PROFI OEKO TECH PÍRUKA AKTIVIT

Transkript

1 PROFI OEKO TECH PÍRUKA AKTIVIT Energie z obnovitelných zdroj str. 22 Ropa, uhlí, jaderná energie str. 22 Voda, vítr, slunce str. 22 Energie str. 23 Vodní energie str. 23 Pila str. 24 Pemna vodní energie na elektrickou energii str. 25 Vodní turbína str. 25 Vtrná energie str. 26 Pemna vtrné energie na pohyb str. 26 Pemna vtrné energie na elektrickou energii str. 27 Slunení energie str. 28 Základy str. 28 Pemna slunení energie na elektrickou energii str. 28 Solární modely str. 29 Solární vozidlo str. 30 Akumulování elektrické energie str. 31 Solární nabíjecí stanice str. 31 Zásobník energie Goldcap str. 31 Nabíjení Goldcap slunení energií str. 32 Paralelní zapojení Goldcap a solárního modulu str. 33 Náhled palivového lánku str. 33 Obsah Profi Oeco Tech + souprava Hydro Cell od str. 34

2 Energie z obnovitelných zdroj Ropa, uhlí, jaderná energie Každý den potebujeme ohromné množství energie. Podívejme se na bžný den: ráno se probudíte díky rádiovému budíku. Ten je napájen elektrickým proudem ze zásuvky. Poté, co vstanete, rozsvítíte svtlo a vysprchujete se teplou vodou, která se ohála systémem ústedního vytápní na olej nebo plyn. Poté si vysušíte vlasy elektrickým vysoušeem vlas a vyistíte si zuby pomocí elektrického zubního kartáku. K snídani si udláte aj nebo kávu. Uvaíte si vodu na elektrickém nebo plynovém sporáku. Obložený chléb k svain, který jste si pipravili vera, byl pes noc uložen v lednice. Do školy jedete autobusem nebo tramvají, nebo vás rodie odvezou autem. Autobusy, tramvaje a automobily spotebovávají palivo. Ve vyjmenovávání všech vcí, které potebují energii, bychom mohli pokraovat. Seznam by byl nekonený. Shrnutou, všichni potebujeme ohromné množství energie. A odkud se tato energie bere? Velkou ást získávám z fosilních paliv: ze zemního plynu, nafty a uhlí. Avšak ást spoteby elektrické energie pokrývá také jaderná energie. Jenže tyto zpsoby získávání energie mají rzné nevýhody: Zásoby fosilních paliv na planet Zemi jsou omezené. Spalování nafty a uhlí produkuje škodlivé látky (zneišující látky), které zneišují životní prostedí a CO 2, který je odpovdný za neustálé ohívání zemské atmosféry (globální oteplování). Když se používá jaderná energie hrozí navzdory písným bezpenostní pedpism vždy potenciální riziko radioaktivní nehody. Tento proces také produkuje radioaktivní odpady, které budou ješt po tisíce let vyzaovat radioaktivitu. Voda, vítr, slunce To je dostaten dobrý dvod k tomu, abychom se porozhlédli po alternativách, které jsou pátelské vi životnímu prostedí a kterých je k dispozici neomezené množství. Tyto alternativní formy energie existují. Nazývají se regenerativní (obnovitelné) energetické zdroje, anglicky renewables. Se svou soupravou Profi Oeco Tech si vyzkoušíte výrobu energie z: vody vtru slunce Na rozdíl od fosilních paliv je tchto energetických zdroj k dispozici neomezené množství a jsou-li používány neobjevuje se žádná z výše popsaných nevýhod. Budete používat mnoho model k tomu, abyste uvidli, jak lze tyto energetické zdroje využívat k výrob a akumulaci elektrické energie a pohonu model fischertechnik. Strana 2 / 20

