מרבית האנרגיה החשמלית בעולם מגיעה ממקורות בלתי ניתנים להתחדשות, כמו שריפת פחם, נפט וגז, או מתחנות כוח גרעיניות. ככל שהקשר בין ההתחממות הגלובלית לכמות הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה מתבהר, הצורך למצוא מקורות מתחדשים נוספים הופך דחוף יותר. הפעילויות הבאות יכירו את התלמידים מסוגי משאבי אנרגיה, ויסייעו להם להחליט מתי והיכן כל סוג מתאים לשימוש!
פעילויות סטודנטים עבור אנרגיה מתחדשת
מידע רקע על מקורות אנרגיה
העיר הראשונה בעולם שיש לה אספקת חשמל ציבורית הייתה גודאלמינג, אנגליה. בשנת 1881 התקינה חברה גנרטור המחובר לגלגל מים. הם הניחו כבלים במרזבים וחיברו אותם לפנסי הרחוב. מאז הפעם, הצריכה העולמית של חשמל גדלה במהירות.
דלקים מאובנים נוצרים משאריות של יצורים חיים ולוקח להם מיליוני שנים. עתודות הדלקים המאובנים בעולם הולכות ונמוכות, מכיוון שהן משמשות בקצב מהיר בהרבה מכפי שנוצר. למרות ששריפת דלקים מאובנים היא מקור זול ואמין לייצור זרם חשמלי, הפחמן הדו חמצני שהוא מייצר משפיע לרעה על הסביבה. למידע נוסף על השפעות גזי החממה על הסביבה, בדקו את מערכי השיעורים בנושא השפעת החממה וההתחממות הגלובלית.
משאבי אנרגיה
דלקים מאובנים
משאבים בלתי ניתנים להתייחסות
תחנות כוח דלק מאובנים שורפות דלקים מאובנים לחימום מים. מים אלה הופכים אז לאדים בלחץ גבוה. האדים עוברים על טורבינה, וגורמים לטורבינה להסתובב. הטורבינה המסתובבת מחוברת לגנרטור והגנרטור מייצר זרם חשמלי. דוגמאות לדלקים מאובנים כוללים פחם , נפט וגז .
- דלקים מאובנים זולים לשלי ולהמרה לאנרגיה חשמלית.
- שריפת דלקים מאובנים הייתה אמינה.
- ניתן לשרוף דלקים מאובנים בבטחה.
- דלקים מאובנים תורמים רבות להתחממות כדור הארץ, שכן שריפת דלקים מאובנים משחררת פחמן דו חמצני לאטמוספרה.
- פחם מכיל גם זיהומים כמו גופרית, שכאשר הם נשרפים עלולים ליצור דו תחמוצת הגופרית. דו תחמוצת הגופרית באטמוספירה עלולה להוביל לגשם חומצי.
- אספקת דלקים מאובנים תיגמר יום אחד.
כוח גרעיני
משאבים בלתי ניתנים להתייחסות
אנרגיה משתחררת מגרעיני האטומים באמצעות תגובה גרעינית. תגובה זו ידועה בשם ביקוע והיא כוללת פיצול גרעינים גדולים, כמו אטום אורניום, לגרעינים קטנים יותר, ומשחררים כמויות אדירות של אנרגיה. אנרגיה זו משמשת לחימום מים והפיכתם לאדים. קיטור זה מניע אז טורבינה, ההופכת גנרטור ומייצרת זרם חשמלי.
- תחנות כוח בדרך כלל בטוחות.
- שום דבר לא נשרף, ולכן לא נפלטים גזי חממה או זיהום אטמוספרי.
- כמות קטנה של דלק יכולה לייצר כמות גדולה של אנרגיה חשמלית.
- הפסולת מתחנות הכוח הגרעינית נותרה רדיואקטיבית ומזיקה לדברים חיים במשך אלפי שנים, ולכן יש לסלק אותה בזהירות.
- תחנות כוח גרעיניות הן בטוחות, אך אם משהו ישתבש כמו אסון טבע גדול או פיגוע, יש להם פוטנציאל להיות מסוכן מאוד.
