Файл: Методическое пособие учебнометодический стенд солнечная энергетика.pdf

45
Примерный вариант того, что делают участники кейса (ход работы)
1. Знакомство с описанием задачи, планирование работы;
2. Формулирование проблемы и обсуждение внутри команд;
3. Поиск и анализ информации по затронутой проблематике;
4. Планирование экспериментов, в которых обучающиеся соберут необходимые данные для решения проблемы № 1 (определить эффективность различных солнечных панелей);
5. Проведение запланированных экспериментов (разные команды могут пойти различными путями);
6. Обработка и оформление результатов экспериментов;
7. Выявление критериев зависимости мощности солнечных панелей от местоположения, времени года и погодных условий; разработка методики исследования этих критериев;
8. Планирование экспериментов, в которых обучающиеся соберут необходимые данные для решения проблемы № 2 (выявить особенности работы наиболее эффективных солнечных панелей в условиях, применительных к региону);
9. Проведение запланированных экспериментов (разные команды могут пойти различными путями);
10. Обработка и оформление результатов экспериментов;
11. Формулирование выводов и подготовка к публичной защите полученных результатов;
12. Проведение публичной защиты результатов работы над кейсом. Рефлексия.
Имитировать месторасположение солнечных панелей или время года/суток возможно путём изменения угла наклона и расстояния до источника света («уровень солнечной инсоляции»); искусственно создавая облачность или туманность (частично или полностью прикрывая модули простым листом бумаги или тонкой полупрозрачной тканью (в состав набора не входят)), снижая или увеличивая яркость свечения прожектора от 5 % до 100 %, охлаждая панели вентилятором (в набор не входит) или давая им нагреться от источника света.
Если эксперимент или теоретическое исследование обучающихся состоит из нескольких этапов, то следует распечатать дополнительные бланки планирования и проведения эксперимен- та или теоретического исследования.
Вопросы для рефлексии:
1. В чем, по-Вашему, заключается проблема? Для кого это важно?
2. Что необходимо для того, чтобы найти варианты решения проблемы?
3. Какие у Вас план работы, роли в команде, сроки?
4. Что Вы планируете сделать за это занятие? Как будете действовать?
5. Всё ли Вы успели сделать из запланированного? Какие были трудности? Как можно исправить это в дальнейшей работе?
6. Какой план работы на следующее занятие? Что ещё Вам необходимо для этого?
7. Как Вы планируете представлять результаты работы над кейсом? Что Вам для этого нужно?

46
РУКОВОДСТВО ДЛЯ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ
С развитием промышленности, технологий и с ростом уровня жизни населения возрастает потребление электроэнергии во всём мире, а, следовательно, и затраты углеводородного топлива, запасы которого необратимо иссякают. В этой связи всё больший интерес общество проявляет к «зелёной энергии», одной из составляющих которой является солнечная.
Казалось бы, этот безграничный ресурс возможно использовать повсеместно, ведь солнце светит везде. Так почему же не все регионы нашей необъятной Родины генерируют «солнечное электричество»? Если всё зависит от климатического пояса или географического положения, то почему крупнейшие солнечные электростанции располагаются не только на Юге страны, но и в Приуралье или даже на Дальнем Востоке?
Особенности работы солнечных панелей в зависимости от географического положения, погодных условий или времени суток Вы сможете исследовать в данном кейсе. Вам предлагается разобраться, насколько выгодно использование «солнечного освещения» в Вашем регионе; возможно ли круглогодичное использование солнечных панелей или только сезонное?
А может, их применение неэффективно?

47
Цель работы:
исследовать влияние внешних условий на особенность работы солнечных панелей.
В чём, по Вашему мнению, состоит проблема? Обсудите свои соображения с остальными участниками команды.
В чём заключается особенность устройства и принципа работы монокристаллических, поликристаллических и аморфных солнечных панелей? Опишите.

48
Изучите условия возможности работы солнечной электростанции в Вашем регионе: географическая широта, величина солнечной инсоляции, количество солнечных дней в году и так далее. Как эти параметры влияют на выходную мощность солнечных панелей? Какие ещё параметры необходимо учитывать для принятия решения о возможности расположения сол- нечной электростанции в Вашей местности?
Спланируйте эксперименты для определения эффективности монокристаллической, поликристаллической и аморфной солнечных панелей. Запишите порядок выполнения эксперимента
(или его этапа), принципиальную схему зарисуйте. Будут ли отличаться Ваши эксперименты для разных солнечных модулей? Если Ваш эксперимент состоит из нескольких этапов, то для каждого из этапов используйте отдельные бланки (то есть отдельно опишите каждый этап эксперимента и зарисуйте его принципиальную схему).

49
Здесь Вы можете зарисовать принципиальную схему и записать порядок проведения эксперимента.
Здесь Вы можете записать полученные Вами результаты эксперимента в удобной форме.

50
Поле для необходимых расчётов.
Какой тип солнечных панелей, по Вашему мнению, оказался наиболее эффективным? Как Вы думаете, почему?
Выявите критерии зависимости мощности наиболее эффективных, по Вашему мнению, солнечных панелей от местоположения, времени года и погодных условий (применительных к Вашему региону); разработайте методику исследования этих критериев и спланируйте эксперимент.

51
Здесь Вы можете зарисовать принципиальную схему и записать порядок проведения эксперимента.
Здесь Вы можете записать полученные Вами результаты эксперимента в удобной форме.