3 Neustále hovoíme o energii, ale co to vlastn znamená a jak ji lze mit? Energie Energii potebujeme k: uvedení tla do pohybu nebo pohybu tla proti síle, zahátí njaké látky, stlaení plynu, aby tekl elektrický proud a k emitaci elektromagnetických vln. Rostliny, zvíat a lidé potebují energii k životu. Jednotka, kterou se mí energie a práce, se nazývá joule (J). Pokud se o energii chcete dozvdt více, najdete zajímavé lánky na internetu a v uebnicích. Vynalezení vodního kola je milníkem v rozvoji technologie. Lidé totiž nyní mohli zaít spolu se silou sval využívat také mechanickou energii za pomoci vodní energie (hydroenergie). Vodní energie uvádí do pohybu vodní kola Kladivový mlýn je kladivový buchar pohánný vodní energií. Otáivý pohyb vodního kola zpsobuje díky rozvodové hídeli periodické zvedání kladiva; gravitace poté zpsobí, že kladivo udeí obrábnou souást upevnnou mezi dolním kovadlem a kladivem. Nkolik dodnes existujících kovacích buchar, které se stále používají pro výrobu, je dnes ovládáno hlavn elektricky.... buchar Strana 3 / 20

4 Pila Pily (nazývané také ezací mlýn nebo rámová pila, lidov katr) jsou prmyslovými podniky používanými ke zpracování klád na prkna, trámové devo a trámy. Vtšina tchto podnik se nacházela u potok nebo ek, protože pily byly pohánny vodní energií (hydroenergií). Pila pracuje na stejném principu jako buchar. Voda je vedena na vodní kolo, kolo se otáí a pohyb je pímo penášen na dotyný stroj. Nyní si postavíte model pily, abyste si ukázali tento princip pohonu (viz montážní návod). Vodní kolo mžete podržet pod vodovodním kohoutkem. Váš úkol: Jaké jsou nevýhody tohoto využití vodní energie? Energii lze využít pouze tam, kde tee voda (potoky nebo eky). Energii nelze akumulovat. Je teba ji použít ihned, když je k dispozici. Energie je k dispozici pouze pro omezené úely. Strana 4 / 20

5 Po stovky let používali lidé kinetickou (pohybovou) energii vody pro pímý pohon stroj. S rozvojem industrializace bylo pímé využití vodní energie nahrazeno elektrickou energií (elektrickým proudem). Vodní turbína je turbína, která využívá energie vody. Ve vodní elektrárn (hydroelektrárna) se energie tekoucí vody pemní prostednictvím vodní turbíny na mechanickou energii. Tekoucí voda otáí turbínou. Otáející se hídel turbíny pohání generátor, který pemní otáivou energii na elektrický proud (elektinu). Pemna vodní energie na elektrickou energii Vodní turbína Obžná kola turbíny mívají prmr až 11 m. Rytina vodní turbíny Nyní si postavte model vodní turbíny (viz montážní návod). Podržte vodní kolo pod vodovodním kohoutkem a nechte kolo otáet dostaten rychle, aby se rozsvítila dioda LED. Dodržte smr otáení kola uvedený v montážním návodu. Váš úkol: Jak funguje turbína? Svtelná emisní dioda Vodní kolo penáší otáivou energii na pevodové kolo. Klínový emen (pryžový pás) penáší otáivý pohyb na hnací kolo solárního motoru. Ten funguje jako generátor a pemuje otáivou energii na elektrickou energii, což vede k rozsvícení svtelné emisní diody (LED). Pozor: dioda LED má jediný úel, ukázat, že pomocí solárního motoru lze vyrábt elektinu. Nesmí být používána pi vyšším naptí stejnosmrného proudu než 2 V. Pi vyšších naptích se ihned znií. Musíte také zajistit, aby se motor nedostal do styku s vodou. Solární motor Strana 5 / 20

6 Vtrná energie Lidé využívali vtrnou energii po mnoho set let. Vítr byl na jednu stranu využíván pro pepravu pomocí plachetních lodí nebo balón, na druhou stranu se energie vtru používala k mechanické práci za pomoci vtrných mlýn a vodních erpadel. Pemna vtrné energie na pohyb Vtrný mlýn je stavební konstrukce používající kídel (list) vtrného mlýna otáených vtrem (kinetickou energií) k výrob otáivé energie. Energie se penáší vnitkem mlýna pomocí hídele. Otáivý pohyb je penášen do spodní ásti stavby prostednictvím velkého ozubeného nebo pevodového kola a hnací hídele. Devná pevodová a vychýlená kola smují otáivý pohyb na mlýnský kámen. Materiál k semletí (mlecí dávka) se mele mezi mlýnskými kameny. Postavte si model vtrného mlýna (viz montážní návod). Pokus: Jak uvést vtrný mlýn do pohybu? Vyzkoušejte rzné techniky (foukejte na nj, použijte vysouše vlas, ventilátor, vítr nebo držte model v ruce a tote se s ním co nejrychleji dokola). Strana 6 / 20

