувати енергосистему, скоротити відстань між джерелом енергії та її споживачем. Альтернативна енергетика — це енергія, що отримується з поновлюваних, невичерпних джерел енергії: вітру, сонця, біомаси, внутрішнього тепла землі. Для отримання альтерна­тивної енергії використовують спеціальні установки: вітрогенератори, сонячні батареї, сонячні колектори, біогазові реактори та інші установки.

3.Сторінка друга «Пошуки альтернативних  відновлювальних джерел енергії: енергія вітру»

Перший експерт. Ідея використання сили вітру для отримання електричної енергії бере свій початок з кінця XIX ст., майже співпадає з початком епохи електрики. Перша вітрова турбіна для виробництва електрики була побудована Ч. Ф. Брашем у США. Це була гігантська установка. Діаметр ротора дорівнював 17 м, і складався зі 144 лопат, які були виготовлені з дерева. Потужність вітрогенератора цієї вітроелектрос­танції становила 12 кВт. Установка прослужила своєму господареві більше 20 років.

Серед безлічі тисяч вітрогенераторів є агрегати різної потуж­ності, під найменших — здатних забезпечити дачний будиночок, — до величезних, які розраховані на забезпечення енергією значних територій. Для того, щоб будівництво вітроелектростанції виявилося економічно виправданим, необхідно, щоб середньорічна швидкість вітру в даному районі складала не менш 6 метрів за секунду. У нашій країні вітряки можна будувати на узбережжях Чорного і Азовського морів, у степових районах, а також у горах Криму і Карпат. У нинішню епоху високих цін на паливо можна вважати, що вітродвигуни виявляться конкурентноздатними по вартості і зможуть брати участь у задоволенні енергетичних потреб країни.

Треба звернути увагу на те, що при швидкості вітру 33 км/год. подовження крила пропелера в 4 рази (з 15 до 60 м) збільшує виробництво енергії в 16 разів. Відмітимо також, що при довжині крила 30 м вітер зі швидкістю 50 кілометрів за годину забезпечує виробництво електроенергії у 26 разів більше, ніж вітер зі швидкістю 17 кілометрів за годину. Саме тому інженери схиляються на користь великих вітродвигунів і прагнуть перехопити вітер на великій висоті.

Другий експерт.  Більшість великих вітродвигунів, що споруджуються зараз чи уже діючих, розраховано на роботу при швидкостях вітру 17-58 кілометрів за годину. Вітер зі швидкістю менше 17 кілометрів за годину дає мало корисної енергії, а при швидкостях більш 58 кілометрів за годину можливе пошкодження двигуна.

Вітродвигуни не слід розраховувати на перехоплення штормових вітрів. Навіть якщо такий вітер забезпечує одержання набагато більше енергії, ніж слабкі вітри, він робить настільки сильний тиск на крила, що вся машина може бути зруйнована. Крім того, тривалість часу, коли дмуть штормові вітри, настільки мала, що внесок штормових вітрів у сумарне виробництво енергії незначний, і це робить подібний ризик безглуздим. Щоб усунути проблему штормових вітрів, крила вітродвигунів згинають так, щоб вони були злегка повернені в одну сторону для зменшення напору вітру; завдяки цьому повні удари сильних поривів не ушкоджують пропелер. Ця стара практика відома як «оперення». Щоб запобігти поломці крил, застосовують також нові матеріали, здатні протистояти великим навантаженням.

Інші проблеми в конструкції вітродвигунів обумовлені просто природою системи, необхідної для перехоплення енергії вітру. Двигуни звичайно встановлюють на високих вежах, щоб пропелери були відкриті більш сильним вітрам, що дмуть на великій висоті. Ближче до поверхні землі будинки, дерева, невеликі пагорби і т.п. стримують і послабляють вітер. Тому потрібні високі щогли. Однак важке устаткування - пропелер, коробка передач і генератор - повинні розміщатися на верхівці щогли, і це вимагає міцної конструкції.

