Νησί Moja: μαθαίνοντας για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας Teach article
Μετάφραση από Χαρίλαο Μέγα (Charilaos Megas). Η ανανεώσιμη ενέργεια δεν είναι σημαντική μόνο στον ανεπτυγμένο κόσμο. στις αναπτυσσόμενες χώρες, μπορεί να είναι…
Ο ηλεκτρισμός είναι ένας σημαντικός παράγοντας στην καταπολέμηση της φτώχειας, όπως αναφέρει το Αναπτυξιακό Πρόγραμμα των Ηνωμένων Εθνώνw1 Στις κοινότητες χωρίς ηλεκτρισμό, τα παιδιά συχνά δεν μπορούν να πάνε στο σχολείο, επειδή πρέπει να βοηθήσουν στη συλλογή βιομάζας για καύσιμο – αλλά η εκπαίδευση είναι καθοριστικός παράγοντας για να αποφευχθεί η φτώχεια.
Επιπλέον, χωρίς πρόσβαση σε ραδιόφωνα, υπολογιστές ή διαδίκτυο, οι κοινότητες δεν έχουν πρόσβαση σε απαραίτητες πληροφορίες για καλλιεργητικές τεχνικές, προειδοποιήσεις για πλημμύρες ή τα νέα της περιοχής. Η έλλειψη ενέργειας οδηγεί επίσης στο να δυσκολεύονται οι άνθρωποι να ξεκινήσουν μία απλή επιχείρηση που θα μπορούσε να τους απομακρύνει από τη φτώχεια.
Το Practical Action (προηγουμένως γνωστό ως Intermediate Technology Development Group) είναι μία βρετανική φιλανθρωπική οργάνωση που βοηθάει τις φτωχότερες κοινότητες του κόσμου για περισσότερο από τέσσερις δεκαετίες, εστιάζοντας στην ενέργεια και την τεχνολογία ως καταλύτες για αλλαγή. Το τμήμα εκπαίδευσης της ιστοσελίδας της οργάνωσηςw2 παρέχει ένα φάσμα από εκπαιδευτικές πηγές και μέσα εκμάθησης για τη βιώσιμη μηχανική, την κλιματική αλλαγή και την ανανεώσιμη ενέργεια.
Το άρθρο αυτό παρουσίαζει μία δραστηριότητα στην τάξη: το νησί Moja, όπου οι μαθητές σκέφτονται τις διαθέσιμες επιλογές για τις τέσσερις κοινότητες που ζουν σε ένα φανταστικό νησί και επιλέγουν τις καταλληλότερες τεχνολογίες για την ικανοποίηση των αναγκών τους. Στοχεύοντας μαθητές ηλικίας 11-16, αυτή η δραστηριότητα 1-2 ωρών θεμελιώνει την κατανόησή τους για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Η δραστηριότητα Νησί Moja
Γνωρίζατε ότι το ένα πέμπτο των ανθρώπων στον κόσμο δεν έχουν πρόσβαση σε ηλεκτρισμό; Από αυτούς, το 85% ζει σε επαρχιακές περιοχές (International Energy Agency, 2010). Επιπλέον, οι περισσότεροι άνθρωποι σε απομακρυσμένες περιοχές που έχουν πρόσβαση – ειδικά σε αναπτυσσόμενες χώρες – δεν είναι συνδεδεμένοι στο εθνικό δίκτυο, αλλά πρέπει να βρουν άλλους τρόπους παραγωγής ενέργειας. Ο κύριος λόγος είναι ότι η επέκταση του δικτύου συχνά δεν συμφέρει οικονομικά: το κόστος ανά MWh που παρέχεται σε ένα θεμελιωμένο δίκτυο είναι χαμηλότερο από τα εκτός δικτύου συστήματα, αλλά το κόστος επέκτασης του δικτύου σε μικρές και απομακρυσμένες κοινότητες μπορεί να είναι πολύ υψηλό. Τα συστήματα μετάδοσης σε μεγάλες αποστάσεις επίσης έχουν μεγάλες απώλειες ενέργειας, για παράδειγμα λόγω μακριών καλωδίων. Έτσι, οι κυβερνήσεις συχνά είναι απρόθυμες να επενδύσουν στην επέκταση των εθνικών δικτύων σε απομακρυσμένες περιοχές. Οι μικρής κλίμακας τεχνολογίες ανανεώσιμης ενέργειας είναι μία βιώσιμη εναλλακτική και φθηνότερη από τις πετρελαϊκές μονάδες ενέργειας.