52
Поле для необходимых расчётов.
Это может помочь Вам в решении проблемы:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_энергетика https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_генерация
ПостНаука. Солнечная энергетика. Евгений Кац: https://www.youtube.com/watch?v=hCqPpo1Jp2o
Элементарно. Солнечная батарея (как устроена): https://www.youtube.com/watch?v=6vkd8vA1uk8
Обсуждение:
Обсудите полученные результаты работы над кейсом в команде и подготовьте выступление для их публичного представления перед остальными командами.
Зависит ли выходная мощность солнечной панели от географического положения, времени года, погодных условий и времени суток? Каким образом?

53
Возможно ли круглогодичное использование солнечных панелей в Вашем регионе или только сезонное? Как Вы думаете, почему?
Как соотносятся между собой результаты, полученные Вами, и результаты остальных команд?
С чем могут быть связаны различия?

54
Является ли предложенная Вами схема эксперимента единственной, позволяющей решить проблему? Если нет, то какие ещё могли бы быть варианты?
В чём заключаются отличия Вашего эксперимента от проводившегося ранее по определению КПД солнечных панелей?
Насколько эффективно, на Ваш взгляд, работала Ваша команда? Ответ поясните.
Что Вам мешало в работе? Как можно было устранить помеху (решить проблему)? Почему Вы этого не сделали?

55
Что Вы увидели в работе других участников Вашей (или другой) команды и хотели бы использовать в дальнейшем (чему научиться)?
Был ли этот кейс для Вас полезен и интересен? Почему? Где можно применить полученные знания?
Если бы Вы были наставником команды, что бы Вы поменяли в работе над кейсом? Почему?

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ БЛАНКИ

58
Бланк оформления результатов эксперимента лабораторной работы № 2
График 1. Вольт-амперная характеристика
солнечной панели
Напряж ение, мВ
Угол наклона
Расстояние до источника света L, м
Интенсивность освещения I
св
, Вт/м
2
Температура поверхности панели, °С
Напряжение U
тмм
, В
Сила тока I
тмм
, А
Максимальная мощность P
max
, Вт
Ток, мА
График 2. Ватт-амперная характеристика
солнечной панели
Мощность, мВт
Угол наклона
Расстояние до источника света L, м
Интенсивность освещения I
св
, Вт/м
2
Температура поверхности панели, °С
Напряжение U
тмм
, В
Сила тока I
тмм
, А
Максимальная мощность P
max
, Вт
Ток, мА

59
Бланк оформления результатов эксперимента лабораторной работы № 3
График 3. Вольт-амперная характеристика
солнечной панели
Напряж ение, мВ
Расстояние до источника света L, м
Интенсивность освещения I
св
, Вт/м
2
Температура поверхности панели, °С
Напряжение U
тмм
, В
Сила тока I
тмм
, А
Максимальная мощность P
max
, Вт
Угол наклона цвет
Угол наклона цвет
Угол наклона цвет
Угол наклона цвет
Ток, мА
График 4. Ватт-амперная характеристика
солнечной панели
Мощность, мВт
Расстояние до источника света L, м
Интенсивность освещения I
св
, Вт/м
2
Температура поверхности панели, °С
Напряжение U
тмм
, В
Сила тока I
тмм
, А
Максимальная мощность P
max
, Вт
Угол наклона цвет
Угол наклона цвет
Угол наклона цвет
Угол наклона цвет
Ток, мА

60
Бланк теоретического исследования. Страница 1/3
Опишите, в чём заключается особенность устройства и принципа работы монокристаллических, поликристаллических и аморфных солнечных панелей.
Здесь Вы может зарисовать их внешний вид или устройство.

61
Бланк теоретического исследования. Страница 2/3
Выявите критерии зависимости мощности солнечных панелей от местоположения, времени года и погодных условий. Предположите характер влияния внешних условий на особенность работы солнечных панелей.
Здесь Вы может зарисовать порядок проведения эксперимента.

62
Бланк теоретического исследования. Страница 3/3
Рассчитайте суммарную потребляемую мощность бытовых приборов частного домовладения или определите затраты электроэнергии Вашего образовательного учреждения.
Здесь Вы можете оформлять результаты исследования или проводить необходимые расчёты в удобной для Вас форме.

63
Бланк планирования и проведения эксперимента. Страница 1/2
Как Вы будете проводить свой эксперимент, в котором соберёте данные, необходимые для решения проблемы? Если Ваш эксперимент состоит из нескольких этапов, то для каждого из этапов используйте отдельные бланки (то есть отдельно опишите каждый этап эксперимента и зарисуйте его принципиальную схему).
Зарисуйте принципиальную схему проведения Вашего эксперимента.

64
Бланк планирования и проведения эксперимента. Страница 2/2
Здесь Вы можете записать полученные Вами результаты эксперимента в удобной форме.
Поле для необходимых расчётов.

65
ДЛЯ ЗАМЕТОК

66
Некоторые рисунки, используемые
в данном пособии, находятся в свободном
доступе и взяты из сети Интернет.

Мы будем благодарны Вам, если Вы поможете нам сделать данное методическое пособие лучше.
Свои замечания, предложения, идеи для лабораторных работ и кейсов можете отправлять на адрес info@inenergy.education

ООО «ИНЭНЕРДЖИ»
115201, Москва,
2-ой Котляковский пер., 18
Тел.: +7 (495) 181 96 96
info@inenergy.education www.inenergy.education