7 Po objevu elektrického proudu a vynálezu generátoru se pirozen objevila myšlenka využít energii vtru pro výrobu elektiny. Z poátku to byly pouze modifikace koncept vtrného mlýnu. Namísto pevádní kinetické energie vtru na mechanickou energii byla tato energie využívána pro výrobu elektrické energie generátorem. Jak se rozvíjela hydromechanika, zaaly se více specializovat konstrukce a tvary kídel vtrného mlýna a nyní se zaízení nazývají vtrné elektrárny. Od ropné krize v sedmdesátých letech celosvtov zesílilo hledání alternativních metod výroby energie a proto pokroil také vývoj moderních vtrných elektráren. Pemna vtrné energie na elektrickou energii Váš úkol: pemte vtrný mlýn na vtrnou elektrárnu, která rozsvítí svtelnou emisní diodu (LED). (Viz montážní návod) Svtelná emisní dioda Vtrné kolo penáší otáivou energii na pevodové kolo. Klínový emen (pryžový pás) penáší otáivý pohyb na hnací kolo solárního motoru. Ten funguje jako generátor, pemuje otáivou energii na elektrickou energii, což vede k rozsvícení svtelné emisní diody. Než zanete, zkontrolujte, zda se vrtule otáí správným smrem. Zkontrolujte také správnou polaritu diody LED (viz montážní návod). Solární motor Strana 7 / 20

8 Slunení energie Základy Slunení energie je název energie vytváené sluncem prostednictvím jaderné syntézy (termonukleární fúze), z níž ást dosahuje na Zemi v podob elektromagnetického záení (vyzaovaná elektromagnetická energie). Vtšina této energie vede k ohevu planety. Pemna slunení energie na elektrickou energii Slunení energii lze využít rznými zpsoby pomocí solární technologie: Solární kolektory produkují teplo nebo tepelnou energii (pro ohev vody nebo pro vytápní místností) Solární elektrárny vyrábjí elektrickou energii pemnou tepla na vodní páru (pára) Solární kotle nebo sporáky vaí a ohívají jídla Solární lánky vyrábjí pímo elektrický proud (fotovoltaika technika sluneních kolektor) Solární nebo fotovoltaické lánky jsou elektrické souásti, které pímo pemují vyzaovanou elektromagnetickou energii ve svtle (obyejn ve slunením svtle) na elektrickou energii. Fyzikální princip této pemny se nazývá fotovoltaický efekt. Solární lánky by nemly být zamovány se solárními kolektory, jejichž prostednictvím slunení energie ohívá médium pro penos (vtšinou horká voda pro vytápní). Kemíkový solární lánek Solární lánky se vyrábí z kemíku. Kemíkové desky se naežou na pibližn 0,5 milimetru tenké destiky (zvané také kotouky nebo plátky). V následujícím kroku jsou destiky dopovány (kontaminovány) rznými cizími atomy (dopanty), dá se íci, že jsou zámrn kontaminovány neistotami, které zpsobují nerovnováhu ve struktue kemíku. Výsledkem jsou dv vrstvy kladná p vrstva a záporná n vrstva. Jednoduše eeno tok elektrického proudu vzniká díky elektronm z n vrstvy excitovanými nahodilým svtlem, které se pohybují následkem pipojené zatížení (nap. solární motor) k p vrstv. ím více svtla (které je energií) dopadne na lánek, tím pohyblivjší jsou elektrony. Když se solární lánek pipojí k zátži, elektrony se pohybují spíše tímto smrem. Jak si asi dokážete pedstavit, tok proudu je cyklický, elektrony se neustále pesouvají k vrstv n a pak se vrací zpt k vrstv p. Tento tok elektron vytváí elektrický proud a motor se otáí. svtlo vrstva p vrstva n pechod PN zátž tok elektron Strana 8 / 20