4.Сторінка третя «Перспективи вітрової енергетики в Україні»

Перший експерт . За оцінками вчених Інституту електродинаміки й Інституту відновлюваної енергетики НАНУ, наша країна має значний потенціал в області відновлюваних джерел енергії, однак при цьому немає чіткої, спрямованої на їхній розвиток, державної політики. Ще у 1996 році Президент підписав Указ “ Про будівництво вітрових електростанцій”. До нього розроблено й затверджено Кабміном «Комплексну програму будівництва вітрових електростанцій». Зокрема, було передбачене збільшення оптового тарифу на електроенергію на 0,75%, з наступним спрямуванням цих коштів на будівництво вітрових електростанцій і виробництво сучасного вітроенергетичного обладнання. Основна частина вітроагрегатів, що використовуються на електростанціях, починає виробляти електроенергію при швидкості вітру 5 м/с. Саме такою є середньорічна швидкість вітру в Карпатському, Причорноморському, Приазовському, Донбаському, Західно-Кримському, Східно-Кримському регіонах країни. Сьогодні в Україні працює шість вітрових електростанцій: Аджигольська, Асканієвська, Донузлавська, Новоазовська, Сакська й Трускавецька ВЕС. Їхня загальна потужність, що генерується, становить трохи більше 70 МВт. Для порівняння варто відзначити, що це менше одного енергоблоку теплової електростанції. За оцінками вчених, теоретичний вітропотенціал території України становить 330 млн. МВт, що більш ніж у 6 000 разів перевищує загальну потужність, що генерується, нашої енергосистеми. Реальною перспективою для України є створення вітрових потужностей, які генеруються, в розмірі 16 000 МВт (в еквіваленті це 16 атомних енергоблоків). Слід зазначити, що у світі вітрова енергетика розвивається досить інтенсивно й у деяких країнах випереджає за показниками інші енергетичні галузі. Лідируючими країнами в освоєнні енергії вітру є США, Німеччина й Данія.

5.Сторінка четверта «Пошуки альтернативних  відновлювальних джерел енергії: енергія сонця»

Перший експерт. Останнім часом інтерес до проблеми використання сонячної енер­гії різко зріс. І хоча це джерело також відноситься до поновлюваних, увага, яка приділяється йому в усьому світі, змушує нас окремо розглянути можливості використання сонячної енергії. Потенційні можливості енергетики, заснованої на використанні безпосередньо сонячного випромінювання, надзвичайно великі. Зауважимо, що використання всього лише 0,0125 % цієї кіль­кості енергії Сонця могло б забезпечити всі сьогоднішні потреби світової енергетики, а використання 0,5 % — повністю покрило б потреби на перспективу. На жаль, навряд чи коли-небудь ці вели­чезні потенційні ресурси вдасться реалізувати у великих масштабах.

Однією з найбільш серйозних перешкод такої реалізації є низька інтенсивність сонячного випромінювання. Навіть за найкращих атмосферних умов (південні широти, чисте небо) густина потоку сонячного випромінювання складає не більше 250 Вт/м². Тому, щоб колектори сонячного випромінювання «збирали» за рік енергію, необхідну для задоволення всіх потреб людства, треба розміщувати їх на території 130 000 км²!

Необхідність використовувати колектори величезних розмірів, крім того, тягне за собою значні матеріальні витрати. Найпростіший колектор сонячного випромінювання є зачернений металевий (як правило, алюмінієвий) лист, у якому розташовуються труби з цир­кулюючою рідиною. Нагріта за рахунок сонячної енергії, поглинена колектором, рідина, надходить для безпосереднього використання. Згідно з розрахунками, виготовлення колекторів сонячного випро­мінювання площею 1 км² вимагає приблизно 10⁴ тонн алюмінію. Підтверджені сьогодні світові запаси цього металу оцінюються в 1,17 ^.10⁹ тонн.

