Udarbejdet af Anker Bergholt Ravn. Produceret med støtte fra Børne- og Undervisningsministeriet.
Formål:
Eleverne bliver introduceret til bæredygtig energi, og de får viden om, hvordan solceller virker. Eleverne laver forsøg, som giver dem indblik i hvilke faktorer, der har indflydelse på, hvor meget strøm solceller producerer. De får kendskab til basal viden om elektriske komponenter og lærer om begreber som nyttevirkning, effekt og modstand.
Relation til bogen Bliver verden bedre?
Side 81-89; En bæredygtig fremtid.
Relation til FN's verdensmål for bæredygtig udvikling:
Verdensmål 7: Bæredygtig energi [2]
Verdensmål 13: Klimaindsats [3]
Kernestof:
Kernestof (Fysik C):
- Kendskab til forskellige energiformer som kinetisk, elektrisk, mekanisk og strålingsenergi
- Energiomsætning, energiproduktion, energiforbrug samt effekt
- Energiforbrug og energiproduktion
Centrale begreber:
Vedvarende energi, effekt, nyttevirkning, strømstyrke, spænding, modstand.
Materialer:
- Google cardboard-briller eller lignende til at se Virtual Reality-filmen. Filmene kan også ses uden VR-briller (se mere i "Guide til afspilning af VR-film")
- Halogenlampe (gerne så kraftig som mulig, kan bruges ved skyet vejr)
- Multimeter
- Forskellige typer solceller
- Pyranometer (til at måle lysintensitet)
- Dekademodstand
Øvelse
LÆR
1) Introduktion med Virtual Reality-filmen: ”Mit bæredygtige energiforbrug”
Eleverne ser Virtual Reality filmen ”Mit bæredygtige energiforbrug”: https://www.youtube.com/watch?v=oyjrrhFpje8 [4]
Når eleverne ser filmen, skal de være særligt opmærksomme på størrelsen af henholdsvis solcelleparken og vindmøllerne.
2) Viden om verdensmålene
Eleverne skal indledningsvis sætte sig ind i den stigende efterspørgsel på energi, vi oplever globalt, og målsætningen i verdensmålene om at øge andelen af ren energi væsentligt.
Eleverne skal (evt. som lektie) læse:
- kapitlet om "miljømæssig bæredygtighed og klima” i bogen ”Bliver verden bedre?” (s.65-67)
- information om verdensmål 7: Bæredygtig energi på www.verdensmaalene.dk/maal/7 [5]
- information om mål 13: Klimaindsats på https://www.verdensmaalene.dk/maal/13 [3]
3) Viden om solceller
Eleverne skal blive klogere på solceller ved at læse om dem på Experimentariets hjemmeside: www.experimentarium.dk/klima/solceller/ [6] .
GØR
1) Forsøg med solceller
Eleverne skal lave forsøg for at undersøge, hvordan de får den største effekt ud af en solcelle.
Det gøres ved at lade eleverne beregne solcellens nyttevirkning i forskellige forsøgsopstillinger.
I forsøgene bruger eleverne solceller til at bestemme nyttevirkning ud fra en kalibreret måling, som sammenholdes med den målte værdi i andre situationer. Brug en halogenpære eller solen, alt efter forhold.
I vedlagte øvelsesvejledning er nogle ideer til undersøgelser, hvor eleverne kvalitativt skal finde ud af, hvad der sker med solcellens energiproduktiv, når lysintensiteten falder, vinkel ændres osv.
Øvelsesvejledningen indeholder beskrivelser af, hvordan eleverne kan undersøge skulderpunktet og betydningen af solcellens vinkel og lyskilde samt lave en sammenligning af forskellige typer af solceller.
2) Spørgsmål
Efter forsøgende skal eleverne på egen hånd undersøge følgende spørgsmål:
a. Hvordan producerer en solcelle elektrisk energi?
b. Hvilke faktorer har indflydelse på solcellens energiproduktion?
c. Hvilke forskelle er der på nye og gamle solceller og forskellige typer solceller (f.eks. polykrystallinsk og monokrystallinsk)
d. Kan man dække Danmarks strømforbrug udelukkende vha. solceller, eller vil der være tidspunkter, hvor det ikke er muligt? Vurder, om det er realistisk, at Danmarks (og evt. andre landes) energiforsyning baseres udelukkende på solenergi i 2050. Find det aktuelle strømforbrug i Danmark på https://energinet.dk/ [7]
e. Når du ser en film hos en online steaming-udbyder, har du så overvejet, hvor meget energi det kræver? Ericsson estimerer, at det kræver 2 kWh pr GB data, du henter. En film anvender typisk mellem 2-6 GB alt efter kvaliteten. Overvej, hvor mange m2 der skal til, når et standard solcellepanel producerer 250 W, og hvor lang tid de skulle være belyst for at kunne producere energi svarende til dit dataforbrug.
3) Fun Fact om bitcoin
Forskere har estimeret, at det kræver 42 tWh at have bitcoin-netværket (størstedelen går til såkaldt ”mining” hvor der er krævet store mængder computerregnekraft, og en mindre del går til verificering af transaktioner) kørende, svarende til Ungarns energiforbrug.
DEL
Videoaflevering:
Hver gruppe laver en videoaflevering, hvor de:
- dokumenterer deres eksperimenter og deres konklusioner fra forsøgene
- reflekterer over solcellers anvendelse som grøn energi i forhold til at dække hele vores energiforbrug.
Hvis eleverne har arbejdet med andre former for energikilder (vindmøller, kulkraftværker mv), kan de også inddrage det.