- לתחנות כוח גרעיניות יש עלויות התקנה גבוהות מאוד
אנרגיית רוח
משאבים מתחדשים
רתימת אנרגיית הרוח כוללת הצבת טורבינות במקומות בהם יש הרבה רוח. תנועת האוויר גורמת להבים להסתובב, מה שבתורו יכול להניע את הגנרטור לייצר זרם חשמלי. ניתן להשתמש בטורבינות רוח בנפרד או יחד בקבוצות כחוות רוח. בנוסף לשימוש בהם ביבשה, ניתן להשתמש בהם גם מחוץ לחוף.
- טורבינות אינן שורפות דבר ואינן פולטות שום זיהום אטמוספרי אחר.
- אין עלויות דלק מכיוון ש"הדלק "מעביר אוויר סביב טורבינה.
- טורבינות רוח אינן יקרות להפעלה לאחר הקמתן.
- יש הטוענים כי הטורבינות יכולות להרוס את היופי הטבעי של האזור.
- עלויות ההתקנה יכולות להיות גבוהות, במיוחד עבור טורבינות מרובות.
- היעילות תלויה בכמות הרוח ולכן הם לא תמיד אמינים.
- טורבינות יכולות להיות רועשות.
אנרגיה סולארית
משאבים מתחדשים
אנרגיה סולארית פועלת באמצעות תאים פוטו-וולטיים כדי לרתום אנרגיית אור מהשמש ולהמיר אותה לאנרגיה חשמלית.
- לאנרגיה סולארית אין זיהום אטמוספרי משום ששום דבר לא נשרף.
- ניתן להשתמש בפאנלים סולאריים במיקומים מרוחקים או אפילו להפוך אותם לניידים.
- אין עלויות דלק הקשורות לאנרגיה סולארית.
- מערכות אנרגיה סולארית יכולות להיות יקרות להתקנה
- אנרגיה סולארית לא תמיד אמינה מכיוון שהיעילות תלויה בכמה אור שמש שאזור מקבל.
אנרגיה גאות ושפל
משאבים מתחדשים
גאות ושפל היא תנועת המים הנגרמת על ידי משיכת הכבידה של הירח. מטחים (סכר או מחסום) בנויים מעבר לפה של נהרות, שפך ובמפרצים. מטחים אלה מכילים טורבינות אשר מסתובבות כאשר המים זזים. טורבינות אלה מניעות גנרטורים שיכולים לייצר זרם חשמלי.
- אנרגיה של גאות ושפל אינה כרוכה בשריפת דלק, ולכן אין עלויות דלק או גזי חממה.
- גאות ושפל צפויות; גאות ושפל גבוהה מתרחשות במחזורים מובנים.
- למסגרות יש תוחלת חיים ארוכה.
- לאנרגיה של גאות ושפל יש עלויות התקנה יקרות מאוד.
- בניית מטחים עלולה לפגוע בבתי הגידול הימיים.
- מטחים יכולים לחסום את הגישה לנהרות מסוימים או לנתיבי מים אחרים.
אנרגיית גל
משאבים מתחדשים
גלים נגרמים על ידי רוח וגורמים למים לנוע למעלה ולמטה. ניתן לרתום אנרגיה קינטית זו ולהעביר אותה לאנרגיה חשמלית. ישנן דרכים רבות ושונות לעשות זאת.
- אנרגיית הגל מתחדשת ולעולם לא תיגמר.
- אין פליטות מזיקות הקשורות לאנרגיית גל.
- אנרגיית הגל אינה מתאימה לכל המקומות. מרבית אזורי היבשת אינם יכולים להשתמש באנרגיית גלים.
- תחנות אנרגיית גל יכולות להשפיע לרעה על החיים הימיים.
- תחנות אנרגיה גל יכולות להרוס את היופי הטבעי של אזורי החוף.