Ένα επιτυχές παράδειγμα είναι ένα έργο ανεμογεννητριών μικρής κλίμακας του Practical Action στη Σρι Λάνκα. Μπορείτε να βρείτε περαιτέρω πληροφορίες και βίντεο για το έργο στο διαδίκτυοw3. Οι μικρής κλίμακας τεχνολογίες ανανεώσιμης ενέργειας τώρα επεκτείνονται σχετικά καλά, αλλά είναι δύσκολη η πρόσβαση στην τεχνολογία και στη χρηματοδότηση. Από την εμπειρία του Practical Action, τα πιο επιτυχημένα έργα ανανεώσιμης ενέργειας μικρής κλίμακας είναι αυτά που περιλαμβάνουν τους ανθρώπους που επηρεάζουν: στον προγραμματισμό και στη λήψη αποφάσεων και εκπαιδεύοντάς τους ώστε να κάνουν μόνοι τους την εγκατάσταση και τη συντήρηση.
Παράδειγμα του Practical Action στην Κένυα
Στην Κένυα, το 96% των κατοίκων δεν έχουν πρόσβαση σε δίκτυο ηλεκτρισμούw4. Μία κοινότητα στο Mbuiri, ένα χωριό βόρεια του Ναϊρόμπι, έκανε εκτροπή τμήματος ενός ποταμού για την παραγωγή ηλεκτρισμού σε μικρής κλίμακας υδροηλεκτρικά έργα. Μπορείτε να βρείτε στο διαδίκτυο ένα βίντεο για την μικροϋδροηλεκτρική ενέργεια στην Κένυα και άλλο υλικό για αυτό το έργο του Practical Actionw5.
Τα παραπάνω προετοιμάζουν το τοπίο για τη δραστηριότητα Νησί Moja.
Υλικά
Όλα τα απαραίτητα υλικά για τη δραστηριότητα αυτή μπορούν να ληφθούν δωρεάν από την ιστοσελίδα του Practical Actionw6, περιλαμβανομένων και βίντεο για την ανανεώσιμη ενέργεια εν δράσει. Χρειάζεστε το φάκελο με τίτλο «Powerpoint presentation introducing activity».
Η δραστηριότητα είναι σχεδιασμένη για τέσσερις ομάδες των τεσσάρων μαθητών η καθεμία το πολύ. Μία μεγάλη τάξη μπορεί να διαιρεθεί σε οκτώ ομάδες, με δύο ομάδες να δουλεύουν σε καθεμία από τις κοινότητες Moja. Για κάθε ομάδα μαθητών, χρειάζεστε:
- Ένα χάρτη του Νησιού Moja (ο αρχικός χάρτης στην ιστοσελίδα του Practical Action πρέπει να είναι έγχρωμος. Μία ασπρόμαυρη εκδοχή είναι διαθέσιμη στην ιστοσελίδα του Science in Schoolw7)
- Ένα σετ από κάρτες δεδομένων για την ανανεώσιμη ενέργεια που παρέχουν πληροφορίες, όπως πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα οκτώ ανανεώσιμων πηγών ενέργειας
- Μία από τις τέσσερις κάρτες κοινότητας του Νησιού Moja με πληροφορίες για τις κοινότητες που ζουν στο Νησί Moja
- Ένα φυλλάδιο εργασίας για τις επιλογές ανανεώσιμης ενέργειας.