Другий експерт. З вищезазначеного зрозуміло, що існують різні фактори, які обмежують потужність сонячної енергетики. Припустимо, що в май­бутньому для виготовлення колекторів стане можливим застосову­вати не лише алюміній, але й інші матеріали. Чи зміниться ситуація в цьому випадку? Будемо виходити з того, що на якомусь етапі розвитку енергетики (після 2100 року) усі світові потреби в енергії будуть задовольнятися за рахунок сонячної енергії. Можна говорити, що в цьому випадку треба буде «збирати» сонячну енергію на площі від 1 ^.10 ⁶до 3 ^.10⁶ км². Тоді, як загальна площа зораних земель у світі становить сьогодні 13 ^.10⁶ км².

Сонячна енергетика належить до найбільш матеріаломістких видів виробництва енергії. Великомасштабне використання сонячної енергії тягне за собою гігантське збільшення потреби в матеріалах, а отже, і в трудових ресурсах для видобутку сировини, її збагачен­ня, отримання матеріалів, виготовлення геліостатів, колекторів, іншої апаратури, їх перевезення. Підрахунки показують, що для виробництва 1 МВт . год електричної енергії за допомогою сонячної енергетики треба буде затратити від 10 000 до 40 000 людино-годин. У традиційній енергетиці на органічному паливі цей показник ста­новить 200-500 людино-годин.

Поки що електрична енергія, породжена сонячним промінням, набагато дорожча за ту, що отримується у традиційний спосіб. Учені сподіваються, що експерименти, які вони проведуть на експери­ментальних установках і станціях, допоможуть вирішити не лише технічні, але й економічні проблеми

6.Сторінка п’ята «Перспективи сонячної енергетики в Україні»

Перший експерт .За оцінками фахівців, загальний об'єм “сонячного” сектора енергетики в нашій країні складає близько 2 млрд. кВт-год електроенергії на рік. А ще є величезний потенціал розвитку даного напряму, починаючи від початкової сировини до готових систем. І можливості для розвитку ланцюжка по перетворенню сонячного випромінювання в електричну енергію, починаючи сировиною для виробництва кремнію і закінчуючи монтажем закінчених систем, в Україні також є. Такий підхід сьогодні спостерігається в стратегії розвитку ВАТ “Квазар”, яке замикає велику частину виробничого циклу від вирощування напівпровідникового матеріалу до інсталяції готових фотоелектричних систем електропостачання.Ще до отримання незалежності на території нашої країни діяли такі підприємства як Світловодський завод чистих металів, Запорізький титаномагнієвий комбінат. Мультикристалічний кремній вироблявся колись на Донецькій хіміко-металургійній фабриці (в теперішній час входить до складу Маріупольського металургійного комбінату імені Ілліча). Ще близько 20 років тому ці підприємства проводили левову частку кремнію в масштабах всього колишнього Радянського Союзу, а сьогодні переживають свої не самі кращі часи.У наші дні найбільш помітним гравцем на ринку виробництва “сонячного” кремнію є ЗАТ “Піллар”, що поставляє свою продукцію багатьом зарубіжним виробникам сонячних елементів, серед яких найбільша німецька компанія Q-Cells. Промислове виробництво сонячних елементів і сонячних батарей освоєне на київському заводі “Квазар”, науково-технічні напрацювання якого разом з можливістю розвернути величезні виробничі потужності за наявності достатньої кількості сировини дали б змогу Україні посісти гідне місце на світовому ринку постачальників компонентів для сонячних електростанцій.

7.Сторінка шоста «Пошуки альтернативних відновлювальних джерел енергії: енергія землі».

