Энергияның дәстүрден тыс көздері

Күні: 10.03.2016 Сыныбы: 7 сынып

Технология пәнінен ашық сабақ

Тақырыбы: “Энергияның дәстүрден тыс көздері”

Сабақтың мақсаты:

Оқушыларға энергияның дәстүрлі емес көздері бойынша мағлұмат пен теориялық білім беру.

Міндеті: Тақырып бойынша игерген білімді практикада қолдануға үйрету

Сабақ барысы: Ұйымдастыру бөлімі. Оқушылармен сәлемдесу, журнал бойынша тексеру. Сергіту сәті: Ритмді қайталау. 5 мин.

Үй тапсырмасы бойынша кері байланыс: (Сұрақтар қою)

Электр энергиясы дегеніміз не? Зарядталған денелерден пайда болатын қуат ағыны

Электр энергиясы қандай мақсатта қолданылады? Тұрмысқа қажетті жарық, жылу, қуатты пайдалану және өнеркәсіптерде өнім өндіру үшін қолданылады.

Энергия қалай тасымалданады? Сым желілері арқылы алысқа тасымалданады

Ток өткізетін материалдарға қандай материалдар жатады? Металл, топырақ, ауа, су

Оқшаулағыш материалдар дегеніміз не? Электр тогын өткізбейтін материалдар. Мысалы резеңке, пластмасса, әйнек, құрғақ ағаш т.б.

Жаңа сабақ: Ендеше оқушылар жаңа сабаққа кірісеміз. Сабақ тақырыбы: «Энергияның дәстүрден тыс көздері».

Баламалы энергия көздері 

      Климаттық ресурстар ( күн, су, жел қуаты)  сарқылмайтын табиғат ресурстары, олар бастапқы  энергетикалық ресурстардың өзгеше дербес тармақтары болып табылуымен қатар, басқадай дәстүрлі емес қуат көзерімен біріктіріліп  баламалы энергия ресурстары деп аталды. Баламалы энергия көздерін  пайдалану дүниежүзілік экономиканың энергетикаға деген қажеттілігінен, экономикалық дағдарысқа байланысты дүниежүзілік нарықтағы энергетикалық тапшылықтан және оны қоршаған  ортаға экологиялық жүктеменің артуынан туындап отыр.

   Баламалы қуат көздері күн, жел қуаты, биоотын, су және  геотермальды  энергетикаға бөлінеді.

         Күн энергетикасы дегеніміз –  дәстүрлі емес энергетика бағыттарының бірі. Ол күннің сәулеленуін пайдаланып қандай да бір түрдегі энергияны алуға негізделген. Күн энергетикасы энергия көзінің сарқылмайтын түрі болып табылады, әрі экологиялық жағынан да еш зияны жоқ. Күннің сәулеленуі – Жердегі энергия көзінің негізгі түрі. Оның қуаттылығы Күн тұрақтысымен анықталатындығы белгілі. Күн тұрақтысы –  күн сәулесіне перпендикуляр болатын, бірлік ауданнан бірлік уақыт ішінде өтетін күннің сәуле шығару ағыны. Бір астрономиялық бірлік қашықтығында (Жер орбитасында) күн тұрақтысы шамамен 1370 Вт/м²-қа тең. Жер атмосферасынан өткен кезде Күн сәулеленуі шамамен 370 Вт/м² энергияны жоғалтады. Осыдан Жерге тек 1000 Вт/м²-қа тең энергия ғана келіп түседі. Бұл келіп түскен энергия әр түрлі табиғи және жасанды процесстерде қолданылады. Күн сәулесі арқылы тікелей жылытуға немесе фотоэлементтер көмегімен энергияны қайта өңдеу арқылы электр энергиясын алуға не басқа да пайдалы жұмыстарды атқаруға болады.

        Шындығында, қазіргі заманды электр энергиясынсыз мүлдем елестету мүмкін емес. Сол себепті де, электр энергияны алудың шығыны аз, экологиялық таза көздерін табу бүгінгі күннің негізгі мәселесіне айналып отыр. Әлем бойынша электр энергиясын ең көп өңдіретін елдерге АҚШ, Қытай жатады. Бұл елдерде электр энергиясының өндірісі әлемдік өндірістің 20%-ын құрайды. Соңғы кездері экологиялық проблемалар, пайдалы қазбалардың жетіспеушілігі және оның географиялық біркелкі емес таралуы салдарынан электр энергиясын өндіру жел энергетикалық құрылғыларды, Күн батареяларын, газ генераторларын пайдалану арқылы жүзеге аса бастады.

Күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын қондырғылардың бірі – Күн батареялары. Күн батареясы немесе фотоэлектрлік генератор – Күн сәулесінің энергиясын электр энергиясына айналдыратын шала өткізгішті фотоэлектрлік түрлендіргіштен (ФЭТ) тұратын ток көзі. Көптеген тізбектей-параллель қосылған ФЭТ-тер Күн батареясын қажетті кернеу және ток күшімен қамтамасыз етеді. Жеке ФЭТ-тің электр қозғаушы күші 0,5-0,55 В-қа тең және ол оның ауданына тәуелсіз (1 см² ауданға келетін қысқа тұйықталу тогының шамасы – 35-40 мА). Күн батареясындағы ток шамасы оның жарықтану жағдайына байланысты. Яғни күн сәулелері Күн батареясы бетіне перпендикуляр түскенде, ол ең үлкен мәніне жетеді. Қазіргі Күн батареяларының пайдалы әсер коэффициенті – 8-10%, олай болса 1 м² ауданға тең келетін қуат шамамен 130 Вт-қа тең. Температура жоғарылаған сайын (25ºС-тан жоғары) ФЭТ-тегі кернеудің төмендеуіне байланысты Күн батареясының пайдалы әсер коэффициенті кеміп, Күн батареяларының жиынтық қуаты ондаған, тіпті жүздеген кВт-қа жетеді. Күн батареяларының өлшемдері әр түрлі болады. Мысалы: микрокалькуляторда орнатылғандарынан бастап, ғимараттар шатырлары мен автокөліктер төбелеріне орнатылатындарына дейінгі өлшемдерде. Сондай-ақ Күн батареялары ғарыш кемелері мен аппараттарында энергиямен жабдықтау жүйесіндегі негізгі электр энергиясының көзі ретінде қолданылады. Ал тұрмыс пен техникада қолданылатын көптеген бұйымдарды – калькулятор, қол сағаты, плеер, фонарь, т.б. токпен қоректендіру көзі де Күн батареялары болып табылатындығы бәрімізге белгілі.