Εισαγωγή στη δραστηριότητα
Παρουσιάστε το Νησί Moja, χρησιμοποιώντας την παρουσίαση PowerPoint® που κατεβάσατε για να εξηγήσετε τα βασικά προβλήματα αντιμετώπισης των ενεργειακών απαιτήσεων στις αγροτικές κοινότητες και προετοιμάστε το έδαφος για τη δραστηριότητα στην τάξη. Συζητήστε γιατί είναι σχεδόν απίθανο η πλειονότητα των ανθρώπων χωρίς πρόσβαση στο ηλεκτρικό δίκτυο να συνδεθούν σε αυτό στο άμεσο μέλλον.
- Το Νησί Moja είναι μία μικρή χώρα στα ανοιχτά της ανατολικής αφρικανικής ακτής στον Ινδικό Ωκεανό.
- Δεν έχει δίκτυο ηλεκτρισμού.
- Οι 1450 κάτοικοι χρησιμοποιούν κυρίως λάμπες κηροζίνης και κεριά για φωτισμό και ξύλα για μαγείρεμα.
Η πρόκληση
- Η κυβέρνηση του Νησιού Moja αποφάσισε να επενδύσει χρήματα στην παραγωγή ηλεκτρισμού από μικρής κλίμακας τεχνολογίες ανανεώσιμης ενέργειας. Ως επιστήμονες, οι μαθητές σας καλούνται να κάνουν την καταλληλότερη επιλογή για ανανεώσιμη ενέργεια για τις κοινότητες του νησιού.
- Μπορούν οι μαθητές να σκεφτούν κάποιες επιλογές ανανεώσιμης ενέργειας που μπορεί να είναι κατάλληλες για το Νησί Moja; Συζητήστε σύντομα στην τάξη. Οι μαθητές μπορεί να προτείνουν επιλογές που ήδη γνωρίζουν, όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια.
- Συζητήστε τη θέση του νησιού, παρέχοντας τις απαραίτητες σχετικές πληροφορίες: ποιο είναι το κλίμα (ηλιοφάνεια, άνεμος και βροχόπτωση); Υπάρχουν παλίρροιες; Υπάρχουν κύματα;
- Χωρίστε την τάξη σε τέσσερις ομάδες και μοιράστε το υλικό. Κάθε ομάδα εκπροσωπεί μία από τις τέσσερις κοινότητες στο Νησί Moja – τους Ericas, Hankis, Moodis και Sandis, με πέντε χωριά η καθεμία.
- Δώστε σε κάθε ομάδα περίπου 40 λεπτά για να διαβάσει τις κάρτες με τις πληροφορίες της κοινότητας που εκπροσωπεί και τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, ώστε να αποφασίσει τις πιο κατάλληλες ενεργειακές λύσεις για τα πέντε χωριά της κοινότητάς της. Παρέχεται επιλογή μεταξή γεωθερμικής, ηλιακής, αιολικής, υδροηλεκτρικής, παλιρροϊκής ή κυματικής ενέργειας, βιομάζας ή βιοαερίου (βλέπε Πίνακα 1, παρακάτω). Από τις κάρτες, οι μαθητές μπορούν, για παράδειγμα, να αποφασίσουν ότι κάποιες κοινότητες μπορεί να αισθάνονται περισσότερη ασφάλεια με το να βασίσουν το έργο στην ξηρά ή στη θάλασσα. Αν και το κόστος είναι σίγουρα σημαντικός παράγοντας, αυτό είναι άλλο θέμα και δεν είναι τμήμα της δραστηριότητας αυτής.
Κάθε ομάδα πρέπει να καταγράψει τα αποτελέσματά της στο φυλλάδιο εργασίας.
