Ηλεκτρισμός από θαλάσσια κύματα Teach article

Author(s): Louiza Dimitriou
Translator(s): Ειρήνη Γκουγκουλιά (Eirini Gkougkoulia)

Αυτή η δραστηριότητα παρουσιάστηκε στο φεστιβάλ Science on Stage 2024. 

Πηγαίνοντας με τη ροή: χτίστε ένα μοντέλο με απλά υλικά για να μετατρέψετε την ενέργεια των κυμάτων νερού σε ηλεκτρισμό και εξερευνήστε βασικές έννοιες σχετικές με την ενέργεια.

Ένας κίτρινος λαμπτήρας περιέχοντας εσωτερικά τον πλανήτη Γή μπροστά από ένα θαλάσσινο τοπίο.
Εικόνα: Θαλάσσια κύματα: Ευγενική παραχώρηση της συγγραφέως.
Lightbulb: ClkerFreeVectorImages/Pixabay. Globe: Qimono/Pixabay.

Η ενέργεια, σε όλες τις μορφές της, είναι αναπόσπαστο μέρος της ανθρώπινης ζωής. Λόγω της γρήγορης ανάπτυξης, η ζήτηση για ενέργεια έχει αυξηθεί ραγδιαία, οδηγώντας σε μεγάλη χρήση ορυκτών καυσίμων. Αυτά τα υλικά έχουν περιορισμένα αποθέματα, και η καύση τους έχει επιζήμια αποτέλεσματα στη Γή, και κατ’επέκτασιν στους ανθρώπους. Ως συνέπεια, υπάρχει ανάγκη για επιστροφή στη φύση και αναζήτηση ενέργειας από ανεξάντλητες πηγές, όπως ο ήλιος, ο αέρας, και η θάλασσα. Η ενέργεια από θαλάσσια κύματα (κυματική ισχύς) είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Αξιοποιώντας και χρησιμοποιώντας την, μπορεί να προσφέρει πολλαπλά πλεονεκτήματα. Αρκετές χώρες προσπαθούν να εκμεταλλευτούν την ισχύ από τα κύματα, και τα μεγάλα ποσά μηχανικής ενέργειας, τα οποία ταξιδεύουν με αυτά, για να μετατραπεί η μηχανική ενέργεια σε κινητική, και στη συνέχεια σε ηλεκτρική ενέργεια.[1]

Οι παρακάτω δραστηριότητες, μέσω των βημάτων διερευνητικής μεθόδου, θα βοηθήσουν τους/τις μαθητές/τριες να:

  • Μάθουν για τα φυσικά φαινόμενα, τα οποία μπορούν να παρέχουν εκμεταλλευόμενες μορφές ενέργειας βοηθώντας να λυθεί το ενεργειακό πρόβλημα που η Γή αντιμετωπίζει, με οικολογικό τρόπο.
  • Διερευνήσουν τα θαλάσσια κύματα ως ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, η οποία μπορεί να μετατραπεί σε χρήσιμη ηλεκτρική ενέργεια.
  • Κατανοήσουν φυσικές έννοιες και ποσότητες, όπως και τους νόμους που συνδέονται με αυτές.
  • Συναρμολογήσουν και χρησιμοποιήσουν υλικά και όργανα στο σχολικό εργαστήριο για την πραγματοποίηση πειραμάτων, να βγάλουν συμπεράσματα και να εξοικειωθούν με την πειραματική διαδικασία.

Οι μαθητές/τριες μπορούν να παρακολουθήσουν το βιντεο του πειράματος για να έχουν μια εικόνα των δραστηριοτήτων.

Συνδέσεις με το σχολικό οδηγό

Αυτές οι δραστηριότητες συμπεριλαμβάνουν έννοιες όπως μετατροπή ενέργειας, μηχανική ενέργεια, κινητική ενέργεια, ηλεκτρική ενέργεια, ηλεκτρομαγνητισμό, εναλασσόμενο ρεύμα (AC), συνεχές ρεύμα (DC), πλήρης μετατροπή AC σε DC, πυκνωτές και φωτοδίοδοι.

