Attività degli studenti per Energia Rinnovabile
Informazioni di base sulle fonti energetiche
La prima città al mondo ad avere una fornitura pubblica di elettricità fu Godalming, in Inghilterra. Nel 1881, un'azienda installò un generatore collegato a una ruota idraulica. Posarono i cavi nelle grondaie e le collegarono ai lampioni. Da allora, il consumo globale di elettricità è cresciuto rapidamente.
I combustibili fossili sono creati dai resti di esseri viventi e impiegano milioni di anni per formarsi. Le riserve mondiali di combustibili fossili si stanno esaurendo, poiché vengono utilizzate a un ritmo molto più rapido di quanto non vengano create. Sebbene la combustione di combustibili fossili sia una fonte economica e affidabile di generazione di una corrente elettrica, l'anidride carbonica che produce ha un effetto negativo sull'ambiente. Per ulteriori informazioni sugli effetti dei gas a effetto serra sull'ambiente, consultare i piani di lezione sull'effetto serra e sul riscaldamento globale.
Risorse energetiche
Combustibili fossili
Risorsa non rinnovabile
Le centrali elettriche a combustibile fossile bruciano combustibili fossili per riscaldare l'acqua. Quest'acqua si trasforma quindi in vapore ad alta pressione. Il vapore scorre su una turbina, facendo girare la turbina. La turbina rotante è collegata a un generatore e il generatore produce una corrente elettrica. Esempi di combustibili fossili includono carbone , petrolio e gas .
- I combustibili fossili sono economici da estrarre e convertire in energia elettrica.
- La combustione di combustibili fossili è stata affidabile.
- I combustibili fossili possono essere bruciati in sicurezza.
- I combustibili fossili contribuiscono notevolmente al riscaldamento globale, poiché la combustione di combustibili fossili rilascia biossido di carbonio nell'atmosfera.
- Il carbone contiene anche impurità come lo zolfo che, se bruciato, può formare anidride solforosa. L'anidride solforosa nell'atmosfera può portare a piogge acide.
- Le forniture di combustibili fossili si esauriranno un giorno.
Energia nucleare
Risorsa non rinnovabile
L'energia viene rilasciata dai nuclei degli atomi usando una reazione nucleare. Questa reazione è nota come fissione e comporta la divisione di grandi nuclei, come in un atomo di uranio, in nuclei più piccoli, rilasciando grandi quantità di energia. Questa energia viene utilizzata per riscaldare l'acqua e trasformarla in vapore. Questo vapore aziona quindi una turbina, che gira un generatore e produce una corrente elettrica.
- Le centrali elettriche sono generalmente sicure.
- Non viene bruciato nulla, quindi non vengono emessi gas serra o inquinamento atmosferico.
- Una piccola quantità di carburante può produrre una grande quantità di energia elettrica.
- I rifiuti delle centrali nucleari rimangono radioattivi e dannosi per gli esseri viventi per migliaia di anni, quindi devono essere smaltiti con cura.
- Le centrali nucleari sono sicure, ma se qualcosa va storto come un grave disastro naturale o un attacco terroristico, hanno il potenziale per essere molto pericolosi.
- Le centrali nucleari hanno costi di installazione molto elevati
Energia eolica
Risorsa rinnovabile
Sfruttare l'energia eolica implica posizionare le turbine in luoghi dove c'è molto vento. Il movimento dell'aria fa girare le pale, che a loro volta possono guidare un generatore a produrre una corrente elettrica. Le turbine eoliche possono essere utilizzate singolarmente o insieme in gruppi come parchi eolici. Oltre a usarli a terra, possono anche essere usati in mare aperto.
- Le turbine non bruciano nulla e non emettono alcun altro inquinamento atmosferico.
- Non ci sono costi di carburante perché il "carburante" muove l'aria attorno a una turbina.
- Le turbine eoliche non sono costose per funzionare una volta installate.
- Alcune persone sostengono che le turbine possono rovinare la bellezza naturale di un'area.
- I costi di installazione possono essere elevati, in particolare per più turbine.
- L'efficacia dipende dalla quantità di vento, quindi non sono sempre affidabili.
- Le turbine possono essere rumorose.
Energia solare
Risorsa rinnovabile
L'energia solare funziona utilizzando celle fotovoltaiche per sfruttare l'energia della luce del sole e convertirla in energia elettrica.
- L'energia solare non ha inquinamento atmosferico perché non viene bruciato nulla.
