FOTOVOLTICKÝ KVĚT SCÉNÁŘ KTIVITY KTIVIT 9.1 KOLIK MÁME ELEKTRICKÉ ENERGIE? notace Elektřina je pro náš život velice důležitá, prakticky bychom bez ní dnes nemohli existovat. K její tvorbě využívají lidé řadu různých zdrojů. Podíl těchto zdrojů a spotřeba jednotlivých států se však liší. Žáci si nejprve vyzkouší vyrobit elektrickou energii pomocí fotovoltaických panelů na stanovišti a pak se budou zabývat průměrnou spotřebou v různých státech světa a možností připojení elektrických přístrojů. Zařazení do RVP Vzdělávací oblast Člověk a příroda Fyzika Energie obnovitelné a neobnovitelné zdroje energie Cílová skupina: 8. 9. ročník ZŠ Počet žáků: 8 12 žáků Cíle: Žák využívá v praxi vztahy mezi výkonem, vykonanou prací a časem Žák vysvětlí údaje o spotřebě elektrické energie Doba trvání: 15 30 minut Pomůcky: pracovní list, tužka, vlajky států, kartičky spotřebičů + údaje o jejich elektrické spotřebě Klíčová slova: fotovoltaický panel, elektřina, měření Popis: Motivační část: Umíte si představit život bez elektřiny? Co všechno bychom nemohli dělat? Co bychom nemohli používat? Učitel s žáky pomocí metody brainstormingu dá dohromady seznam činností, které jsou pro nás důležité a ke kterým potřebujeme elektrickou energii. Dále se s žáky věnuje tomu, kde se u nás nebo v jiných státech bere elektřina a kdo a z čeho ji vyrábí. Pracovní část: Učitel upozorní žáky, že se nachází na stanovišti, které se věnuje jednomu z obnovitelných zdrojů elektrické energie Slunci. Na stanovišti se nachází fotovoltaické panely, které svou podstatou umožňují přímou přeměnu slunečního záření na elektrickou energii. Panely vyrábí elektřinu pro spotřebič, který na tomto stanovišti představuje moucha. Učitel žákům prozradí, že všechny fotovoltaické panely jsou tvořeny z křemíkových článků. Každý z těchto článků má napětí 0,5 V, a jestliže jsou zapojeny sériově (jako je tomu na tomto stanovišti), lze jednoduše zjistit, jaké je celkové napětí v jednom panelu ve tvaru okvětního lístku. Žáci spočítají napětí panelů, a pokud zapojí mouchu, mohou zjistit i proud a spočítat jaký výkon dávají fotovoltaické panely (více o zapojení mouchy najdete v aktivitě Rozpohybuj mouchu). Každá domácnost má určitou spotřebu elektrické energie, která se udává nejčastěji v kwh. Tento údaj je dán a ovlivněn hlavně příkonem spotřebičů, které máme a které potřebujeme a dobou jejich provozu. Přitom spotřeba elektrické energie není ve všech státech stejná a ne všude si mohou dovolit s elektrickou energií plýtvat. Žáci se teď podívají na elektrickou energii a její možnosti v různých státech světa. Učitel rozdá žákům
kartičky, na kterých jsou vlajky států (počet států doporučuje zvolit podle počtu žáků) žáci se podle nich rozdělí do skupin a přestěhují se do vybraných států světa. Každá skupina obdrží obálku se spotřebiči, které mají k dispozici a které mohou používat. Poté rozdá učitel každé skupině kartičku s odpovídajícím množstvím elektrické energie, kterou mají na osobu na den. Úkolem žáků je, aby zjistili, jaké spotřebiče mohou zapnout a využívat po předem danou dobu (viz údaje na kartičkách spotřebičů) a jakých spotřebičů se například budou muset vzdát. Učitel upozorní žáky, že se jedná o průměrnou denní spotřebu, takže i v uvedených státech mohou někde mít více, ale někde také méně. Učitel dá žákům odpovídající časový limit (cca 10 minut, podle potřeby více), aby se s úkolem vypořádali. Následně je úkolem každé skupiny, aby představili, co zjistili. Při představování je důležité, aby řekli: z jakého státu