Αυτές οι δραστηριότητες είναι κατάλληλες για μαθητές/τριες ηλικίας 16 και άνω, ωστόσο μπορούν να παρουσιαστούν ως επίδειξη (demo) και σε νεότερους/ρες μαθητές/τριες.

Πειραματική διάταξη

Η κατασκευή της πειραματικής διάταξης, η οποία μετατρέπει την ενέργεια του υδάτινου κύματος σε ηλεκτρική ενέργεια, ακολουθεί τη σχηματική αναπάρασταση του σχήματος 1.

Σχήμα της πειραματικής διάταξης. Μια άκαμπτη ράβδος είναι συνδεδεμένη με μια κάθετη υποστήριξη σε ένα δοχείο με νερό μέσω ενός άξονα. Η μια άκρη είναι συνδεδεμένη με ένα στρογγυλό, πλωτό σώμα, το οποίο κινείται πάνω και κάτω με τα κύματα στο δοχείο, ενώ η άλλη άκρη είναι συνδεδεμένη μια μια μαγνητική ράβδο, η οποία μπορεί να μπεί και να βγεί από ένα ηλεκτρομαγνητικό πηνίο συνδεδεμένο με τη φωτοδίοδο.
Σχήμα 1: 1) Δοχείο με νερό, 2) πλωτό σώμα, 3) μεταλλική ράβδος, 4) μαγνητική ράβδος, 5) πηνίο, 6) φωτοδίοδος (LED)
Εικόνα ευγενική παραχώρηση της συγγραφέως

Η διάταξη θα πρέπει να είναι συναρμολογημένη από τον/την εκπαιδευτικό πριν την έναρξη του μαθήματος.

Παρακολουθώντας το βίντεο του πειράματος μπορεί να είναι βοηθητικό.

Υλικάv

  • Μηχανισμός περιστροφής για παραγωγή κυμάτων σε νερό
  • Πλαστικό δοχείο με νερό
  • Μεταλλική ράβδος (70 εκ.)
  • Μεταλλική ράβδος (70 εκ.)
  • Πλαστικό πλωτό σώμα
  • Αντίβαρο (κωνική βάση)
  • Πηνίο (24 000 σπείρες)
  • Μαγνητική ράβδος
  • Μεταλλικοί ράβδοι συνδεδεμένοι με ορθογώνιες παραλληλόγραμμες βάσεις υποστήριξης
  • Μεταλλικοί συνδετήρες
  • Μεταλλικοί σφιγκτήρες
  • Σφιγκτήρες τύπου G
  • Μεταλλικά δαχτυλίδια
Μια φωτογραφία της πειραματικής διάταξης, με το δοχείο του σχήματος 1 προσθέτοντας στη μηχανική συσκευή για την παραγωγή κυμάτων στο δοχείο, και μια γέφυρα σιλικόνης, πυκνωτής,λυχνία LED, και πολυμέτρο συνδεμένο με το ηλεκτρομαγνητικό πηνίο.
Εικόνα ευγενική παραχώρηση της συγγραφέως
  1. Τοποθετείστε την 60 εκ. μεταλλική ράβδο οριζόντια ανάμεσα σε δυο κάθετες μεταλλικές ράβδους, συνδεδεμένες στις βάσεις, χρησιμοποιώντας του μεταλλικούς συνδετήρες και τα μεταλλικά δαχτυλίδια ώστε να περιστρέφεται ελεύθερα.
  2. Συνδέστε την 70 εκ. μεταλλική ράβδο κάθετα στη μέση της 60 εκ. μεταλλικής ράβδου χρησιμοποιώντας ένα μεταλλικό συνδετήρα. Το σημείο σύνδεσης της 70 εκ. μεταλλικής ράβδου είναι περίπου 27-30 εκ. από την άλλη άκρη. Το πλωτό σώμα και το αντίβαρο είναι προσαρτημένα σε αυτή την άκρη, ενώ ο μαγνήτης είναι στην άλλη άκρη.
  3. Τοποθετήστε αυτή τη συναρμολόγηση στη μια πλευρά του πλαστικού δοχείου έτσι ώστε το πλωτό σώμα να μπορεί να επιπλέει στο νερό.
  4. Συνδέστε τη γέφυρα σιλικόνης σε ένα χαμηλότερο σημείο με μια άλλη μεταλλική ράβδο με μια βάση, χρησιμοποιώντας σφιγκτήρες. Τοποθετείστε το πηνίο έτσι ώστε ο μαγνήτης να μπορεί να μπεί και να βγεί όταν η πειραματική διάταξη είναι σε κίνηση.
  5. Στην αντίθετη πλευρά του δοχείου, εγκαταστείστε έναν μηχανισμό, ο οποίος όταν περιστρέφεται δημιουργεί κύματα στο νερό.
  6. Χρησιμοποιείστε σύρματα για τις συνδέσεις σχετικές με τις δραστηριότητες.