- I pannelli solari possono essere utilizzati in posizioni remote o addirittura realizzati per essere portatili.
- Non ci sono costi di carburante associati all'energia solare.
- I sistemi di energia solare possono essere costosi da installare
- L'energia solare non è sempre affidabile perché l'efficacia dipende dalla quantità di luce solare ricevuta da un'area.
Energia delle maree
Risorsa rinnovabile
Le maree sono il movimento dell'acqua causato dall'attrazione gravitazionale della luna. Le dighe (diga o barriera) sono costruite attraverso la foce di fiumi, estuari e baie. Queste raffiche contengono turbine che ruotano quando l'acqua si muove. Queste turbine azionano generatori che possono produrre una corrente elettrica.
- L'energia delle maree non comporta la combustione di carburante, quindi non ci sono costi di carburante o gas a effetto serra.
- Le maree sono prevedibili; le maree alte e basse si verificano in cicli ben compresi.
- Gli sbarramenti hanno una lunga durata.
- L'energia delle maree ha costi di installazione molto costosi.
- La costruzione di sbarramenti può danneggiare gli habitat marini.
- Gli sbarramenti possono bloccare l'accesso a determinati fiumi o altri corsi d'acqua.
Energia delle onde
Risorsa rinnovabile
Le onde sono causate dal vento e provocano il movimento dell'acqua su e giù. Questa energia cinetica può essere sfruttata e trasferita in energia elettrica. Esistono molti modi diversi per farlo.
- L'energia delle onde è rinnovabile e non si esaurirà mai.
- Non ci sono emissioni dannose associate all'energia delle onde.
- L'energia delle onde non è adatta a tutte le posizioni. La maggior parte delle aree interne non può usare l'energia delle onde.
- Le stazioni di energia delle onde possono avere un effetto negativo sulla vita marina.
- Le stazioni di energia delle onde possono distruggere la bellezza naturale delle aree costiere.
Energia geotermica
Risorsa rinnovabile
L'energia geotermica utilizza l'energia termica che si trova sotto il suolo, l'acqua fredda viene pompata nel sottosuolo e convertita in vapore. Questo vapore viene quindi passato attraverso i tubi a una turbina che gira mentre il vapore lo attraversa. La turbina che gira aziona un generatore e produce una corrente elettrica.
- L'energia geotermica è affidabile.
- Non ci sono gas serra emessi dalla stazione perché nulla viene bruciato.
- Non ci sono costi di carburante perché l'energia geotermica utilizza il calore naturale della terra.
- Potrebbe potenzialmente rilasciare gas serra sotterranei.
- Ci sono costi di installazione elevati associati all'energia geotermica.
- L'energia geotermica può essere utilizzata solo in presenza di attività vulcanica.
Energia da biomassa
Risorsa rinnovabile
La biomassa è materiale che proviene da esseri viventi, come piante e animali. La biomassa, come il legno, può essere bruciata e utilizzata per riscaldare l'acqua nel vapore. Il vapore viene utilizzato per far girare una turbina. Questa turbina è collegata a un generatore che genera elettricità.
- L'energia da biomassa è rinnovabile: mentre bruciamo la biomassa coltiviamo più piante per ricostituire lo stock.
- L'energia della biomassa è affidabile.
- L'anidride carbonica rilasciata bruciando la biomassa viene assorbita dalle piante di ricrescita.
- I terreni utilizzati per l'allevamento o la coltivazione di alimenti potrebbero dover essere utilizzati per coltivazioni energetiche.
- L'energia della biomassa richiede grandi quantità di acqua.
Energia idroelettrica
Risorsa rinnovabile
Con l'idroelettricità, l'acqua viene mantenuta dietro una diga in un luogo elevato. Quest'acqua ha energia potenziale gravitazionale e viene convertita in energia cinetica quando l'acqua cade. Questa acqua in movimento fa girare una turbina. La turbina è collegata a un generatore che produce una corrente elettrica.
- Con l'idroelettricità, non c'è combustione o inquinamento atmosferico.
- L'acqua è una risorsa rinnovabile.
- Le dighe sono molto costose da costruire.
- Grandi aree di terra devono essere allagate per i bacini idrici.
- Le dighe possono smettere di migrare i pesci.
Domande essenziali per le risorse energetiche
- Qual è il modo migliore per produrre elettricità?
- Perché dobbiamo cambiare il modo in cui generiamo elettricità?