Перший експерт. Здавна люди знають про стихійні прояви гігантської енергії, що «ховаються» у надрах земної кулі. Пам’ять людства зберігає перекази про катастрофічні виверження вулканів, що забрали міль­йони людських життів, що невпізнанно змінили вигляд багатьох місць на Землі. Потужність виверження, хай навіть невеликого вулкана,— колосальна, вона у багато разів перевищує потужність найбільших енергетичних установок, створених руками людини. Правда, про безпосереднє використання енергії вулканічних вивер­жень говорити не доводиться: немає поки що в людей можливостей приборкати цю стихію, та й, на щастя, виверження ці досить рідкісні явища. Але це прояви енергії, що знаходиться в земних надрах, коли лише крихітна частка цієї невичерпної енергії знаходить вихід через жерла вулканів.

Маленька європейська країна Ісландія («країна льоду» у дослівному перекладі) повністю забезпечує себе помідорами, яблукам і навіть бананами! Численні ісландські теплиці одержують енергію від тепла Землі — інших місцевих джерел енергії в Ісландії прак­тично немає. Проте ця країна багата на гарячі джерела і знамениті гейзери — фонтани гарячої води, яка з точністю хронометра вири­валася з-під землі. І хоча не ісландцям належить пріоритет у вико­ристанні тепла підземних джерел (ще давні римляни до знаменитих лазень — термам Каракалли — підвели воду з-під землі), жителі цієї маленької північної країни експлуатують підземну котельню дуже інтенсивно. Столиця (місто Рейк’явік), у якій проживає половина населення країни, опалюється лише за рахунок підземних джерел.

Другий експерт . Але не лише для опалення черпають енергію з глибин землі. Вже давно працюють електростанції, що використовують гарячі підзем­ні джерела. Перша така електростанція, зовсім ще малопотужна, була побудована в 1904 році в невеликому італійському містечку Лардерелло, яке було назване так на честь французького інженера Лардереллі, який ще в 1827 році розробив проект використання численних у цьому районі гарячих джерел. Поступово потужність електростанції росла, у дію вступали все нові агрегати, використову­валися нові джерела гарячої води, і сьогодні потужність станції дося­гла вже значної величини — 360 тисяч кВт. У Новій Зеландії існує така електростанція в районі Вайракеи, її потужність 160 тисяч кВт. На 120 км від Сан-Франциско в США виробляє електроенергію гео­термальна станція потужністю в 500 тисяч кВт.

.

8.Сторінка сьома « Геотермальна енергія-найбільше джерело тепла на землі, що поновлюється»

Перший експерт. У надрах землі дуже жарко, завдяки гейзерам і вулканам. Завдання геотермальної енергетики — навчитися використовувати це тепло. Тепло землі — найбільше поновлюване джерело енергії, яке, до того ж, ніяк не залежить від сонячної активності.

Корисні копалини і енергію видобувають поки що лише у верх­ніх шарах земної кори. Чим глибше всередину землі, тим тепліше. Учені підрахували, що температура земного ядра повинна становити від 4 000 до 5 000 °С. Розробка корисних копалин і отримання гео­термальної енергії ведеться поки що лише у верхньому шарі земної кори на глибині до 10 км. Спеціальними буровими установками вдалося на сьогоднішній день досягти глибини до 12 км. Тому всі наші знання про процеси всередині землі носять непрямий характер і ґрунтуються, перш за все, на геофізичних методах дослідження.

Другий експерт . Геотермальну енергію можна видобувати на різних глибинах. Можливість її використання технічно залежить, перш за все, від конкретних геологічних та гідрогеологічних умов місцевості. Під час використання тепла поверх­невого шару (глибина до 100 м) знайшли застосування тепловим насосам. Під час отримання тепла з більш значних глибин розрізня­ють два основних способи:

 а)гідротермальний спосіб (гли­бина від 1500 до 3000 м).

Видобута гаряча вода за допо­могою теплообмінників нагрі­ває воду мережі теплопоста­чання;

 б)спосіб Hot-Dry-Rock («гаря­чий сухий камінь») (глибина від 3000 до 6000 м).

Вико­ристовується безпосеред­ньо тепло гарячої гірської породи. Слово «dry» (сухий)є в назві лише історично, тому що і на великій глибині вода теж зустрічається.