9 Solární modul používaný v souprav Profi Oeco Tech se skládá ze dvou sériov zapojených solárních lánk. Produkuje naptí 1,2 V a maximální výstupní proud 440 ma. Solární motor má jmenovité naptí 2 V, ale zaíná se otáet pi 0,3 V (pi chodu naprázdno, tedy bez zatížení motorové hídele, která model pohání). Solární modely Postavte si model ventilátoru pro první pokusy využívající solární modul (viz montážní návod). Pokus 1: Zjistte kolik svtla je poteba k tomu, aby se motor otáel. Mžete k tomu použít lampu se žárovkou. Vyzkoušejte experimentální nastavení také venku na slunci. Pokus 2: Pokud máte ampérmetr a voltmetr, mžete je použít pro zmení naptí, od kterého se motor zaíná otáet a jaký je pi tom elektrický proud. Nyní si postavte model ruského kola (viz montážní návod). Váš úkol: Pro se kolo otáí pomaleji než ventilátor? Model obsahuje pevodový systém (šnekové a velké pevodové kolo). Tento pevodový systém je poteba, protože jinak by neml motor dostatenou sílu pohánt model. Soupravu mžete použít také pro postavení helikoptéry a cyklisty na solární pohon. Pokus 3: Prove te pokusy, abyste nalezli odpovdi na následující otázky: Jak moc svtla je poteba k tomu, aby se motor efektivn otáel? Jaký zdroj svtla jsou vhodné k výrob energie? žárovka energeticky úsporné svtlo halogenové bodové svítidlo Ano Ne Ano Ne bodové svítidlo LED záivka slunce Strana 9 / 20

10 Solární vozidlo Solární vozidla získávají vtšinu hnací energie pímo ze slunce. Povrch vozidel je vybaven solárními lánky, které pevádjí slunení energii pímo na vozidle na elektrický proud. Stejn jako na elektromobilech je na nich asto umístn zásobník energie (vtšinou akumulátory), takže mohou být schopné jízdy, pinejmenším po omezenou dobu, i v pípad slabých svtelných podmínek nebo je-li zamraeno. Postavte si model solárního vozidla (viz montážní návod). Pokus 1: Zjistte kolik svtla je poteba k tomu, aby vozidlo jelo. Pokus 2: Vyzkoušejte, jaký vliv má intenzita svtla na rychlost vozidla. Strana 10 / 20

11 Vozidlo, které jezdí na solární elektinu, není automaticky solárním vozidlem. Pokud vozidlo napíklad elektinu pouze dopluje v solární nabíjecí stanici, je elektina sice vyrábna ze sluneního svtla, avšak vozidlo samotné je pouze elektromobilem. Akumulování elektrické energie Solární nabíjecí stanice K solárnímu vozidlu postavte ješt model solární nabíjecí stanice (viz montážní návod). Abyste tak mohli uinit, budete muset odstranit solární modul ze solárního vozidla. Bhem pokusu se solárním modulem jste pravdpodobn zjistili, že tato forma výroby energie má nevýhodu. Jakmile jsou modely mimo dosah svtelného zdroje nebo ve stínu, zastaví se. Proto je dležité modely pro tuto situaci vybavit zásobníkem energie; zásobník energie se nabíjí slunení energií. Zaízení Goldcap v souprav je práv takovým zásobníkem energie. Skládá se ze dvou kus aktivního uhlí, které jsou od sebe oddleny pouze tenkou izolaní vrstvou. Charakteristickou vlastností zaízení Goldcap je velmi vysoká kapacita. Použitý kondenzátor má kapacitu 10 F (farad). Goldcap mžete používat jako malou nabíjecí baterii. Výhodou Goldcap na rozdíl od nabíjecích baterií je, že zaízení Goldcap lze velmi rychle nabít, nelze je pebít a nelze je pílišn vybít. Zásobník energie Goldcap Pozor, nebezpeí výbuchu! Goldcap* Goldcap nikdy nepipojujte k naptí vyššímu než 2,3 V, jinak hrozí nebezpeí výbuchu! To znamená, že zaízení Goldcap nesmí být nikdy pipojeno k bžnému napájecímu zdroji 9 V fischertechnik. Když na Goldcap instalujete konektory, musíte se ujistit o správné polarit konektor (pipojte zelený konektor k zápornému pólu znamínko mínus). Doporuuje se zastihnout oba kabely zaízení Goldcap na stejnou délku. * navzdory názvu (gold = zlato) se v zaízení Goldcap bohužel žádné zlato nenalézá! Goldcap je název výrobku, který výrobce dal speciálnímu kondenzátoru. Strana 11 / 20