Η διάταξη μπορεί να χρειαστεί πολλές προσαρμογές και τεστ πριν το μάθημα.

Δραστηριότητα 1: Μετατροπή κυματικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια

Σε αυτή τη δραστηριότητα, η πειραματική διάταξη είναι κατασκευασμένη ώστε να αξιοποιεί την κυματική ενέργεια για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιώντας ένα σύστημα μαγνήτη – πηνίο. Διερευνώντας τη λειτουργία της διάταξης και πραγματοποιώντας πειράματα, οι μαθητές/τριες εξερευνούν τις αρχές της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής και κατανοούν πως η κυματική ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρική, παρέχοντας μια πρακτική εφαρμογή των φυσικών νόμων.

Ο χρόνος που χρειάζεται είναι περίπου 40 λεπτά.

Υλικά

  • Η διάταξη είναι συναρμολογημένη πριν το μάθημα (βλ. παραπάνω)
  • Σύρματα με απλά, πολλαπλά, και κλιπ κροκόδειλου
  • Λυχνίες LED (1,5–2,4 V)
  • Μπαταρίες
  • Φύλλο εργασίας
  • Ενημερωτικό φύλλο για την κυματική ισχύ
""
Εικόνα ευγενική παραχώρηση της συγγραφέως

Σημειώσεις ασφάλειας

Τα υλικά, η πειραματική διάταξη, και η εκτέλεση του πειράματος δεν ένδεχουν κίνδυνο. Ωστόσο, πρέπει να είμαστε πάντα προσεκτικοί και να ακολουθούμε τους εργαστηριακούς κανόνες ασφάλειας.

