scenariusz odnawialne źródła energii

„ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII”
SCENARIUSZ ZAJĘĆ LEKCYJNYCH
ETAP EDUKACYJNY: IV (szkoły ponadgimnazjalne)
CZAS TRWANIA: 45 minut
CEL OGÓLNY: ABC odnawialnych źródeł energii
CELE SZCZEGÓŁOWE:
 poznawanie różnego rodzaju źródeł wytwarzania energii – wad i zalet
oraz ograniczeń związanych z ich wykorzystywaniem
 zapoznanie się ze środowiskowymi skutkami wynikającymi
z wykorzystywania różnych źródeł energii
 uświadomienie potrzeby poszanowania i oszczędzania energii
METODY PRACY: praca z tekstem, burza mózgów, praca w grupach
MATERIAŁY: 2 karty pracy, nożyczki, pisaki
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał różne źródła energii. Początkowo była
to siła jego mięśni, później nauczył się wykorzystywać ogień, siłę wiatru i wody oraz energię
zwierząt pociągowych. W dobie rewolucji przemysłowej zapotrzebowanie na energię
gwałtownie wzrosło. W jej początkowym okresie podstawowym źródłem było drewno, a od
połowy XIX do połowy XX wieku węgiel kamienny. Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie
zaczęło rosnąć znaczenie ropy naftowej, która jest obecnie najważniejszym surowcem
energetycznym, natomiast w ostatnim trzydziestoleciu bardzo szybko wzrasta znaczenie
gazu ziemnego. Zasoby tych surowców wcześniej czy później wyczerpią się. Ocenia się, że
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat, będzie można korzystać ze złóż węgla, o wiele
krócej – ponad 60 lat – trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego, zaś ropy naftowej
wystarczy jeszcze na około 30-40 lat. Klimatolodzy biją na alarm – w efekcie spalania paliw
kopalnych do atmosfery dostaje się coraz większa ilość gazów cieplarnianych, następują
zmiany klimatyczne. Zapotrzebowanie na energię ciągle rośnie i coraz większy niepokój
budzą pytania:



Czy można ustawicznie zwiększać wydobycie paliw kopalnych?
Co będzie, gdy wyczerpią się zasoby węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego?
Czy istnieje możliwość zastąpienia ich źródłami alternatywnymi?
.
Niniejszy materiał został opublikowany dzięki dofinansowaniu
Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.
Za jego treść odpowiada wyłącznie Centrum Innowacji i Koordynacji.
ENERGIA WODNA
Jest to energia mechaniczna płynącej wody, może być przetworzona na energię mechaniczną lub
elektryczną. Elektrownie wodne dzieli się na mikroelektrownie, małe elektrownie oraz duże
elektrownie. W Polsce w 2012 roku było 12 dużych hydroelektrowni oraz około 800 małych
elektrowni wodnych. Wśród elektrowni wodnych wykorzystujących wody śródlądowe wyróżniamy
elektrownie: przepływowe, regulacyjne (zbiornikowe), szczytowo-pompowe, derywacyjne. Wśród
elektrowni wodnych wykorzystujących wody mórz i oceanów wyróżniamy elektrownie:
przepływowe, meremotoryczne (falowo-wodne) i maretermiczne (oceanotermiczne).
ZALETY






WADY
energia wody jest stosunkowo tania,
niski koszt eksploatacji,
brak zanieczyszczeń atmosfery,
niski poziom emitowanego hałasu,
działanie przeciwpowodziowe,
budowa zapór na rzekach
i tworzenie zalewów wpływa na rozwój
sportów wodnych i kompleksów
rekreacyjnych na danym terenie.

w przypadku dużych obiektów – duże
koszty inwestycyjne,
elektrownie wodne powodują trwałą
ingerencję w środowisko naturalne,
żeby uzyskać wysoki poziom wód,
często zalewa się duże obszary, co
może wiązać się z koniecznością
przesiedlenia ludności,
po wyjściu z zapory woda płynie wolno,
zmniejsza się napowietrzenie wody.



BIOMASA
Do biomasy zalicza się całą istniejącą na naszej planecie materię organiczną, pochodzenia zarówno
roślinnego, jak i zwierzęcego, ulegającą biodegradacji, czyli rozkładowi tlenowemu lub
beztlenowemu przy udziale mikroorganizmów. Biomasę dzielimy na: stałą (drewno i odpady
z przemysłu drzewnego, w tym brykiet lub palety drzewne, uprawy energetyczne – rośliny
uprawiane specjalnie do celów energetycznych, produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
niektóre odpady komunalne i przemysłowe, słoma), gazową (gaz błotny, gaz drzewny), ciekłą
(alkohole wytwarzane z roślin o dużej zawartości cukru i oleje roślinne). Rośliny energetyczne –
szybko rosną i po wysuszeniu dają duże plony, są odporne na szkodniki i mało wymagające, a ich
uprawa nie jest droga. Uprawa tych roślin może odbywać się na glebach skażonych, które nie
nadają się do uprawy żywności. Zaliczamy do nich m.in: wierzbę energetyczną, malwę
pensylwańską, topinambur, miskant olbrzymi, różę bezkońcową, rdest, trzcinę pospolitą.
ZALETY