12 Nabíjení zaízení Goldcap slunení energií Pemte solární vozidlo na elektromobil. Abyste tak mohli uinit, pipojte zaízení Goldcap namísto solárního modulu. Nyní mžete toto vozidlo nabíjet v solární nabíjecí stanici: Abyste tak mohli uinit, odpojte motor od zaízení Goldcap a pipojte k zaízení Goldcap solární modul. Ujistte se, že ervený konektor zaízení Goldcap (+) je pipojen do ervené zástrky solárního modulu. Goldcap nabíjejte pibližn 10 min, napíklad pod žárovkou 100 W ve vzdálenosti 30 cm nebo na slunením svtle. Pozor! Je-li vzdálenost mezi solárním modulem a svtelným zdrojem píliš malá, modul se pehívá a mže se poškodit. Po nabití k zaízení Goldcap znovu pipojte motor. Pokus 1: Pokud máte micí pístroj, mžete bhem nabíjení zmit naptí na zaízení Goldcap. Tak mžete na stupnici odeíst nakolik proces nabíjení postoupil. Pokus 2: Zjistte, jak dlouho mže vozidlo jezdit na plnou nádrž. Jaké rychlosti dosahuje? Poznámka: Je-li zaízení Goldcap nabíjeno za použití solárního modulu, jakmile se setmí, zane se prostednictvím pipojeného solárního modulu opt vybíjet. Zaízení Goldcap by proto mlo zstat pipojeno k solárnímu modulu pouze tak dlouho, dokud na modul svítí svtlo (slunení nebo ze svtelného zdroje). Strana 12 / 20

13 Zejm jste zjistili, že vozidlo jezdí na plnou nádrž pouze relativn krátkou dobu. Mžete vozidlo optimalizovat tím, že opt nainstalujete solární modul a zaízení Goldcap pipojíte k solárnímu modulu paraleln. Paralelní zapojení zaízení Goldcap a solárního modulu ergií Ujistte se, že ervený konektor zaízení Goldcap (+) je pipojen do ervené zástrky solárního modulu. Solární modul pohání motor a zárove nabíjí Goldcap. Když je vozidlo ve stínu nebo v tunelu, je motor pohánn zaízením Goldcap. Když se Goldcap vybije, vtšina elektrického proudu dodávaného solárním modulem se použije na nabití zaízení Goldcap. Proto mže vozidlo chvíli trvat, než se rozjede. Pokus: Vyzkoušejte, jak dlouho musí vozidlo jezdit na svtle, aby mohlo ujet uritou vzdálenost ve stínu nebo v tunelu. Co se týká obnovitelné energie, krom obnovitelných energetických zdroj pedstavených v této souprav, pináší doplková souprava Hydro Cell opravdový vrchol palivový lánek. Tento zdroj energie mžete použít pro pohon model ze soupravy Oeco Tech a také pro pohon dalších technicky zajímavých model. Náhled palivového lánku Strana 13 / 20

14 Obsah Profi Oeco Tech + souprava Hydro Cell Pokusy používající Profi Oeco Tech + soupravu Hydro Cell str. 35 Ventilátor str. 35 Vozidla s palivovým lánkem str. 36 Vozidla s palivovým lánkem se solární stanicí str. 36 Paralelní a sériové zapojení solárního modulu str. 37 Solární vozidlo II str. 37 Solární pila str. 38 Inverzní paralelní zapojení solárního modulu str. 39 Bariéra str. 39 Navádní ke slunci (solar tracking str. 39 Paralelní zapojení palivového lánku a solárních modul str. 40 erpadlo str. 40 Strana 14 / 20