Διαδικασία

  1. Παρουσιάστε την έννοια της κυματικής ισχύος χρησιμοποιώντας το ενημερωτικό φύλλο για την κυματική ισχύ ή άλλες πηγές.
  2. Αρχικά, χρησιμοποιώντας μπαταρίες, σύρματα και λυχνίες LED, οι μαθητές/τριες θα πρέπει να πειραματιστούν κατασκευάζοντας απλά ηλεκτρικά κυκλώματα και να παρατηρήσουν ότι οι φωτοδίοδοι ανάβουν όταν το ρεύμα τρέχει ανάμεσα τους σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση (σωστή πολικότητα).
  3. Μέσω της παρατήρησης, οι μαθητές/τριες ερωτούνται για να ταυτοποιήσουν τα συνδετικά στοιχεία ενός απλού κυκλώματος και της διάταξης, και να προβλέψουν τα αποτελέσματα της δημιουργίας κύματος στο δοχείο και της κίνησης του μαγνήτη σε σχέση με την εκπομπή φωτός LED. Η σύνδεση είναι η αντικατάσταση της μπαταρίας του απλού κυκλώματος με την όλη διάταξη.
  4. Χρησιμοποιώντας έναν μηχανισμό περιστροφής, μπορούν να δημιουργήσουν κύματα στο νερό χειροκίνητα. Τα κύματα θέτουν το πλωτό σώμα σε κίνηση, το οποίο στη συνέχεια κινεί το μαγνήτη, ο οποίος είναι συνδεδεμένος με αυτό μέσω της μεταλλικής ράβδους. Όπως ο μαγνήτης μπένει και βγαίνει από το πηνίο, μια επαγόμενη τάση δημιουργείται με αποτελέσμα η λυχνία LED, η οποία είναι συνδεδεμένη μέσω του κλειστού κυκλώματος με το πηνίο, να ανάβει και να σβήνει αντίστοιχα (σχήμα 2).
Σχήμα 2: Ένα διάγραμμα κυκλώματος δείχνει τη σύνδεση της λυχνίας LED με το ηλεκτρομαγνητικό πηνίο.
Εικόνα ευγενική παραχώρηση της συγγραφέως
  1. Οι μαθητές/τριες συζητούν και απαντούν την ερώτηση 1 από το φύλλο εργασίας: Όταν το επαγώμενο ηλεκτρικό ρεύμα περνάει μέσω της λυχνίας LED, αναβοσβήνει.
  2. Οι μαθητές/τριες θα πρέπει στη συνέχεια να απαντήσουν την ερώτηση 2:
    Πώς θα συνέδεες τις δυο λυχνίες LED στις άκρες του πηνίου παράλληλα μεταξύ τους, ώστε να:
    Α. Να ανάβουν και να κλείνουν ταυτόχρονα;
    Β. Να ανάβουν και να κλείνουν εναλλάξ;Οι μαθητές/τριες θα πρέπει να προτείνουν και να κατασκευάσουν ένα σχέδιο κυκλώματος για κάθε μέρος της ερώτησης: ένα όπου οι λυχνίες LED έχουν την ίδια πολικότητα (Α) και ένα όπου έχουν αντίθετη πολικότητα (Β)
  3. Οι μαθητές/τριες θα πρέπει να σκεφτούν ποιοί μετασχηματισμοί ενέργειας πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια της λειτουργίας της συσκευής (ερώτηση 3).Απάντηση: η μηχανική ενέργεια ενός υδάτινου κύματος μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια ενός συστήματος (πλωτό σώμα – μεταλλική ράβδος – μαγνήτης), το οποίο στη συνέχεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια στο πηνίο.

Συζήτηση

Θαλάσσια κύματα μπορούν να παρέχουν ένα μαγνήτη με την αναγκαία κινητική ενέργεια για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα σύστημα μαγνήτης – πηνίο λόγω της επαγωγής. Τα διαδοχικά κύματα τα οποία φθάνουν στο πλωτό σώμα συνδεδεμένο με το μαγνήτη κάνουν το μαγνήτη να κινείται σχετικά προς το πηνίο. Ως αποτέλεσμα, η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται συνέχεια. Όταν ο μαγνήτης είναι σε κίνηση σχετικά με το πηνίο, μια επαγόμενη τάση εμφανίζεται στο τέλος του. Η τάση αυτή αυξάνει όσο ο αριθμός των σπειρών του πηνίου αυξάνεται, όταν ένας ισχυρότερος μαγνήτης χρησιμοποιείται ή όταν ο μαγνήτης κινείται γρηγορότερα σχετικά με το πηνίο (νόμος του Faraday). Λαμβάνοντας υπόψιν την παρατήρηση ότι η ταχύτητα στην οποία ο μαγνήτης μπένει και βγαίνει από το πηνίο παίζει ένα σημαντικό ρόλο στην παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, οι μαθητές/τριες, μέσω καθοδηγούμενης συζήτησης, συμπερένουν ότι τα κύματα με μικρότερες περιόδους είναι πιο αποτελεσματικά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη γρηγορότερη κίνηση από το μαγνήτη και επομένως παραγωγή μεγαλύτερης ηλεκτρικής ενέργειας. Είναι σημαντικό να τονιστεί και να συζητηθεί με τους/τις μαθητές/τριες ότι μολονότι χρησιμοποιούμε τον όρο “παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας”, η ενέργεια δεν παράγεται αλλά μεταφέρεται από το ένα σώμα (ή σύστημα σωμάτων) στο άλλο ή μετασχηματίζεται από την μια μορφή στην άλλη μορφή ενέργειας. Επομένως, είναι ο μετασχηματισμός κυματικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια.