8.Сторінка восьма «Що являє собою біопаливо?»

Перший експерт. Біопаливо — це паливо з біологічної сировини, яке одержуєть­ся, як правило, у результаті переробки стебел цукрової тростини або насіння ріпаку, кукурудзи, сої. Існують також проекти різного ступеня апробування, спрямовані на отримання біопалива із целюлози і різно­го типу органічних відходів, але ці технології перебувають на ранній стадії розробки або комерціалізації. Виділяється: рідке біопаливо (для двигунів внутрішнього згоряння, наприклад, етанол, метанол, біоди­зель); тверде біопаливо (дрова, солома); газоподібне (біогаз, водень).

Що ж являє собою біопаливо?

Перше, що спадає на думку, — звичайні дрова. Дрова — найдав­ніше паливо, яке використовується людством. Сьогодні для вироб­ництва дров або біомаси вирощують енергетичні ліси.

Другий експерт. Біоетанол — звичайний етанол, що отримується в процесі пере­робки рослинної сировини для використання в якості біопалива. Сві­тове виробництво біоетанолу в 2005 р. склало 36,3 млрд літрів, з яких 45 % припало на Бразилію і 44,7 % — на США. Етанол у Бразилії виробляється переважно з цукрового очерету, а в США — з куку­рудзи. Виробництво етанолу з тростини на сьогоднішній день еко­номічно вигідніше за кукурудзу. Федеральний уряд США надає виробникам етанолу податковий кредит (але не субсидії) до $ 0,51 за галон етанолу. Бразильський етанол дешевий через низьку заро­бітну плату складальників цукрового очерету.

Біодизель — паливо на основі жирів — тваринного, рослинно­го та мікробного походження, а також продуктів їх етерифікації. З точки зору отримання енергії, дана біосистема має істотні еконо­мічні переваги над іншими способами перетворення сонячної енергії. Сировиною для виробництва біопалива можуть бути різні рослинні олії: рапсова (основний вид сировини в ЄС), соєва, арахісова, пальмо­ва, соняшникова та оливкова олії (використані, наприклад, під час приготування їжі), а також тваринні жири. Міністерством сільського господарства США було проведено безліч незалежних досліджень з порівняння різних альтернативних видів палива. Зокрема, порів­нювалися витрати палива на ввесь життєвий цикл автомобіля і на проїзд однієї милі. Найбільшу конкурентоспроможні результати серед різних альтернативних видів палива показав біодизель.

10.Сторінка девята  «Цікаво знати, що...».