15 Pokusy používající Profi Oeco Tech + soupravu Hydro Cell Nejprve si pette provozní píruku pro soupravu Hydro Cell a seznamte se s tím, jak palivový lánek funguje. Poté, jako první pokus, použijte montážní návod Oeco Tech a postavte model ventilátoru. Nemusíte však instalovat solární modul. Ventilátor Pokus 1: Naplte palivový lánek destilovanou vodou a vyrobte vodík a kyslík (viz provozní píruku pro soupravu Hydro Cell). Poté pipojte motor ventilátoru ke svorkám palivového lánku. Model je nyní pohánn palivovým lánkem. Váš úkol: Pozorujte, kolik vodíku se spotebuje za uritou dobu, co model bží. Mžete odeíst spotebu na stupnici válce zásobníku na vodík. Co mžete zjistit? ím déle model bží, tím více vodíku se spotebuje. To znamená, jestliže model pobží dvakrát déle, bude také potebovat dvakrát tolik vodíku. Pokus 2: Nyní prove te pokus 1 také s dalšími modely, napíklad s cyklistou nebo ruským kolem ze soupravy Oeco Tech. Porovnejte, kolik vodíku každý z model spotebuje za uritou dobu. Zjistíte, že modely spotebují rzná množství vodíku. ím více energie model potebuje, tím více vodíku se spotebuje. Strana 15 / 20

16 Vozidla s palivovým lánkem Vozidla s palivovým lánkem jsou dopravními prostedky s elektrickým pohonem, u kterých se k výrob požadovaného množství elektrické energie z energetických zdroj vodíku nebo metanolu používá palivový lánek. Tento druh pohonu je stále vtšinou lidí považován za experimentální a souasný rozvoj soutží s elektrickými pohony napájenými akumulátorem; nicmén v roce 2008 zaala sériová výroba prvních vozidel. Problémy s délkou dojezdu a ekonomickou efektivností nabíjecích baterií (cena a životnost) vedly nkolik výrobc vozidel k tomu, že v souasnosti upednostují palivový lánek jako technologii budoucnosti. Avšak stále zstávají otevena témata jako rozvoj infrastruktury pro výrobu vodíku, zásobníky vodíku a doplnní paliva. Vozidla s palivovým lánkem se solární stanicí Použijte montážní návod Oeco Tech k tomu, abyste postavili vozidlo s palivovým lánkem a solární stanici. Pokus 1: Naplte palivový lánek destilovanou vodou a pipojte jej k solárnímu modulu stanice, abyste vyrobili vodík a kyslík. Pokus s vozidlem s palivovým lánkem. Kolik vodíku spotebuje palivový lánek za uritou dobu? Jakou vzdálenost je možné ujet na plnou nádrž? Kdy jezdí vozidlo déle na plnou nádrž když jede rovn dopedu nebo když jezdí do kruhu? ím déle vozidlo jezdí, tím více vodíku se spotebuje. Když vozidlo projíždí ostrou zatákou, motor potebuje více energie než když jedou vozidla rovn. Proto se také spotebuje více vodíku, když jezdí vozidlo dokola. Strana 16 / 20

17 Rozdíl mezi paralelním a sériovým zapojení solárních modul je v tom, že v paralelním zapojení zstává stejné naptí, ale je dodáváno více elektrického proudu než s jedním modulem. V sériovém zapojení zstává stejný výstupní elektrický proud a místo toho se sítá naptí dvou solárních modul. Postavte model solárního vozidla II (viz montážní návod). Budete k tomu potebovat dva solární moduly. Jelikož souprava Profi Oeco Tech obsahuje pouze jeden, použijte modul ze soupravy Hydro Cell. Paralelní a sériové zapojení solárních modul Solární vozidlo mžete použít pro provedení následujících pokus s paralelním a sériovým zapojením solárních modul. Solární vozidlo II Pokus 1: Vyzkoušejte jaká intenzita svtla je poteba k tomu, aby vozidlo jelo. Kdy je poteba mén svtla když jsou solární moduly zapojeny sériov nebo paraleln? Solární moduly zapojené paraleln potebují mén svtla. S paralelním zapojením zstává stejné naptí jako pi jednom solárním modulu. Ale kvli vtšímu povrchu solárního lánku mže tento dvojitý modul dodávat pi stejné intenzit svtla více elektrické energie. Strana 17 / 20