Δραστηριότητα 2: Αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας από κύματα σε έναν πυκνωτή

Μέσω πειραματισμού και μετρήσεων τάσης, οι μαθητές/τριες θα κατανοήσουν τη λειτουργία ενός πυκνωτή ως αποθηκευτικό μέσο της ηλεκτρικής ενέργειας παραγώμενη από κύματα και θα μπορούν να υπολογίσουν την ποσότητα της αποθηκευμένης ενέργειας. Θα κατανοήσουν επίσης τη σημασία του μετασχηματισμού από AC σε DC για την ενεργειακή αποθήκευση σε έναν πυκνωτή.

Ο απαιτούμενος χρόνος για αυτή τη δραστηριότητα είναι 30 λεπτά.

Υλικά

  • Τα υλικά από τη Δραστηριότητα 1
  • Γέφυρα σιλικόνης (μετασχηματιστής)
  • Πυκνωτής (10 000 µF)
  • Ψηφιακά πολύμετρα

Διαδικασία

  1. Παραγωγή ηλεκτρισμού μέσω κύματος επαναλαμβάνεται και ακολουθεί το σχήμα 3, οι μαθητές/τριες συνδέουν τη γέφυρα σιλικόνης με το πηνίο χρησιμοποιώντας σύρματα, σύμφωνα με τις οδηγίες του/της εκπαιδευτικού. Η γέφυρα σιλικόνης αποσκοπεί στον πλήρη μετασχηματισμό του AC σε DC. Κατά συνέπεια, συνδέουν έναν πυκνωτή στους DC ακροδέκτες εξόδου της γέφυρας και βάζουν τη διάταξη σε κίνηση.
Σχήμα 3: Διάγραμμα κυκλώματος, το οποίο δείχνει μια γέφυρα σιλικόνης, πυκνωτή και βολτόμετρο συνδεδεμένα με το ηλεκτρομαγνητικό πηνίο
Εικόνα ευγενική παραχώρηση της συγγραφέως
  1. Μετράνε την τάση στον πυκνωτή με ένα ψηφιακό βολτόμετρο (εικόνα 1) και εν συνεχεία την αποθηκευμένη ενέργεια σε αυτόν, η οποία είναι η ενέργεια παραγώμενη από τα υδάτινα κύματα.
Εικόνα 1: Αριστερά: Η τροποποιημένη διάταξη με τη γέφυρα σιλικόνης, πυκνωτή και βολτόμετρο συνδεδεμένα. Δεξιά: Ένα κοντινό πλάνο από τη σύνδεση μέσω της γέφυρας σιλικόνης και πυκνωτή.
Εικόνα ευγενική παραχώρηση της συγγραφέως
  1. Η συνολική ενέργεια (U) του φορτισμένου πυκνωτή μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την παρακάτω εξίσωση:
    U = 1/2 CV^2
    όπου C η χωρητικότητα του πυκνωτή, και V η τάση του πυκνωτή στα άκρα του. Χρησιμοποιώντας την εξίσωση, οι μαθητές/τριες υπολογίζουν την αποθηκευμένη ενέργεια στον πυκνωτή όταν η τάση φθάνει σε μια ορισμένη τιμή (ερώτηση 4).

