Poročilo projekta : Učinkovita raba energije Primerjava klasične sončne elektrarne z sončno elektrarno ki sledi soncu. Cilj projekta: Cilj našega proj

Transkripcija

1 Poročilo projekta : Učinkovita raba energije Primerjava klasične sončne elektrarne z sončno elektrarno ki sledi soncu. Cilj projekta: Cilj našega projekta je bil izdelati učilo napravo za prikaz delovanja sončnih elektrarn, ki bo služila didaktični uporabi tako na osnovnošolskem kot tudi srednješolskem nivoju. Učilo prikazuje meritve tako na digitalen način. Omogoča prikaz trenutnega izkoristka, kot tudi shranjevanje podatkov za daljše časovno obdobje. Sodelujoče institucije: - Osnovna šola Šturje Ajdovščina, Bevkova 22, 5270 Ajdovščina, - Srednja prometna in lesarska šola Erjavčeva 4a, 5000 Nova Gorica, - Gimnazija in zdravstvena šola, Cankarjeva 8, 5000 Nova Gorica - Medpodjetniški izobraževalni center (MIC), Cankarjeva 8a, 5000 Nova Gorica - Biotehnišna šola, Ulica padlih borcev 26, 5290 Šempeter pri Gorici Občine, kjer se projekt izvaja: - Ajdovščina - Nova gorica - Šempeter-Vrtojba

2 Razdelitev vsebin na projektu: UČENCI: - Izbirni predmet Obdelava gradiv Les, (8 učencev), izdelava konstrukcij obeh sončnih celic. - Izbirni predmet Robotika v tehniki, (13 učencev), nadzor gibanja sončne elektrarne. - Interesna dejavnost Robotika s programiranjem (5 učencev),pomoč pri sestavljanju in kalibriranju merilne tehnike. - Fizika 9. razred ( 40 učencev), analiza podatkov in izračuni izkoristka. DIJAKI: - Pri razrezu z laserjem lesenih delov in pri 3D tisku Strojna in prometna šola (4 dijaki), lokacija MIC. - Pri 3D tisku Strojna in prometna šola (4 dijaki), lokacija MIC. - Tehnična gimnazija Nova gorica: Analiza podatkov in izračuni izkoristka (10 dijakov). - Biotehniška šola Šempeter Vrtojba: Analiza podatkov in izračuni izkoristka (20 dijakov). Projekt je razdeljen na naslednje sklope: 1. Sestava klasične sončne elektrarne, kjer učenci in dijaki spoznajo sestavne elemente sončnih elektrarn. 2. Izdelava mehanizma, ki omogoča sončni elektrarni da sledi soncu. Učenci in dijaki spoznajo strojne rešitve in načine nadzora gibanja sončnih celic. 3. Merjenje proizvedene električne energije. Učenci in dijaki analizirajo in interpretirajo rezultate pridobljene s pomočjo merilnih naprav. 1. Faza projekta: preizkus delovanja in merjenje V prvi fazi smo solarna modula montirali na stojala, ki jih sicer na šoli uporabljamo za opazovanje sonca. Slika 1: Solarna modula na zimskem soncu

3 Solarni modul, ki je sledil soncu je poganjal motor, ki sicer vrti teleskope po rektascenziji. Tako sledenje soncu se je v tem primeru izkazalo za dovolj natančno. Slika 2: Motor, ki vrti modul po rektascenziji Po uspešnem zagonu smoizdelali enostavno iskalo za sonce, s katerim preverjamo, ali sončna svetloba vpada na solarni modul pod pravim kotom. Slika 3: Enostavno iskalo Prvi priklop in meritve smo opravili s pomočjo regulatorja, kot to predvideva proizvajalec solarnih modulov. Uporabili smo tudi baterije, kamor smo shranjevali električno energijo. Slika 4:Baterija in regulator

4 Sestavili smo vso merilno tehniko:- VERNIER LABQUEST 2 vmesnik VERNIER ENERGY SENSOR merilnik toka in napetosti Piranometer Slika 5:Labquest Slika 6:Energy sensor Slika 7:Piranometer

5 Po uvodnih testiranjih smo izločili regulator, kot posrednik, saj je zelo vplival na meritve. Ugotovili smo, da je merjenje brez regulatorja sicer lahko ne nek način problematično a le tako smo začeli pridobivati podatke o trenutnem stanju na solarnih moduli. Povečali smo tudi moč bremen uporabili smo avtomobilske kabinske ventilatorje. Slika 8: Spremenjena konfiguracija z ventilatorjem Slika 9: Hitrost vrtenja ventilatorja je občutno narasla Slika 10: Moč je nihala med 10W in 12W

6 2. Faza projekta: Prikaz delovanja in merjenje pred Osnovno šolo Šturje Ajdovščina V mesecu decembru nam vreme ni bilo naklonjeno, tako da smo lahko ujeli le nekajh ur zimskega sonca v dopoldanskem času. Učenci so sodelovali pri postavitvi eletrarne, sestavljanju merilne tehnike in analizirali pridobljene podatke. Največ zabave pa je predstavljalo spreminjanje hitrosti vrtenja ventilatorja z zakrivanjem solarnega modula. Slika 11: Predstavitev učila pred OŠ Šturje Ajdovščina Slika 12:Merilna tehnika

7 Slika 13: Spreminjanje hitrosti vrtenja ventilatorja 3. Faza projekta: Obisk Šolskega centra Nova Gorica. S skupino učencev smo obiskali Učno izdelovalni laboratorij v prostorih medpodjetniškega izobraževalnega centra Nova Gorica. Učenci so se udeležili delavnice 3D tiska, s pomočjo katerega bomo izdelali dodatna stojala za solarne module. Obiskali so predstavitev Laserskega razreza in delavnico za izdelavo elektronskih vezji, s katerimo smo kasneje izdelali izdelek. Slika 14: Prikaz delovanja 3D tiskalnikov Slika 15:Sestavljanje vezji

8 Slika 16: Programiranje vmesnikov Slika 17: Programiranje vmesnikov in krmiljenje motorjem Slika 18: Delovanje robotskih sklopov in načrtovanje

9 Zaključek: Učilo, ki smo ga zasnovali in sestavili ima zelo velik potencial in širok spekter uporabe. Lahko nam služi kot učilo za enostaven prikaz delovanja solarnih modulov in elektrike na splošno, kjer učenci spoznajo njihovo delovanje. Uporabimo ga lahko pri izbirnem predmetu Astronomije, kjer s pomočjo sledenja soncu analiziramo gibanje in dolžine senc, ki jih opisujejo moduli. Na nekoliko višjem nivoju tretje triade, učenci spoznavajo merilno tehniko in pomen merjenja električnega toka in napetosti in odvisnost od osvetljenosti. Pri izbirnem predmetu Robotika v tehniki učenci preizkušajo različne načine krmiljenja elektromotorjev. Na srednješolskem nivoju dijaki spoznajo Arduino vmesnike in z njihovo pomočjo krmilijo elektromotorje. Učilo je pripravljeno, da z njim opravimo meritve, za katere je bilo zasnovano. V celotnem procesu merjenja omogoča veliko učenja in nadgradenj. Učilo bomo v naslednjih mesecih še izpopolnili. Predvsem bomo poskušali poskrbeti za večjo mobilnost in izboljšati natančnost sledenja sonca. Predvsem pa bomo z učilom veliko merili.