spalanie biomasy jest neutralne dla
środowiska, dostarcza mniej
szkodliwych pierwiastków niż
spalanie paliw kopalnych,
dzięki wykorzystywaniu biomasy
zmniejsza się ilość odpadów,
z biomasy można wytworzyć wiele
różnych form energii, np. ciepło do
ogrzewania, paliwo dla samochodu,
produkcja biomasy pozwala na
zagospodarowanie nieużytków lub
skażonych gleb,
ogrzewanie biomasą jest opłacalne,
jej ceny są konkurencyjne na rynku
paliw.
WADY




biomasę charakteryzuje mała gęstość
surowca, utrudniająca transport i
jego magazynowanie,
niektóre rośliny energetyczne
dostępne są tylko sezonowo,
mniejsza niż w przypadku paliw
kopalnych wartość energetyczna
surowca,
duże uprawy roślin energetycznych
zmniejszają bioróżnorodność
środowiska poprzez wprowadzenie
monokultur,
.
Niniejszy materiał został opublikowany dzięki dofinansowaniu
Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.
Za jego treść odpowiada wyłącznie Centrum Innowacji i Koordynacji.
ENERGIA SŁONECZNA
Wykorzystywana jest do produkcji ciepła lub energii elektrycznej. W ciągu roku do powierzchni
Ziemi dociera około 3,9 mln eksadżuli (1018) energii słonecznej, a roczne zużycie jej na Ziemi
szacuje się na 350 eksadżuli. Jest to olbrzymi niewyczerpalny zapas energii. W Polsce najlepiej
nasłonecznionymi obszarami są środkowa i wschodnia Polska. W celu przetworzenia energii
słonecznej na energię cieplną wykorzystuje się kolektory słoneczne. Do przekształcania energii
słonecznej na energię elektryczną stosuje się fotoogniwa.
ZALETY




WADY
niewyczerpalność i ogólna dostępność,
znikomy wpływ na środowisko naturalne,
brak kosztów dostarczania energii,
nie ma wpływu na bilans
energetyczny Ziemi



okresowość ze względu na warunki
atmosferyczne (wahania ze względu na
porę dnia i roku),
wysokie koszty inwestycyjne,
zmiana wyglądu krajobrazu
ENERGIA WIATROWA
Jej powstanie związane jest z energią światła słonecznego, która nagrzewając nierównomierne
wody i morza prowadzi do powstania różnic temperatur i przemieszczania się mas powietrza
z jednego miejsca na drugie. Energia wiatru wykorzystywana jest na wiele sposobów – jako siła
napędowa, np. w jachtach żaglowych, w wiatrakach jako energia mechaniczna, a za pomocą
turbin wiatrowych przekształcana jest w energię elektryczną. W Polsce pierwsza turbina wiatrowa
powstała w 1991 roku w Żarnowcu. Polska w Europie Wschodniej uważana jest za lidera
w zakresie energetyki wiatrowej – moc zainstalowana w energetyce wiatrowej na jednego
mieszkańca wynosi 0,012 kW. Turbiny wiatrowe mogą być stawiane na lądzie lub morzu.
ZALETY




brak zanieczyszczeń środowiska,
możliwość lokalizacji na terenach
zanieczyszczonych i nieużytkach,
stosunkowo niewielkie straty w przesyle
energii z elektrowni wiatrowej do
odbiorcy,
niskie koszty eksploatacji i obsługi
WADY