Перший експерт.  Щороку за допомогою фотосинтезу утворю­ється близько 120 млрд сухої органічної речовини (або біомаси), що енергетично еквівалентна 40 млрд тонн нафти. Враховуючи складну ситуацію з тради­ційними енергоносіями у нашій державі, їх вартість, дедалі частіше заходить мова про використання біопалива як альтернативного виду енергії. Хоч є чимало скептиків; які мало вірять у те, що, викорис­товуючи солому чи навіть дрова, можна обігріти сучасні приміщення. Будь-хто з них змінить свої погляди на проблему, ознайомившись із роботою експериментальної установки для виробництва те­пла піролізного типу саме з біомаси, змонтованої на території колишньої плодосушарки райспоживспілки у селі Джулинці Бершадського району. Перші її аналоги вже навіть діють на виробництві в інших областях, зокрема й на сушці зерна. Під час випро­бовувань у Джулинці при спалюванні 330 кг дров було отримано 1,86 МВт теплової енергії. Піроліз — це термічне розкладання органічної речови­ни без доступу кисню, в нашому випадку стар­тового біопалива з максимальним переведенням його із твердого стану в газоподібний, щоб воно згоріло до решти. Причому весь цей процес зовсім простий, контролюється і не потребує спеціальних знань персоналу, який обслуговуватиме топку. Одразу ж варто зазначити, що біопаливом можуть бути дрова, залишки деревообробки, солома та інші відходи сільськогосподарського виробництва, навіть фруктові вижимки, зіпсований силос, а та­кож будь-які відходи органічного походження. Установка такого типу перша в Україні. Її створення — відгук на доручення уряду щодо розробки проектів використання альтерна­тивних видів палива. Ця установка зі спалювання біомаси має обґрунтовану наукову назву — «Піролізна топка з подальшим спалюванням піропалива». У ній реалізовано один зі способів отримання піролізного газу з біомаси з подальшим його спа­люванням. Завдяки цьому відбувається виділення значно більшої кількості тепла, ніж при звичай­ному її спалюванні. Повнота згоряння при цьому — 99,99 % від маси біопалива, яке завантажується в топку. Якщо при традиційному спалюванні кі­лограма дров виділяється 3,43 кВт енергії, то при піролізному — 9,82, тобто майже втричі більше. Якщо теоретично добова витрата дров для котельні потужністю І ООО кВт — 6720 кг, то при піролізно­му їх спалюванні — тільки 2160 кг. При спалюванні тонни біопалива у толочних агрегатах піролізного типу підприємства «ЮОМІ» можна отримати такий самий тепловий ефект, як при спалюванні тисячі кубічних метрів газу. Причому, за словами В. Ластовецького, такий агрегат не потребує збері­гання палива під навісами, воно може спалюватися при вологості навіть до 40 %. Ця установка є газо­аналізатором і не має аналогів в Україні. Її потуж­ність у Джулинці становить 2 МВт теплової енергії. Це означає, що вона може забезпечити теплом такі об’єкти, як лікарні, школи. Установка не потребує навіть цегли, як звичайні. Догляд у процесі екс­плуатації досить спрощений. Змонтувати на місці її можна за дві години, а габарити і вага дозволяють перевезти одним КамАЗом. Завдяки вмонтованим циклонам викидів в атмосферу практично немає. За 40 хв у ній нагрівається 17 т води до температури 85 °С. Якщо врахувати ще й дельту зняття — 14 °С, то вода була б ще гарячішою на стільки ж градусів. Тож вона може використовуватися будь-де, зокрема і в житлово-комунальному господарстві. Причому самі газогенератори можна пристосовувати до будь-яких котлів опалювання. На інших майдан­чиках цієї компанії в інших областях випробовую­ться ще дві установки такого типу, тільки потужні­ших — по 3,5 МВт.

 Другий експерт Під час випробовувань у Джулинці, за слова­ми В. Ластовецького, при спалюванні 330 кг дров було отримано 1,86 МВт теплової енергії. Так що установка дуже швидко може окупити себе, якщо порівнювати з отриманням такої ж кількості тепла при спалюванні газу. Навіть фахівці Інституту те­плофізики АН України спочатку піддавали сумніву інформацію щодо переваг гідролізних топок для отримання теплової енергії, однак тепер вони реко­мендують упроваджувати їх, зокрема і в житлово- комунальному господарстві.

Компанія «ЮОМІ» має підрозділи по всій Україні. Зокрема, займається установкою обладнання для переробки зерна, піролізних котлів для продукування тепла, виконує реконструкцію і переведення зерносушарок на альтернативні види палива — на це можуть ви­користовуватися відходи зернопереробки, бур’яни, солома, відходи деревини та інша біомаса. Фахівці з «ЮОМІ» можуть реконструювати різні котли на підприємствах молочної, м’ясопереробної промис­ловості, на комбікормових заводах, переобладнують котельні й різні теплові станції на альтернативні джерела енергії з використанням в якості палива різних твердих біоорганічних відходів, виготовля­ють і впроваджують теплові агрегати для теплич­них господарств, вирішують екологічну проблему утилізації відходів птахівництва, використовуючи і їх як паливо. Топки піролізного типу можуть вико­ристовуватися також на сміттєпереробних заводах, для утилізації опалого листя... І цей перелік можна було б продовжити.