jsou, jaká je jejich spotřeba elektrické energie, jaké přístroje si mohli dovolit zapojit a bez čeho se budou muset obejít. Poté učitel oznámí žákům, že v jejich státě došlo k havárii a k přírodní katastrofě a elektrárny, které jim dodávaly elektrickou energii, musejí snížit každé domácnosti příkon o polovinu. Čeho se vzdáte? Shrnující část: Učitel se zeptá žáků, zda jim množství elektrické energie stačilo na zapojení všech přístrojů, které opravdu potřebují nebo zda jim nějaký, který je opravdu důležitý, chybí? Který to je? Jak to v tomto státě lidé řeší? Jak byste to vyřešili vy? Chtěli byste v této zemi žít? Poznámka: Doporučujeme touto aktivitou navázat na aktivitu Rozpohybuj mouchu nebo obě aktivity spojit. Žáci tak pochopí význam tohoto stanoviště, princip fungování fotovoltaických panelů a zároveň se mohou zabývat příkonem a spotřebou elektrické energie. Přílohy: Příloha 1: Spotřebiče k tisku Příloha 2: Vlajky států Literatura a informační zdroje: Central Intelligence gency: The World Factbook. [online]. [cit. 25-04-22]. Dostupné z: https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/
FOTOVOLTICKÝ KVĚT SCÉNÁŘ KTIVITY INFOLIST 9.1 KOLIK MÁME ELEKTRICKÉ ENERGIE? DOPLNĚNÍ PRO PEDGOGY Spotřeba elektřiny ve vybraných státech Stát Spotřeba elektřiny kwh/osoba/den Spotřeba 4členná rodina rgentina 2 8 kwh/den US 10 40 kwh/den Česká republika 4,5 18 kwh/den ustrálie 8,5 34 kwh/den Indie 0,4 1,6 kwh/den Kuba 1 4 kwh/den Rakousko 6,5 26 kwh/den Demokratická republika Kongo 0,07 0,28 kwh/den Zdroj: Statistická ročenka pro státy světa: https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/ Spotřeba elektrické energie domácích spotřebičů v kwh Spotřebič Spotřeba (kwh) Spotřebič Spotřeba (kwh) Pračka 0,73 Nabíječka na telefon 0,0 Lednička 0,46 (den) Televize 0,1 Počítač + Monitor 0,08 Myčka 0,79 Žehlička 1,7 Elektrický sporák + trouba 3,4 Notebook 0,04 Bojler na ohřev vody 2,2 Varná konvice 2 Rádio 0,03 Trouba 3,5 Toastovač 1,2 Kávovar 1,0 Mrazák 0,82 (den) Mikrovlnka 1,4 Vysavač 1 Mixér 0,3 Přímotop 1 Ruční mixér 0,65 Topinkovač 0,85 Žehlička na vlasy 0,04 Úsporná žárovka 0,4
Fén 2 kvárium 0,868 (den) Pozn. Pokud není uvedeno jinak U některých spotřebičů (například lednička a mrazák) uvádíme údaje za celý den neboť, neběží pořád, ale je nutné mít je stále v zásuvce. Příkon domácích spotřebičů Spotřebič Příkon (W) Spotřebič Příkon (W) Pračka 500 Nabíječka na telefon 2 6 Lednička 110 kw/den Televize 100 Počítač + Monitor 80 Myčka 2100 žehlička 1000 Sporák (elektrický) 3400 Notebook 40 Čerpadlo (bojler) 2000 Varná konvice 2000 Rádio 30 Trouba 3500 Toastovač 1200 Kávovar 1000 Mrazák 820 Mikrovlnka 1400 Vysavač 1000 Mixér 300 Přímotop 1000 Ruční mixér 650 Topinkovač 850 Žehlička na vlasy 40 Úsporná žárovka 14 Fén 2000 kvárium 238 W/den
FOTOVOLTICKÝ KVĚT SCÉNÁŘ KTIVITY PRCOVNÍ LIST 9.1 KOLIK ELEKTRICKÉ ENERGIE MÁME? Úkol č. 1: V obálce najdete vlajky různých států. Vytvořte správné skupiny podle stejné vlajky a vzpomeňte si, jak se jmenuje stát, ke kterému vlajka patří. Vezměte si obálku s různými spotřebiči. U každého spotřebiče je také uvedena jeho spotřeba v kwh. Úkol č. 2: Spotřeba elektrické energie je v různých státech světa různá. Podívejte se do tabulky, jaká je spotřeba elektřiny ve vašem státě. Jaké spotřebiče byste mohli zapojit? Doplňte tabulku: Název státu Spotřeba energie Zapojené spotřebiče Úkol č. 3: Ve vaší zemi došlo k havárii elektrárny, a proto vám bude přísun elektrické energie snížen na polovinu. Kterých spotřebičů se můžete vzdát?...