Energija sunca i fotonaponske ćelije
Ključno pitanje
Što je energija sunca i u kojem obliku dolazi na Zemlju? Kako iz energije sunca dobivamo električnu energiju? Što su to fotonaponske ćelije i koja im je zadaća?
Odgojno-obrazovni cilj
Glavni ciljevi nastavne jedinice su upoznati učenike sa iskorištavanjem energije sunca, njenom pretvorbom u druge oblike i principom rada fotonaponske ćelije. Učenici će usvojiti princip rada fotonaponske ćelije i znati će pretvorbu energije sunca u električnu energiju. Učenicima će se također pokazati svrha primjenei korištenje energije sunca, kao i glavnu značajku u korištenju s obzirom na okoliš. Poticati će se učenike na suradnju, logičko prosuđivanje i interakciju. Učenici će razvijati sposobnost izražavanja govorom, kao i samostalno donositi zaključke.
Ishodi učenja
- Učenici će znati objasniti pojam energije sunca
- Znati će pretvorbu energije sunca u električnu energiju
- Učenici mogu definirati pojam fotonaponske ćelije
- Usvojiti će pojam napona i struje, te će znati jasnu razliku
- Znati će nabrojiti vrste fotonaponskih ćelija
- Učenici mogu procijeniti dosadašnje znanje o navedenoj temi
- Mogu argumentirati važnost energije sunca sada i u budućnosti
- Usvajaju ključne kompetencije u pogledu zaštite okoliša
- Mogu argumentirati zbog čega je energija sunca najbitniji obnovljivi izvor energije
Potrebni materijali
Udžbenik, bilježnica, radni listovi sa zadacima, upute za grupu.
Nastavna pomagala
Računalo i projektor, slikokaz, ploča (kreda i/ili flomasteri), radni listovi, upute za grupe.
ICT izvori znanja
Vrijeme potrebno za planirane aktivnosti
Dva školska sata
Nastavne metode i strategije
Postavljanje otvorenih pitanja, rasprava, samostalno donošenje zaključaka, frontalni i individualni rad (razgovori)
Ključni pojmovi
Energija sunca, fotonaponska ćelija, pretvorba energije, okoliš
Tijek nastavnih sati (artikulacija sata)
1. i 2. sat
Prvi korak (10 minuta):
Nastavnik pitanjima Što je energija sunca i u kojem obliku dolazi na Zemlju? Kako iz energije sunca dobivamo električnu energiju? Što su to fotonaponske ćelije i koja im je zadaća? potiče raspravu i uvodi učenike u novu nastavnu cjelinu. Učenici odgovaraju na postavljena pitanja i iznose svoja razmišljanja (usmeni dio).
Drugi korak (10 minuta):
Nastavnik pomoću računala i projektora prezentira učenicima video o energiji sunca i njenoj pretvorbi u drugi oblik energije. Iz videa se zorno vidi princip rada fotonaponske ćelije i njeno korištenje. Učenici svojim pitanjima potiču raspravu, te nastavnik s ciljem spoznaje važnosti zadane teme ukazuje na važnost energije sunca i njene pretvorbe. Također se ukazuje na važnost zaštite okoliša s obzirom na proizvodnju energije i njenu pretvorbu. PI
Treći korak (20 minuta):
Kada su sve artikulacijske teme odrađene, nastavnik prikazuje prezentacijom princip rada fotonaponske ćelije, pretvorbu jednog oblika energije u drugi, kao i samu važnost energije sunca. Učenici u bilježnice zapisuju najbitniji sadržaj, te crtaju princip rada fotonaponske ćelije. Također usvajaju osnovne tehničke karakteristike fotonaponske ćelije (površina, napon, struja, snaga, djelotvornost). Za svaku navedenu tehničku karakteristiku pišu definiciju i formulu.
Četvrti korak (15 minuta):
Kada su učenici usvojili osnovne karakteristike fotonaponske ćelije, nastavnik crta na ploči spajanje fotonaponski ćelija i objašnjava glavne karakteristike istog. Nakon toga, formulama prikazuje serijski i paralelni spoj fotonaponskih ćelija, te pokazuje glavnu karakteristiku navedenih spojeva.
Peti korak (10 minuta):
Kada su učenici usvojili sve potrebne osnovne značajke fotonaponske ćelije, sada nastavnik crta na ploču U – I karakteristiku fotonaponske ćelije i objašnjava njeno značenje, kao i karakteristike. Učenici zapisuju sve potrebno, te postavljanjem pitanja nastavnik motivira učenike za rad. Učenici na prikazanom grafu razumiju cijeli sadržaj i princip rada fotonaponske ćelije.
Šesti korak (15 minuta):
Nastavnik formira grupe učenika po 4 učenika, te svakoj grupi daje iste zadatke. Učenici u grupi rješavaju zadatke, primjenjujući usvojeni sadržaj. Zadaci su usmjereni na sadržaj koji je prikazan u ovoj nastavnoj jedinici.
Sedmi korak (10 minuta):
Svaka grupa rješava na ploči po jedan ili dva zadatka, ostale grupe prate i komentiraju rješenja. Nakon iznesenih rješenja, nastavnik potiče komunikaciju među učenicima, te pitanjima provjerava koliko su učenici usvojili nastavni sadržaj.
Provjera postignutih ishoda učenja
- Što je foton?
- Nacrtaj 4 fotonaponske ćelije spojene u seriju i 4 fotonaponske ćelije spojene u paralelu. Objasni!
- Objasni što je napon, a što struja?
- Što je string, a što podmodul?
- Na kojem principu radi fotonaponska ćelija.
- Koja je najveća solarna elektrana u Hrvatskoj?
- U kojem dijelu Hrvatske je najbolja iskorištenost energije sunca. Objasni!