11.Сторінка десята «Висновки…»

Учитель. Використання альтернативних джерел енергії є важливим як в національному, так і міжнародному масштабі – з точки зору реакції на глобальні кліматичні зміни та покращення енергетичної безпеки в Європі. Енергетична стратегія України визначає такі перспективні напрямки розвитку альтернативних та відновлювальних джерел енергії: біоенергетика, видобуток та утилізація шахтного метану, використання вторинних енергетичних ресурсів, вітрової і сонячної енергії, теплової енергії довкілля, освоєння економічно доцільного гідропотенціалу малих річок України.

Для вироблення і втілення в життя національної стратегії розвитку альтернативної енергетики в Україні є все: сировина, досвід, технічні і технологічні напрацювання, підготовка відповідних кваліфікованих кадрів у системі вищої освіти. Справа залишається за наданням галузі ефективної державної підтримки, що дозволить привернути так необхідні енергетиці інвестиції. Потрібна програма, яка б на державному рівні координувала участь всіх зацікавлених сторін: окремих громадян, бізнес структури, урядові установи, наукові, промислові та громадські організації.

По аналогії з досвідом провідних держав особлива увага має бути приділена наступним питанням:

•пріоритетній державній підтримці проведенню науково-дослідних, дослідно-конструкторських робіт, технічних і маркетингових досліджень в галузі альтернативної енергетики;

•сприянню в доступі до пільгових кредитів, безвідсоткових позик та інших інструментів фінансового стимулювання галузі;

•навчанню і розповсюдженню інформації про наявний досвід інших країн у виконанні аналогічних програм;

•об'єднанню зусиль щодо розвитку галузі з іншими екологічними і соціальними програмами, а також підтримці програми на загальнодержавному рівні.

Ці та інші заходи, безумовно, будуть сприяти збереженню та розвитку відповідного вітчизняного академічного, університетського та галузевого науково-технологічного потенціалу, розширенню міжнародного співробітництва в галузі альтернативної енергетики, зміцненню міжнародного іміджу нашої держави, зменшенню залежності України від найбільших світових постачальників енергетичної сировини, підвищенню рівня її енергетичної безпеки.

ПІДСУМКИ

У результаті участі учнів групи №3  в проекті «Альтернативні джерела сучасності»:

Ø  зібрано інформацію про відновлювальні енергоресурси енергії,їхні джерела та використання;

Ø  проведено аналіз та систематизацію зібраного матеріалу;

Ø  створено комп’ютерну презентацію;

Ø  проведено презентацію проекту у формі усного журналу;

Ø  результати проекту викладено на сайті училища.

ЛІТЕРАТУРА

1.Біда Д. Д. Інтерактивні уроки фізики. —X.: Основа, 2006.

2.Сучасні шкільні технології : Ч. 2 / Упоряд. І. Рож- нятовська, В. Зоц. — 2-ге вид., стереотип. — К. : Ред. загальнопед. газети, 2005. — 128 с.

3.Енциклопедія педагогічних технологій та іннова­цій / Автор-укл. Н. Наволокова. — X. : Вид. група «Основа», 2009. — 176 с.

4.Шарко В. Д. Сучасний урок фізики. — К., 2005.

5.Проектна діяльність у школі / Упоряд. М. Голуб- ченко. — К. : Пік. світ, 2007. — 128 с.

6. Ярошенко О.Г. Групова навчальна діяльність школярів: теорія і методика. - К.: Партнер, 1997.- 193с.

7.Захарчук В. Е. Програма факультативного курсу «Енергозбереження». Методичний банк. // Фізика в шко­лах України. — 2009. — № 23.

8.Кобель Г. П., Пастушок С. А., Захарчук В. Е. Роз­робка занять факультативного курсу «Енергозбережен­ня». Методичний банк. // Фізика в школах України. — 2009. — № 23.

9.Газета «Бершадський край» від 01.10. 2009 р.

10.http://elettracompany.com/

 11.http://altenergy.uaprom.net/