2. Energija sunca i fotonaponske ćelije


Energija sunca i fotonaponske ćelije

screenshot-at-oct-10-10-42-07

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

  1. www.youtube.com/watch?v=POW_PFNIXps
  2. www.izvorienergije.com/energija_sunca.html

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!