Συζήτηση

Μετά την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τα κύματα (Δραστηριότητα 1), στη Δραστηριότητα 2, οι μαθητές/τριες θα παρατηρήσουν πειραματικά και θα υπολογίσουν την αποθήκευση της ενέργειας στον πυκνωτή. Κατά τη διάρκεια της συζήτησης, ο/η εκπαιδευτικός ρωτάει για τις απαντήσεις και εξηγήσεις τους για το αν ο μετασχηματισμός από AC σε DC είναι απαραίτητη για τον πυκνωτή για να αποθηκεύσει ενέργεια.

Δραστηριότητα 3: Εκπομπή λυχνίας LED και κατανάλωση αποθηκευμένης ενέργειας

Σε αυτή τη δραστηριότητα, οι μαθητές/τριες διερευνούν τη λειτουργία των λυχνιών LED και πώς η κυματική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δουλέψουν. Μέσα από τις πειραματικές μετρήσεις, εξετάζουν τη σχέση μεταξύ της τάσης και της εκπομπής της λυχνίας LED κατανοώντας τη διεργασία της ενεργειακής κατανάλωσης και αποθήκευσης.

Ο απαιτούμενος χρόνος για αυτή τη δραστηριότητα είναι 25 λεπτά.

Υλικά

  • Η διάταξη από τη Δραστηριότητα 2
  • Λυχνίες LED διαφορετικών χρωμάτων με τάση 1,5–2,5 V
  • Μαύρη κάρτα, η οποία βοηθάει τη λυχνία LED να είναι ορατή
  • Ψηφιακό πολύμετρο

Διεργασία

  1. Οι μαθητές/τριες θα πρέπει να συνδέσουν παράληλα διαφορετικές λυχνίες LED στον πυκνωτή. Αυτές λειτουργούν με DC λόγω του μετασχηματισμού (Σχήμα 4), και επομένως ανάβουν συνεχόμενα. Τοποθετώντας τις λυχνίες LED απέναντι από τη μαύρη κάρτα βοηθάει στο να φαίνονται ορατές.
Σχήμα 4: Διάγραμα κυκλώματος που δείχνει τη γέφυρα σιλικόνης, τον πυκνωτή, τη λυχνία LED και το βολτόμετρο συνεδεμένα με το ηλεκτρομαγνητικό πηνίο.
Εικόνα ευγενική παραχώρηση της συγγραφ
  1. Στη συνέχεια μετρούν την τάση κατά μήκος των λυχνιών LED χρησιμοποιώντας ένα ψηφιακό πολύμετρο (Εικόνα 2). Οι μαθητές/τριες θα πρέπει να παρατηρήσουν ότι οι λυχνίες LED ξεκινάνε να ανάβουν όταν η τάση ξεπερνά συγκεκριμένες τιμές, οι οποίες διαφέρουν για διαφορετικές λυχνίες LED. Θα πρέπει να συμπληρώσουν τον πίνακα στο φύλλο εργασίας, μετρώντας την τάση στην οποία κάθε λυχνία LED ανάβει.
Photographs of the setup with the LED connected to the capacitor
Εικόνα 2: Η διάταξη με τη λυχνία LED συνδεδεμένη με τον πυκνωτή
Εικόνα ευγενική παραχώρηση της συγγραφέως
  1. Κατά τη διάρκεια της εκπομπης του φωτός της λυχνίας LED, το βολτόμετρο θα δείχνει μια σχεδόν σταθερή τιμή. Όταν οι μαθητές/τριες αποσυνδέσουν τη λυχνία LED και βάλουν σε κίνηση τη συσκευή ξανά, η τάση θα συνεχίζει να αυξάνεται. Απατώντας την ερώτηση 6 οι μαθητές/τριες θα πρέπει να αναγνωρίζουν ότι η ενέργεια καταναλώνεται από τη λυχνία LED όταν εκπέμπει φώς, και όταν αποσυνδέεται, η ενέργεια από τα υδάτινα κύματα αποθηκεύεται στον πυκνωτή.