18 Pokus 2: Vyzkoušejte, zda vozidlo pojede rychleji, když budou solární moduly zapojeny sériov nebo paraleln. Vozidlo jede rychleji, když jsou solární moduly zapojeny sériov. V sériovém zapojení se sítají naptí dvou solárních modul a ím vyšší je naptí, tím rychleji se otáí motor. Solární pila Postavte model solární pily (viz montážní návod). Tento model také potebuje dva solární moduly. Jeden je obsažen v souprav Profi Oeco Tech a druhý v souprav Hydro Cell. Pokus: I tento model použijte k pokusm týkajících se rozdíl mezi paralelním a sériovým zapojením solárních modul. Pokud zstane intenzita svtla stejná, jaké jsou výhody a nevýhody dvou rzných druh zapojení? Paralelní zapojení: Pila se pohybuje pomaleji, ale potebuje menší intenzitu svtla. Motor se otáí pomaleji, ale zase se otáí i pi velmi slabém svtle. Sériové zapojení: Pila se pohybuje rychleji, ale potebuje vtší intenzitu svtla. Motor nyní potebuje k otáení mnohem více svtla ale když se otáí, pak skuten velmi rychle. Strana 18 / 20

19 Co to znamená? To zkrátka znamená, že dva solární moduly jsou zapojené paraleln, takže kladný pól jednoho solárního modulu je pipojen k zápornému pólu dalšího solárního panelu. Použijte montážní návod Oeco Tech a postavte model závory. S tímto modelem mžete využít solární energii k otevírání a zavírání závory. Trik je v tom, že motor se nepohybuje, když na oba solární moduly svítí svtlo o stejné intenzit. Když zakryjete jeden modul, motor se zane pohybovat a zave bariéru. Když snížíte osvtlení druhého modulu nebo jej úpln zakryjete, bariéra se opt oteve. Tak mžete využít toto zapojení a nahradit tak pepína pól. Inverzní paralelní zapojení solárního modulu Závora Váš úkol: Nakreslete nártek, abyste jasn ukázali jak u tohoto modelu dochází k pepínání smru otáení motoru (nebo smru proudu v motoru), když je zatemnn jeden solární modul. Dalším využitím inverzního paralelního zapojení je model navádní ke slunci (solar tracking). Použijte montážní návod Oeco Tech a postavte model. Navádní ke slunci Toto jednoduché zaízení zajišuje, že se solární moduly pohybují spolu se sluncem a orientují se podle nho podobn jako kompas podle severu. Bod, ve kterém se dva solární moduly setkávají, ukazuje vždy smrem ke slunci. Váš úkol: Jak tento jednoduchý princip navádní ke slunci (solar tracking) funguje? Používá se stejný princip jako u závory. Když na oba moduly svítí slunení svtlo o stejné intenzit, naptí se vzájemn vyruší a motor se neotáí. Když se slunce pohne, jeden modul bude ozáen více a do motoru je dodáváno kladné nebo záporné naptí. To zpsobí, že se motor bude otáet, dokud nebude svtlo opt dopadat zepedu. Dležité: když instalujete kabely modelu, ujistte se, že je pipojujete správn, jinak by se mohl model pohybovat smrem od slunce, namísto ke slunci. Strana 19 / 20

20 Paralelní zapojení palivového lánku a solárních modul erpadlo Postavte model erpadla pro následující pokusy (viz montážní návod Oeco Tech). Pokus 1: Naplte palivový lánek destilovanou vodou a umístte model na slunení svtlo nebo na solární lánky a solární modul posvite vhodným zdrojem svtla (nap. žárovkou 100 W pi vzdálenosti 30 cm). Co mžete pozorovat? erpadlo se pohybuje a zárove se v palivovém lánku vyrábí vodík a kyslík. Motor a palivový lánek jsou zapojeny paraleln. Obojí je tedy napájeno elektrickou energií ze solárních lánk a ze solárních modul. Energie je dostatená na to, aby pohánla motor a zárove vyrábla vodík a kyslík. Pokus 2: Nyní pokejte, dokud se nevyrobí urité množství kyslíku a poté zakryjte solární moduly nebo vypnte zdroj svtla.. Co mžete nyní pozorovat? Vnujte pozornost také válci zásobníku vodíku Model bží pomaleji, ale nezastaví se. Palivový lánek spotebovává vodík. Když se omezí intenzita svtla, je model pohánn palivovým lánkem. erpadlo dále bží, dokonce i po západu slunce nebo když je slunce zakryto mraky. Dvodem, pro model nyní bží pomaleji, je, že palivový lánek dodává nižší naptí než solární moduly. Když je elektrický motor napájen nižším naptím, otáí se pomaleji. Strana 20 / 20