hałas – dźwięk wydawany przez turbiny
wiatrowe w wyniku omiatania przez
powietrze łopat wiatrowych,
niebezpieczeństwo dla ptaków i
nietoperzy,
zmiany w krajobrazie,
zmienność siły wiatru.
PRZEBIEG ZAJĘĆ:
1. Przedstaw uczniom wyżej opisane wprowadzenie merytoryczne.
2. Wykonaj zadanie nr 1: podziel uczniów na kilkuosobowe grupy, każdej grupie rozdaj
kartę pracy, którą należy porozcinać zgodnie z przebiegiem ramek. Elementy należy
pomieszać, a następnie, rozlosować pomiędzy uczniów, którzy powinni pogrupować
je zgodnie z posiadanymi przez nich informacjami zawartymi na paskach papieru.
3. Wykonaj zadanie nr 2: znajdź 12 ukrytych wyrazów związanych z odnawialnymi
źródłami energii. Wyrazy napisane są w poziome i pionie, mogą się przecinać.
Odnalezione słowa otocz linią. Z pozostałych liter powstanie hasło. Zapisz
odnalezione hasło oraz odnalezione wyrazy w odpowiednich miejscach poniższego
tekstu.
.
Niniejszy materiał został opublikowany dzięki dofinansowaniu
Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.
Za jego treść odpowiada wyłącznie Centrum Innowacji i Koordynacji.
ZADANIE NR 1
BIOMASA
ENERGIA WODNA
Najstarsze i najczęściej współcześnie
wykorzystywane odnawialne źródło energii.
Kiedyś powszechnie wykorzystywana do napędu
młynów, kuźni, tartaków i innych zakładów
przemysłowych.
Stanowi trzecie, co do wielkości na świecie,
naturalne źródło energii.
Zamiana energii kinetycznej i potencjalnej wody
na energię elektryczną.
Umożliwia zagospodarowanie nieużytków
i spożytkowanie odpadów.
Najintensywniej wykorzystywane źródło wśród
OZE na całym świecie.
Surowiec pobiera tyle samo CO2,
ile wytwarza się przy jej spalaniu.
Można wykorzystywać energetycznie także
prądy morskie oraz pływy.
Paliwo może być przetwarzane
na zrębki, brykiety i pelety.
Często wiąże się z powstaniem zbiorników
retencyjnych, które mogą być niekorzystne dla
ekosystemów wodnych.
ENERGIA SŁONECZNA
ENERGIA WIATROWA
Rocznie zużywamy na całym świecie tyle energii,
ile to źródło dostarcza w godzinę.
Powstaje dzięki różnicy temperatur mas
powietrza, spowodowanej nierównym
nagrzewaniem się powierzchni Ziemi.
Urządzenia ją wykorzystujące są umieszczane
na dachach budynków.
Zamiana energii kinetycznej wiatru
na energię elektryczną.
Najczęściej wykorzystuje się ją
do podgrzewania wody
Dzięki niej poruszają się jachty i żaglowce.
Niekiedy wykorzystujesz także tą
energię w kalkulatorze.
Najstarszym znanym jej wykorzystaniem są
łodzie żaglowe, które były używane już w
Starożytnym Egipcie około 3200 lat p.n.e.
Stosowanie ogniw fotowoltaicznych oraz
kolektorów jest bardzo korzystne dla środowiska
i nie powoduje emisji żadnych zanieczyszczeń
Niektórzy uważają, że urządzenia do jej produkcji
mogą stwarzać zagrożenie dla ptaków.
.
Niniejszy materiał został opublikowany dzięki dofinansowaniu
Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.
Za jego treść odpowiada wyłącznie Centrum Innowacji i Koordynacji.
ZADANIE NR 2
Znajdź 12 ukrytych wyrazów związanych z odnawialnymi źródłami energii. Wyrazy napisane
są w poziome i pionie oraz mogą się przecinać. Jedna litera może być użyta wielokrotnie.
Odnalezione słowa otocz linią. Z pozostałych liter powstanie hasło. Zapisz odnalezione
wyrazy w odpowiednich miejscach poniższego tekstu oraz odnalezione hasło.
W
Y
S
Y
P
I
S
K
O
W
E
G
O
D
Ź
B
A
J
B
I
O
G
A
Z
U
M
Y
R
W
W
S
P
Ó
P
R
Ą
D
Ó
W
W
Ó
L
I
N
B
I
A
E
T
O
Ś
R
O
D
N
A
W
I
A
L
N
E
O
D
O
D
Ł
W
T
I
O
S
N
K
M
O
E
B
A
A
Y
R
Z
M
Y
Y
Ć
P
W
M
Z
D
R
O
U
W
A
E
C
J
I
I
I
C
Z
Y
S
T
E
S
J
H
A
E
T
S
M
Z
U
Ż
Y
W
A
N
I
E
O
S
J
F
E
R
Z
E
!
E
N
E
R
G
I
I
!
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ źródła energii – źródła energii, które uzupełniają się w procesach
naturalnych lub ich _ _ _ _ _ _ _ _ _ następuje w bardzo powolnym _ _ _ _ _ _ , przez co
traktowane są jako niewyczerpalne – słońce, wiatr, _ _ _ _, wnętrze Ziemi, _ _ _ _ _ _ _.
Pozyskiwanie energii z tych źródeł w porównaniu z pozyskiwaniem _ _ _ _ _ _ _ z paliw _ _ _
_ _ _ _ _ _ jest bardziej przyjazne dla środowiska, głównie poprzez ograniczenie _ _ _ _ _ _
szkodliwych substancji, w tym gazów cieplarnianych. W Ustawie Prawo energetyczne
odnawialne źródła energii zdefiniowane zostały jako „_ _ _ _ _ _ wykorzystujące w procesie
przetwarzania energię _ _ _ _ _ _ , promieniowania słonecznego, geotermalną, fal,_ _ _ _ _ _
i pływów morskich, spadku rzek oraz energię pozyskiwaną z biomasy, biogazu _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ , a także z biogazu powstałego w procesach odprowadzania lub oczyszczania ścieków
albo rozkładu składowanych szczątek roślinnych i zwierzęcych”.
HASŁO: ……………………………………………………………………………………………
.
Niniejszy materiał został opublikowany dzięki dofinansowaniu
Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.
Za jego treść odpowiada wyłącznie Centrum Innowacji i Koordynacji.