Παραγωγή | Πλεονεκτήματα | Μειονεκτήματα | Περιβαλλοντικό αντίκτυπο | Παρεχόμενη ενέργεια |
---|---|---|---|---|
Γεωθερμική ενέργεια | ||||
Τα υπόγεια νερά θερμαίνονται από θερμά πετρώματα κάτω από τη γήινη επιφάνεια. Ο παραγόμενος ατμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κίνηση τουρμπίνων που τροφοδοτούν γεννήτριες για την παραγωγή ηλεκτρισμού. | Είναι δωρεάν και διαθέσιμη όλο το εικοσιτετράωρο. | Διαθέσιμη μόνο σε συγκεκριμένα μέρη του κόσμου. Περιστασιακά εκλύονται δηλητηριώδη αέρια. | Μερικό αντίκτυπο από την εγκατάσταση του εξοπλισμού που απαιτείται για την προώθηση του ατμού στις τουρμπίνες. Για παράδειγμα, απαιτούνται υποδομές όπως δρόμοι για τη μεταφορά των υλικών κατασκευής στο χώρο, ενώ και ο ίδιος ο εξοπλισμός καταλαμβάνει πολύ χώρο. | Ένα εργοστάσιο γεωθερμικής ενέργειας παρέχει ηλεκτρισμό για 20 κατοικίες. |
Ηλιακή ενέργεια | ||||
Χρησιμοποιεί την ενέργεια του Ήλιου με δύο τρόπους: 1) για τη θέρμανση ηλιακών πινάκων που θερμαίνουν νερό 2) σε ηλιακές κυψέλες που μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρισμό. |
Η ενέργεια του Ήλιου είναι δωρεάν και διαθέσιμη όταν έχει λιακάδα. | Οι ηλιακοί πίνακες απαιτούν συνεχώς το φως του ήλιου, εκτός αν η ενέργεια αποθηκεύεται σε μπαταρίες. Οι ηλιακές κυψέλες είναι ακριβές. | Μικρό αντίκτυπο καθώς απαιτείται μεγάλη επιφάνεια για τις ηλιακές κυψέλες (περίπου 2 m2 ανά κυψέλη). | Μία μονή φωτοβολταϊκή κυψέλη παρέχει ηλεκτρισμό για 5 κατοικίες. |
Αιολική ενέργεια | ||||
Ο άνεμος κινεί τις πτέρυγες, που κινούν μία τουρμπίνα. αυτή με τη σειρά της κάνει τη γεννήτρια να παράγει ηλεκτρισμό. | Όταν φυσάει άνεμος, παράγεται ηλεκτρισμός. | Μεγάλος αριθμός από τουρμπίνες απαιτείται για την παραγωγή μεγάλων ποσών ενέργειας. Λειτουργεί αποδοτικά μόνο σε περιοχές με ανέμους (λόφους ή στα ανοιχτά της θάλασσας). | Μερικό αντίκτυπο από την εγκατάσταση αιολικών τουρμπίνων, όπως θόρυβος και κίνδυνος για τα πτηνά. Οι νυχτερίδες επηρεάζονται σημαντικά από τις μεταβολές πίεσης που προκαλούν οι τουρμπίνες. | Δύο αιολικές τουρμπίνες παρέχουν ηλεκτρισμό για 15 κατοικίες. |
Υδροηλεκτρική ενέργεια | ||||
Το τρεχούμενο νερό εκτρέπεται από έναν ποταμό για την κίνηση ενός νερόμυλου ή τουρμπίνας, που στη συνέχεια κινεί τη γεννήτρια για την παραγωγή ηλεκτρισμού. | Αν υπάρχει άφθονη βροχόπτωση, θα υπάρχει πάντα νερό για την παραγωγή ηλεκτρισμού | Κατάλληλη για λοφώδεις περιοχές με ποταμούς. | Κάποιο αντίκτυπο από την εκτροπή ποταμών. Αυτό μπορεί να διαταράξει την οικολογία της περιοχής ή την ευφορία του εδάφους. | Ένας υδροηλεκτρικός σταθμός παρέχει ηλεκτρισμό για 40 κατοικίες. |
Παλιρροϊκή ενέργεια | ||||
