Activités étudiantes pour Énergie Renouvelable
Informations de base sur les sources d'énergie
Godalming, en Angleterre, a été la première ville au monde à disposer d'un réseau public d'électricité. En 1881, une entreprise installa une génératrice reliée à une roue hydraulique. Ils ont posé des câbles dans les gouttières et les ont connectés aux lampadaires. Depuis lors, la consommation mondiale d'électricité a rapidement augmenté.
Les combustibles fossiles sont créés à partir des restes d'êtres vivants et leur mise en forme prend des millions d'années. Les réserves mondiales de combustibles fossiles sont en train de diminuer, car elles sont utilisées à un rythme beaucoup plus rapide que leur création. Bien que la combustion de combustibles fossiles soit une source fiable et bon marché de génération de courant électrique, le dioxyde de carbone qu’elle produit a un effet négatif sur l’environnement. Pour plus d'informations sur les effets des gaz à effet de serre sur l'environnement, consultez les plans de cours sur l' effet de serre et le réchauffement planétaire.
Ressources énergétiques
Combustibles fossiles
Ressource non renouvelable
Les centrales à combustibles fossiles brûlent des combustibles fossiles pour chauffer l'eau. Cette eau se transforme alors en vapeur à haute pression. La vapeur passe sur une turbine, faisant tourner la turbine. La turbine en rotation est connectée à un générateur et le générateur produit un courant électrique. Le charbon , le pétrole et le gaz sont des exemples de combustibles fossiles.
- Les combustibles fossiles sont peu coûteux à exploiter et à convertir en énergie électrique.
- La combustion de combustibles fossiles a été fiable.
- Les combustibles fossiles peuvent être brûlés en toute sécurité.
- Les combustibles fossiles contribuent grandement au réchauffement de la planète, car leur combustion libère du dioxyde de carbone dans l'atmosphère.
- Le charbon contient également des impuretés telles que le soufre qui, une fois brûlées, peuvent former du dioxyde de soufre. Le dioxyde de soufre dans l'atmosphère peut entraîner des pluies acides.
- Les réserves de combustibles fossiles s'épuiseront un jour.
Pouvoir nucléaire
Ressource non renouvelable
L'énergie est libérée des noyaux d'atomes par une réaction nucléaire. Cette réaction est connue sous le nom de fission et implique la division de gros noyaux, tels que ceux d'un atome d'uranium, en noyaux plus petits, libérant de grandes quantités d'énergie. Cette énergie est utilisée pour chauffer de l'eau et la transformer en vapeur. Cette vapeur entraîne ensuite une turbine qui fait tourner un générateur et produit un courant électrique.
- Les centrales électriques sont généralement sûres.
- Comme rien n'est brûlé, aucun gaz à effet de serre ni aucune pollution atmosphérique ne sont émis.
- Une petite quantité de carburant peut produire une grande quantité d'énergie électrique.
- Les déchets des centrales nucléaires restent radioactifs et nocifs pour les êtres vivants pendant des milliers d'années. Ils doivent donc être éliminés avec précaution.
- Les centrales nucléaires sont sûres, mais si quelque chose ne va pas comme une catastrophe naturelle majeure ou un attentat terroriste, elles peuvent être très dangereuses.
- Les centrales nucléaires ont des coûts d'installation très élevés
L'énergie éolienne
Ressource renouvelable
Pour exploiter l'énergie éolienne, il faut installer des turbines dans des endroits fortement venteux. Le mouvement de l'air provoque la rotation des pales, ce qui peut à son tour conduire un générateur à produire un courant électrique. Les éoliennes peuvent être utilisées individuellement ou ensemble, en tant que parcs éoliens. En plus de les utiliser à terre, ils peuvent également être utilisés au large des côtes.
- Les turbines ne brûlent rien et n'émettent aucune autre pollution atmosphérique.
- Il n'y a pas de coût en carburant car le "carburant" fait circuler l'air autour d'une turbine.
- Les éoliennes ne sont pas chères à faire fonctionner une fois installées.
- Certaines personnes affirment que les turbines peuvent ruiner la beauté naturelle d'une région.
- Les coûts d'installation peuvent être élevés, en particulier pour plusieurs turbines.
- L'efficacité dépend de la quantité de vent, de sorte qu'ils ne sont pas toujours fiables.
- Les turbines peuvent être bruyantes.
Énergie solaire
Ressource renouvelable
L'énergie solaire utilise des cellules photovoltaïques pour exploiter l'énergie lumineuse du soleil et la convertir en énergie électrique.