Жел энергиясы атмосферадағы ауамассаларының кинетикалық  энергиясын электр энергиясы, жылу немесе  басқа да энергия түрлеріне айналдыру үшін  қолданылады. Энергияның бір түрден екінші түрге өзгеруі жел генераторлары (электр тоғын алу үшін), жел  диірмендері (механикалық энергия үшін) жәнебасқа да агрегаттар көмегімен жүзеге асады.

Жел  генераторларының қуаттылығы генератор қалақтарының ауданына тәуелді. Мысалы, даниялық компания Vestas шығарған қуаттылығы 3 МВт (V90) турбинаның жалпы биіктігі 115 метр болса, мұнара биіктігі 70 метр және қалақ  диаметрі 90 метрді құрайды.

Жел энергиясын өндірудің ең тиімді жерлері ретіндежағалау аймақтары және биік тау шыңдары қарастырылады. Теңізде, жағадан 10-12 км

қашықтықта офшорлық жел электр фермалары салынады. Желгенераторларыныңмұнараларытереңдігі 30 метргедейінқағылғанқадалыіргетастартарғақондырады.

Жел генераторлары ісжүзінде қазбалы жанар-жағар май қолданбайды. Қуаттылығы 1 МВт жел генераторы 20 жыл бойғы қолданысымен 29 мың тонна көмір, 92 баррель мұнай үнемдеуге мүмкіндік  береді.

Геотермалдық энергетика — энергияны Жердің ішкі жылуынан  алу. Геотермалды энергетика табиғи және жасанды болып бөлінеді. Алғашқысы табиғи жылы көздерден алынса, екіншісі жер  қабатына суды және  басқа  сұйық сұйықтарды және газ тәрізді заттарды айдап сіңіруден  алынады. Геотермалды энергетика тұрмыстық қажетте жөне жылыту қондырғыларында кең  қолданьлады.

Астанадағы  ЭКСПО-2017 баламалы энергия көздері саласында адамзаттың үздік жетістіктерін көрсету үшін маңызды алаң болмақ.  

"Көрменің ерекшелігі тақырыбында жатыр, яғни бұл маңызды шара "Болашақ энергиясы" атауына ие болып отыр. Бүгінде бұл тақырып айрықша өзекті, себебі, дәстүрлі энергия көздерінің қайта қалпына келуіне қауқарсыз болуына және қордың таусылу қаупіне байланысты сенімсіздік пен алаңдаушылық тудыруда»

Сонымен қатар ол жаһандық экологиялық қатерлер әлемді таза  технологияларды дамытуға және ұзақ мерзімді энергиялық қамтамасыз етуді іздестіруге итермелеп отырғандығын атап өтті.

"ЭКСПО-2017" қайта жаңаратын баламалы энергия көздері саласында адамзаттың үздік жетістіктерін көрсету үшін маңызды алаң болмақ, сондай-ақ энергиялық ресурстарды тиімді пайдаланудың өзекті проблемаларын шешуге негізделген. Осы орайда Қазақстан "жасыл" экономиканы енгізуде белсенділік танытуда" 

Оқушылар өздері дайындап әкелген баламалы қуат қондырғылары жобаларын қорғайды

І топ « Баламалы қуат көзі: Экологиялық үстел» жобасы Уақыты: 5 мин

ІІ топ: «Химиялық-биологиялық сұйық отын қондырғысы – СКАТ жобасы» 5 мин.

Сабақты қорытындылау:         

Баламалы энергия көзіне  қандай табиғат ресурстары жатады ?

Баламалы энергияны өндіру қандай қажеттіліктен туындап отыр ?

Баламалы энергияны өндіруде елімізде қандай бастамалар қолға алынуда ?

ЭКСПО – 2017 – ні өткізудің біздер үшін маңызы бар ма ?

Қорытындылау:

                             Әрине балалар « Баламалы энергия көздері»  ЭКСПО -2017  халықаралық көрменің маңыз өте зор. Себебі  ЭКСПО 2017 көрмесінің мақсты Қазақ  елінің    экономикалық әл ауқатын бүкіл әлемге паш ету. Бұл көрмеде бүкіл дүниежүзі халықтары келіп қатынасып  қазақ халқының  экономикасына баға береді. Сондықтан да  « ЭКСПО – 2017» көрмесіне «Болашақтың қуаты»  ұраны берілді.

   Болашақтың иесі өскелең ұрпақ кімдер әрине сендер демек болашағымыздың жарқын болу сендердің қолдарыңда, олай болса сауатты, білімді, көкірегі ояу азамат болып өсулеріңе тілектеспін!