Ένα εμπόδιο τοποθετείται στο στόμιο ενός κολπίσκου. Το παλιρροϊκό νερό εισέρχεται μέσα από τρύπες στο εμπόδιο, που κινούν μία τουρμπίνα, η οποία με τη σειρά της κινεί τη γεννήτρια για την παραγωγή ηλεκτρισμού. | Όπου υπάρχουν παλίρροιες, παράγεται ηλεκτρισμός. | Η κατασκευή των εμποδίων είναι ακριβή. | Κάποιο αντίκτυπο από την εγκατάσταση του εμποδίου, που μπορεί να διαταράξει τη ροή του παλιρροϊκού νερού προς την ξηρά, άρα και τη μετακίνηση θρεπτικών ουσιών και οργανισμών, όπως τα μεταναστευτικά ψάρια. | Ένα εμπόδιο παρέχει ηλεκτρισμό για 25 κατοικίες. |
Κυματική ενέργεια | ||||
Σημαδούρες (φλοτέρ) τοποθετούνται στη θάλασσα και μετατρέπουν την κυματική κίνηση σε κάθετη κίνηση μέσα στη σημαδούρα. Αυτή κινεί μία τουρμπίνα που με τη σειρά της κινεί τη γεννήτρια για παραγωγή ηλεκτρισμού. | Όπου υπάρχουν κύματα, παράγεται ηλεκτρισμός. | Απαιτείται μεγάλος αριθμός από σημαδούρες για την παραγωγή αρκετού ηλεκτρισμού για μία πόλη. Η τεχνολογία λειτουργεί μόνο με μεγάλα κύματα. | Ελάχιστο αντίκτυπο προκαλείται και μόνο αν υπάρχουν πολλές σημαδούρες στο νερό. | Δέκα σημαδούρες παρέχουν ηλεκτρισμό για 10 κατοικίες. |
Βιομάζα | ||||
Στερά οργανικά υλικά (ξύλο, κοπριά, σακχαρότευτλα) καίγονται και η απελευθερούμενη θερμότητα χρησιμοποιείται για την παραγωγή ατμού, που κινεί μία γεννήτρια για παραγωγή ηλεκτρισμού. | Τα φυτά είναι ανανεώσιμα. μπορούν να αναπτύσσονται συνεχώς. | Η καύση παράγει διοξείδιο του άνθρακα και άλλους ρυπαντές. | Ρύπανση που προκαλείται από την καύση. | Ένας σταθμός παραγωγής παρέχει ηλεκτρισμό για 25 κατοικίες. |
Βιοαέριο | ||||
Φυτά και ζωική κοπριά αποσυντίθενται (αφήνονται να σαπίσουν) σε μία δεξαμενή. Το αέριο μεθάνιο που προκύπτει καίγεται και η απελευθερούμενη θερμότητα χρησιμοποιείται για την παραγωγή ατμού, που κινεί μία γεννήτρια για παραγωγή ηλεκτρισμού. | Χρησιμοποιεί φυσικά απορρίμματα. | Η κάυση παράγει διοξείδιο του άνθρακα και άλλους ρυπαντές. | Ρύπανση που παράγεται από την καύση. | Ένας σταθμός παραγωγής παρέχει ηλεκτρισμό για 20 κατοικίες. |
- Ζητήστε από τους μαθητές να παρουσιάσουν τις αποφάσεις τους σε όλη την τάξη – στο στάδιο αυτό, χωρίς να τις αιτιολογήσουν.
- Συνοψίστε τη δραστηριότητα μετρώντας τον αριθμό των ομάδων που επέλεξαν την κάθε ανανεώσιμη πηγή ενέργειας χρησιμοποιώντας τον Πίνακα 2 παρακάτω. Ποιες ήταν οι πιο δημοφιλείς επιλογές ανανεώσιμης ενέργειας για το Νησί Moja;
Ενεργειακές πηγές | Αριθμός ομάδων |
---|---|
Αιολική | |
Ηλιακή | |
Υδατική (υδροηλεκτρική, κυματική, παλιρροϊκή) | |
Γεωθερμική | |
Βιολογική (βιομάζα, βιοαέριο) |
-
Τέλος, ζητήστε από τους μαθητές να εξηγήσουν τις ενεργειακές επιλογές τους. Δεν υπάρχουν σωστές ή λάθος απαντήσεις – το πιο σημαντικό είναι οι μαθητές να δικαιολογήσουν τις αποφάσεις τους.