- L'énergie solaire n'a pas de pollution atmosphérique car rien n'est brûlé.
- Les panneaux solaires peuvent être utilisés dans des endroits éloignés ou même conçus pour être portables.
- Il n'y a pas de coûts de carburant associés à l'énergie solaire.
- Les systèmes d'énergie solaire peuvent être coûteux à mettre en place
- L'énergie solaire n'est pas toujours fiable car son efficacité dépend de la quantité de lumière solaire reçue par une zone.
L'énergie marémotrice
Ressource renouvelable
Les marées sont le mouvement de l'eau causé par l'attraction gravitationnelle de la lune. Des barrages (barrages ou barrières) sont construits à l'embouchure des rivières, des estuaires et des baies. Ces barrages contiennent des turbines qui tournent lorsque l'eau se déplace. Ces turbines entraînent des générateurs capables de produire un courant électrique.
- L'énergie marémotrice n'implique pas la combustion de carburant, il n'y a donc aucun coût de carburant ni de gaz à effet de serre.
- Les marées sont prévisibles. les marées hautes et basses se produisent dans des cycles bien compris.
- Les barrages ont une longue durée de vie.
- L’énergie marémotrice a des coûts d’installation très coûteux.
- La construction de barrages peut nuire aux habitats marins.
- Les barrages peuvent bloquer l'accès à certaines rivières ou autres voies navigables.
Vague d'énérgie
Ressource renouvelable
Les vagues sont causées par le vent et entraînent la montée et la descente de l'eau. Cette énergie cinétique peut être exploitée et transférée en énergie électrique. Il y a plusieurs façons de le faire.
- L'énergie des vagues est renouvelable et ne s'épuisera jamais.
- Il n'y a pas d'émissions nocives associées à l'énergie des vagues.
- L'énergie des vagues ne convient pas à tous les endroits. La plupart des zones intérieures ne peuvent pas utiliser l'énergie des vagues.
- Les stations d'énergie houlomotrice peuvent avoir un effet négatif sur la vie marine.
- Les stations d'énergie houlomotrice peuvent détruire la beauté naturelle des zones côtières.
L'énergie géothermique
Ressource renouvelable
La géothermie utilise l'énergie thermique sous la terre: l'eau froide est pompée sous terre et convertie en vapeur. Cette vapeur est ensuite transmise par des tubes à une turbine qui tourne lorsque la vapeur passe sur elle. La turbine en rotation entraîne un générateur et produit un courant électrique.
- L'énergie géothermique est fiable.
- Il n'y a pas de gaz à effet de serre émis par la station car rien n'est brûlé.
- Il n'y a pas de coût en carburant car la géothermie utilise la chaleur naturelle de la terre.
- Peut potentiellement libérer des gaz à effet de serre souterrains.
- Il y a des coûts d'installation élevés associés à l'énergie géothermique.
- L'énergie géothermique ne peut être utilisée qu'en cas d'activité volcanique.
Énergie biomasse
Ressource renouvelable
La biomasse est un matériau qui provient d’êtres vivants, comme des plantes et des animaux. La biomasse, telle que le bois, peut être brûlée et utilisée pour chauffer de l'eau en vapeur. La vapeur est utilisée pour faire tourner une turbine. Cette turbine est connectée à un générateur qui génère de l'électricité.
- L'énergie de la biomasse est renouvelable: lorsque nous brûlons la biomasse, nous cultivons davantage de plantes pour reconstituer le stock.
- L'énergie de la biomasse est fiable.
- Le dioxyde de carbone libéré par la combustion de la biomasse est absorbé par les plantes en régénération.
- Les terres utilisées pour le bétail ou pour la production d'aliments devront peut-être être utilisées pour la production de cultures énergétiques.
- La biomasse nécessite de grandes quantités d’eau.
L'hydroélectricité
Ressource renouvelable
Avec l'hydroélectricité, l'eau est maintenue derrière un barrage dans un lieu élevé. Cette eau a une énergie potentielle gravitationnelle et est convertie en énergie cinétique à mesure que l'eau tombe. Cette eau en mouvement fait tourner une turbine. La turbine est connectée à un générateur qui produit un courant électrique.
- Avec l'hydroélectricité, il n'y a pas de combustion ou de pollution atmosphérique.
- L'eau est une ressource renouvelable.
- Les barrages sont très coûteux à construire.
- De vastes zones de terres doivent être inondées pour les réservoirs.