Συζήτηση

Η λυχνία LED είναι μια φωτοδίοδος, και για να εκπέμπει φώς, πρέπει να τροφοδοτείται με ρεύμα στη σωστή κατεύθυνση (σωστά πολωμένη). Εμφανίζει σχετικά χαμηλή αντίσταση σε μια κατεύθυνση και υψηλή αντίσταση στην αντίθετη κατεύθυνση. Όταν η τάση κατά μήκος των φωτοδιοδών είναι κάτω από συγκεκριμένο όριο, το ρεύμα είναι χαμηλό. Αντίθετα, όταν η τάση υπερβαίνει αυτό το όριο, το ρεύμα αυξάνεται γρήγορα, με αποτέλεσμα η λυχνία LED να εκπέμπει φώς. Ακολουθώντας τα βήματα στη Δραστηριότητα 3, οι μαθητές/τριες πειραματίζονται και βγάζουν συμπεράσματα σχετικά με το πως δουλεύει η λυχνία LED, όπως και με την κατανάλωση και αποθήκευση ενέργειας από υδάτινα κύματα.

Συμπεράσματα

Αυτή η εργασία στοχεύει την επίδειξη πρακτικής μεθόδου διδασκαλίας για την αξιοποίηση της ήπιας και ανανεώσιμης πηγής ενέργειας των θαλάσσιων κυμάτων. Αποσκοπεί στην ευαισθητοποίηση των μαθητών/τριών σε περιβαλλοντικά θέματα, σχετικά με εναλλακτικές μεθόδους παραγωγής ενέργειας και καλλιέργεια επιστημονικού τρόπου σκέψης, ενώ εξοικειώνοντας τους με την πειραματική διεργασία. Οι μαθητές/τριες επίσης εξερευνούν θέματα από το σχολικό οδηγό τους, όπως ενέργεια, ηλεκτρομαγνητισμό και ηλεκτρισμό.

Για δραστηριότητες επέκτασης, οι μαθητές/τριες χωρίζονται σε ομάδες που θα μπορούσαν να συλλέξουν και να παρουσιάσουν πληροφορίες σε 1) ανανεώσιμες και μη ανανεώσιμες πηγές ενεργειών ή 2) θαλάσσια κυματική ενέργεια (προέλευση, αξιοποίηση).

Επιπλέον, αυτό το πείραμα θα μπορούσε να επεκταθεί και σε άλλα πεδία, όπως χρησιμοποιώντας ηλεκτρική ενέργεια παραγώμενη από παραγώμενο υδρογόνο από θαλάσσιο νερό και η χρήση του ως καύσιμο, ή συνδέοντας τη διάταξη με υπολογιστή για ανάλυση δεδομένων με το κατάλληλο λογισμικό πρόγραμμα.

References

[1] Veerabhadrappa K et al (2022) Power generation using ocean waves: a review. Global Transitions Proceedings 3: 359–370. doi: 10.1016/j.gltp.2022.05.001

Resources

Institutions

Science on Stage

Author(s)

Η Λουίζα Δημητρίου είναι απόφοιτη του τμήματος Φυσικής του Εθνικού Καποδιστριακού Πανεπιστημίου ΑΘηνών και έχει μεταπτυχιακό τίτλο ειδίκευσης στην ειδική αγωγή. Εργάζεται στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση, και από το 2022, συνεργάζεται με το Εργαστηριακό Κέντρο Φυσικών Επιστημών του Αιγάλαιο. Τα εκπαιδευτικά της ενδιαφέροντα εστιάζονται στην ένταξη εργαστηριακής μεθόδου στη διδασκαλία φυσικών επιστημών στα σχολεία.

License

CC-BY

Related articles