אנרגיה גיאותרמית
משאבים מתחדשים
הכוח הגיאותרמי משתמש באנרגיה תרמית שנמצאת מתחת לאדמה, מים קרים מוזרמים מתחת לאדמה והופכים לאדים. קיטור זה מועבר דרך צינורות לטורבינה אשר מסתובבת כאשר הקיטור עובר עליו. הטורבינה המסתובבת מניעה גנרטור ומייצרת זרם חשמלי.
- אנרגיה גיאותרמית אמינה.
- אין גזי חממה שנפלטים מהתחנה מכיוון ששום דבר לא נשרף.
- אין עלויות דלק מכיוון שאנרגיה גיאותרמית משתמשת בחום הטבעי של כדור הארץ.
- עלול לשחרר גזי חממה תת קרקעיים.
- יש עלויות התקנה גבוהות הקשורות לאנרגיה גיאותרמית.
- ניתן להשתמש באנרגיה גיאותרמית רק במקום שיש פעילות געשית.
אנרגיה מביומסה
משאבים מתחדשים
ביומסה היא חומר שמקורו בדברים חיים, כמו צמחים ובעלי חיים. ביומסה, כמו עץ, ניתן לשרוף ולהשתמש בהם כדי לחמם מים לאדים. הקיטור משמש לייצור סיבוב טורבינה. טורבינה זו מחוברת לגנרטור המייצר חשמל.
- אנרגיית הביומסה מתחדשת: ככל שאנו שורפים את הביומסה אנו מגדלים צמחים נוספים לחידוש המלאי.
- אנרגיה ביומסה אמינה.
- הפחמן הדו חמצני שמשתחרר משריפת הביומסה נספג על ידי גידול צמחים מחדש.
- קרקע המשמשת לבקר בעלי חיים או מזון לגידול מזון עשויה להיות חייבת לשמש במקום לגידול גידולי אנרגיה.
- אנרגיה ביומסה דורשת כמויות גדולות של מים.
הידרואלקטריות
משאבים מתחדשים
עם הידרואלקטריות, מים מוחזקים מאחורי סכר במקום גבוה. למים אלה יש אנרגיה פוטנציאלית כבידתית והם מומרים לאנרגיה קינטית עם נפילת המים. מים זזים אלה גורמים לסיבוב טורבינה. הטורבינה מחוברת לגנרטור המייצר זרם חשמלי.
- עם הידרואלקטריות אין זיהום בוער או אטמוספרי.
- מים הם משאב מתחדש.
- סכרים יקרים מאוד לבנייה.
- יש להציף שטחים גדולים של אדמות עבור המאגרים.
- סכרים יכולים להפסיק את נדידת הדגים.
שאלות מהותיות למשאבי אנרגיה
- מה הדרך הטובה ביותר לייצר חשמל?
- מדוע עלינו לשנות את האופן בו אנו מייצרים חשמל?
- כיצד ייצור חשמל קשור להתחממות כדור הארץ?
רעיונות נוספים למשאבי אנרגיה נוספים
- ערוך פוסטר PSA שמסביר מדוע משאבי אנרגיה מתחדשים טובים יותר ממקורות אנרגיה בלתי ניתנים להתחדשות.
- השתמש בתרשים T כדי להשוות בין שני מקורות אנרגיה שונים.
- בקשו מהתלמידים ציר זמן המתאר את השלבים העיקריים בהתפתחות הנדסת אנרגיה.
- Airplane Taking Off • Martin Pettitt • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- BUNSEN BURNER • jasonwoodhead23 • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Coals! • cote • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Installing solar panels • OregonDOT • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Nooksack River, Washington State • Rose Braverman • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- nuclear power plant "Isar 2" • bagalute • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Rugeley Power Station • jayneandd • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Slip • Elsie esq. • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Tidal power station • K Mick • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- wave power • Jimmy Coupe • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- wind turbine 1 • ab9kt • רישיון Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
נסה 1 חודש עבור
30 יום החזר כספי לקוחות חדשים בלבד מחיר מלא לאחר הצעת היכרות
© 2024 - Clever Prototypes, LLC - כל הזכויות שמורות.
StoryboardThat הוא סימן מסחרי של Clever Prototypes , LLC , ורשום במשרד הפטנטים והסימנים המסחריים בארה"ב