- Les barrages peuvent arrêter la migration des poissons.
Questions essentielles pour les ressources énergétiques
- Quelle est la meilleure façon de produire de l'électricité?
- Pourquoi avons-nous besoin de changer notre façon de produire de l'électricité?
- Comment la production d'électricité est-elle liée au réchauffement climatique?
Idées d'activité de ressources énergétiques supplémentaires
- Réalisez un PSA avec une affiche expliquant pourquoi les ressources énergétiques renouvelables sont meilleures que les ressources énergétiques non renouvelables.
- Utilisez un T-Chart pour comparer deux ressources énergétiques différentes.
- Demandez aux élèves d’établir un calendrier décrivant les principales étapes du développement du génie énergétique.
Conseils pratiques sur les énergies renouvelables et les ressources énergétiques
Créez une expérience en classe pratique pour démontrer l'énergie renouvelable en action
Concevez une expérience amusante en utilisant des matériaux simples pour aider les élèves à voir comment fonctionne l'énergie renouvelable. Par exemple, construisez un mini four solaire avec une boîte à pizza et du papier aluminium, ou créez une voiture à vent en utilisant un ballon et du papier. Les projets pratiques favorisent l'engagement et approfondissent la compréhension !
Rassemblez les matériaux et préparez-les en toute sécurité
Collectez des objets comme des cartons, du papier aluminium, du ruban, des ballons, du papier et de petites roues. Vérifiez la sécurité en vous assurant que tous les matériaux sont adaptés à l'âge et que l'espace de travail est dégagé. Préparer à l'avance garantit le bon déroulement de la leçon !
Guide les élèves dans la construction de leur expérience
Partagez des instructions étape par étape, en fournissant un soutien pendant que les élèves assemblent leurs projets. Encouragez le travail d'équipe et la résolution créative de problèmes. Laissez les élèves personnaliser leurs créations pour susciter l'enthousiasme !
Testez et observez la conversion d'énergie
Demandez aux élèves de placer leurs expériences au soleil ou d'utiliser le vent (comme souffler dans une paille) pour les activer. Demandez aux élèves d'enregistrer ce qui se passe et discutez de pourquoi la conversion d'énergie se produit. L'observation développe la pensée scientifique !
Réfléchissez et faites le lien avec des solutions énergétiques du monde réel
Animez une discussion sur la façon dont ces mini-expériences se rapportent à des sources d'énergie renouvelable plus importantes, comme les panneaux solaires ou les parcs éoliens. Aidez les élèves à faire des connexions avec les choix énergétiques dans leur communauté. La réflexion transforme l'apprentissage en action !
Questions fréquemment posées sur les énergies renouvelables et les ressources énergétiques
Quels sont les principaux types de ressources énergétiques utilisées pour produire de l'électricité ?
Les principaux types de ressources énergétiques pour l'électricité sont les sources non renouvelables, comme les combustibles fossiles et l'énergie nucléaire, et les sources renouvelables, telles que le vent, le solaire, la marée, les vagues, la géothermie, la biomasse et l'hydroélectricité.
Pourquoi est-il important de passer des ressources énergétiques non renouvelables aux renouvelables ?
Passer à l'énergie renouvelable aide à réduire les émissions de dioxyde de carbone et le réchauffement climatique, conserve les ressources et crée un avenir plus durable pour la production d'électricité.
Comment la production d'électricité contribue-t-elle au réchauffement climatique ?
Lorsque nous produisons de l'électricité en brûlant des combustibles fossiles, cela libère du dioxyde de carbone et d'autres gaz à effet de serre dans l'atmosphère, qui piègent la chaleur et contribuent au réchauffement climatique.
Quels sont les avantages et inconvénients de l'énergie solaire dans les écoles ?
Les avantages de l'énergie solaire incluent l'absence de pollution atmosphérique et son adaptation aux zones reculées. Les inconvénients sont les coûts élevés d'installation et la production peu fiable dans les zones peu ensoleillées.
Comment enseigner aux élèves les différences entre énergie renouvelable et non renouvelable ?
Utilisez des activités comme des affiches, des diagrammes en T pour la comparaison, et des lignes du temps pour aider les élèves à comprendre que l'énergie renouvelable provient de sources naturellement reconstituées, tandis que l'énergie non renouvelable dépend de ressources limitées.
- Airplane Taking Off • Martin Pettitt • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
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- Tidal power station • K Mick • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
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- wind turbine 1 • ab9kt • Licence Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
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