Ευχαριστίες
Η δραστηριότητα Νησί Moja αναπτύχθηκε από την ομάδα του Practical Actionw2 (Bren Hellier, υπεύθυνος εκπαίδευσης, και Peter Crowther, σύμβουλος εκπαίδευσης).
References
-
International Energy Agency (2010) World Energy Outlook 2010. Paris, France: OECD / IEA. ISBN: 9789264086241
Web References
- w1 – Το Αναπτυξιακό Πρόγραμμα Ηνωμένων Εθνών δρα σε 166 χώρες για τη βελτίωση των συνθηκών ζωής των κατοίκων τους. Βλέπε: www.undp.org
- w2 – Για περισσότερες πληροφορίες για το Practical Action, βλέπε: www.practicalaction.org
- w3 – Διαβάστε περισσότερα για το έργο αιολικής ενέργειας μικρής κλίμακας του Practical Action στη Σρι Λανκα και δείτε ένα σχετικό βίντεο εδώ: http://practicalaction.org/energyadvocacy/access-wind-sri-lanka
- w4 – TΓια να διαβάσετε την αναφορά του Αναπτυξιακού Προγράμματος των Ηνωμένων Εθνών του 2003 για το έργο υδροηλεκτρικής ενέργειας στο Mbuiri, δείτε: http://sgp.undp.org/download/SGP_Kenya1.pdf
- w5 – Για να μάθετε περισσότερα για το μικροϋδροηλεκτρικό έργο του Practical Action στην Κένυα, περιλαμβανομένου ενός βίντεο, δείτε: http://practicalaction.org/ourwork/ourwork_energy?id=microhydro
- w6 – Θα βρείτε όλα τα απαραίτητα υλικά για τη δραστηριότητα εδώ: www.practicalaction.org/moja-island-1
- w7 – Μπορείτε να κατεβάσετε την ασπρόμαυρη εκδοχή του χάρτη του Νησιού Moja εδώ.
Resources
- Για περισσότερες δραστηριότητες και δωρεάν υλικό για την ανανεώσιμη ενέργεια, επισκεφθείτε: www.practicalaction.org/education/renewable-energy-resources
Review
Το άρθρο και η εκπαιδευτική δραστηριότητα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε οποιαδήποτε τάξη σε όλο τον κόσμο, σε όποιο μάθημα περιλαμβάνει στην ύλη του τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Μάλιστα, καθώς το θέμα απαιτεί γνώσεις από πολλές επιστήμες, όπως βιολογία, φυσική, χημεία, γεωγραφία, γεωλογία, μετεωρολογία, ακόμη και οικονομικά και μαθηματικά, η δραστηριότητα αυτή μπορεί να είναι ιδανική για τη μελέτη και εκμάθηση μέσω διαθεματικών δραστηριοτήτων.
Τα υλικά για τη δραστηριότητα αυτή μπορούν να ληφθούν δωρεάν από το διαδίκτυο. Οι μαθητές αναλαμβάνουν το ρόλο επιστημόνων και σε μικρές ομάδες αποφασίζουν ποιο είδος ανανεώσιμης ενέργειας είναι το πιο κατάλληλο προς χρήση σε ένα συγκεκριμένο φανταστικό περιβάλλον.
Το άρθρο μπορεί να προκαλέσει συζητήσεις για το αν οποιαδήποτε ανανεώσιμη πηγή ενέργειας είναι κατάλληλη σε ένα δεδομένο περιβάλλον. Καθώς η απάντηση πιθανότατα είναι αρνητική, η συζήτηση μπορεί στη συνέχεια να εστιάσει στο ποια κριτήρια πρέπει να έχει ένα συγκεκριμένο περιβάλλον για να είναι υποψήφιο για μία συγκεκριμένη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας.
Οι καθηγητές μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν τη μέθοδο για τη μελέτη διαφορετικών θεμάτων.
Μιχάλης Χατζημάρκου (Michalis Hadjimarcou), Κύπρος