- In che modo la generazione di elettricità è collegata al riscaldamento globale?
Altre idee di attività sulle risorse energetiche
- Realizza un poster PSA che spieghi perché le risorse di energia rinnovabile sono migliori delle risorse di energia non rinnovabile.
- Utilizzare una T-Chart per confrontare due diverse risorse energetiche.
- Chiedi agli studenti di stabilire una sequenza temporale che descriva le fasi principali dello sviluppo dell'ingegneria energetica.
Come fare per ottenere informazioni sulle energie rinnovabili e sulle risorse energetiche
Crea un esperimento pratico in classe per dimostrare l'energia rinnovabile in azione
Progetta un esperimento divertente usando materiali semplici per aiutare gli studenti a vedere come funziona l'energia rinnovabile. Ad esempio, costruisci un mini forno solare con una scatola di pizza e carta stagnola, o crea un'auto a energia eolica usando un palloncino e carta. I progetti pratici aumentano l'impegno e approfondiscono la comprensione!
Raccogli materiali e preparali in modo sicuro
Raccogli oggetti come scatole di cartone, carta stagnola, nastro, palloncini, carta e piccole ruote. Verifica la sicurezza assicurandoti che tutti i materiali siano appropriati per l'età e che lo spazio di lavoro sia sgombro. Preparare in anticipo mantiene la lezione fluida!
Guida gli studenti nella costruzione del loro esperimento
Condividi istruzioni passo passo, fornendo supporto mentre gli studenti assemblano i loro progetti. Incoraggia il lavoro di squadra e la risoluzione creativa dei problemi. Permetti agli studenti di personalizzare le proprie creazioni per suscitare entusiasmo!
Testa e osserva la conversione di energia
Fai posizionare gli esperimenti dei studenti alla luce del sole o usa il vento (come soffiare attraverso una cannuccia) per attivarli. Chiedi agli studenti di registrare cosa succede e discuti perché avviene la conversione di energia. L'osservazione sviluppa il pensiero scientifico!
Rifletti e collega alle soluzioni energetiche del mondo reale
Guida una discussione su come questi mini esperimenti si collegano a fonti di energia rinnovabile più grandi, come pannelli solari o parchi eolici. Aiuta gli studenti a fare connessioni con le scelte energetiche nella loro comunità. La riflessione trasforma l'apprendimento in azione!
Domande frequenti sulle energie rinnovabili e sulle risorse energetiche
Quali sono i principali tipi di risorse energetiche usate per produrre elettricità?
I principali tipi di risorse energetiche per l'elettricità sono le fonti non rinnovabili, come i combustibili fossili e l'energia nucleare, e le fonti rinnovabili, come il vento, il solare, le maree, le onde, il geotermico, la biomassa e l'idroelettrico.
Perché è importante passare da fonti di energia non rinnovabili a quelle rinnovabili?
Passare a energia rinnovabile aiuta a ridurre le emissioni di anidride carbonica e il riscaldamento globale, conserva le risorse e crea un futuro più sostenibile per la produzione di elettricità.
Come contribuisce la produzione di elettricità al riscaldamento globale?
Quando produciamo elettricità bruciando combustibili fossili, rilasciamo anidride carbonica e altri gas serra nell'atmosfera, che trattengono il calore e contribuiscono al riscaldamento globale.
Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dell'energia solare nelle scuole?
Vantaggi dell'energia solare includono assenza di inquinamento atmosferico e adattabilità a zone remote. Gli svantaggi sono i costi elevati di installazione e la produzione non affidabile in aree con poca luce solare.
Come posso insegnare agli studenti le differenze tra energia rinnovabile e non rinnovabile?
Usa attività come poster, T-Chart per il confronto e linee temporali per aiutare gli studenti a capire che l'energia rinnovabile proviene da fonti naturalmente reintegrate, mentre l'energia non rinnovabile si basa su risorse limitate.
- Airplane Taking Off • Martin Pettitt • Licenza Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- BUNSEN BURNER • jasonwoodhead23 • Licenza Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Coals! • cote • Licenza Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Installing solar panels • OregonDOT • Licenza Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Nooksack River, Washington State • Rose Braverman • Licenza Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- nuclear power plant "Isar 2" • bagalute • Licenza Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Rugeley Power Station • jayneandd • Licenza Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Slip • Elsie esq. • Licenza Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Tidal power station • K Mick • Licenza Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- wave power • Jimmy Coupe • Licenza Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- wind turbine 1 • ab9kt • Licenza Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
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