Энергетика
Программа курса «Энергетика» включает в себя изучение основных способов преобразования, хранения и транспортировки энергии. Освоение темы происходит как на уровне механизмов, описывающих происходящие процессы, так и на уровне технических решений, применяемых в мире, стране, родном регионе. Мы видим значительное преимущество данного курса в возможности сформировать целостное восприятие у учащегося, устанавливая связи между независимо рассматриваемыми в традиционной системе обучения разделами наук, такими как физика, химия, биология, математика, география, обществознание, информатика и история.
Лекции, теоретические кейсы, практические кейсы, исследовательские и инженерные проекты, семинары, экскурсии, образовательные игры.
Особенности:
-
Основан на современных вызовах, стоящих перед человечеством.
-
Практически 2/3 от времени отводится на практическую работу.
-
Рассматриваемые вопросы актуальны для каждого.
-
Объединяет и использует знания из нескольких школьных предметов (математика, физика, химия, география, экономика).
Некоторые темы, рассматриваемые в курсе:
-
Гибридные транспортные средства (Toyota Prius).
-
Гравитационный маневр.
-
Самолет Solar Challenger.
-
Рейсовый автобус в Лондоне, работающий на водороде.
-
Турбопарус.
-
Геотермальная энергетика.
-
Солнечная архитектура.
-
Использование энергии ветра до появления ветрогенераторов.
Примеры практических работ и теоретических кейсов:
-
Ионистор – как способ хранения электрической энергии.
-
Поиск оптимальной конструкции ветрогенератора.
-
Хранение электроэнергии, получаемой с помощью ветрогенератора.
-
Напряжение, мощность и количество энергии производимое топливным элементом (ТЭ), работающем на жидком биотопливе.
-
Зависимость работы солевого ТЭ от частоты обновления топливной смеси, времени и характеристик топлива (температура, концентрация).
-
Характеристики модели электромобиля, работающего на солевом ТЭ (скорость движения, запас хода).
-
Зависимость напряжения и мощности выдаваемой солнечной панелью от спектральных характеристик падающего света.
-
Использование элемента Пельтье для снабжения различных потребителей электроэнергии.
-
Хранение и получение водорода методом электролиза дистиллированной воды.
-
Модель автомобиля, работающего на водороде.
-
Заправочная станция для автомобиля, работающего на водороде.
-
Режимы работы металлогидридного источника водорода.
-
Оценка экологической и экономической эффективности альтернативных источников энергии (теоретический кейс).
-
Анализ концепции энергетической башни (теоретический кейс).
-
Анализ концепции ветромобиля (теоретический кейс).
-
Перспективы использования альтернативных источников энергии в родном регионе (теоретический кейс).
-
Расчет запаса хода модели автомобиля, работающего на водороде (теоретический кейс).
|
№ п/п |
Название раздела |
Общее количество часов |
Количество часов на теоретическую работу |
Количество часов на практическую работу |
|
1. |
Введение |
2 |
2 |
0 |
|
2. |
Механическая энергия. Преобразование механической энергии в электрическую. |
4 |
2 |
2 |
|
3. |
Энергия химической связи |
24 |
12 |
12 |
|
4. |
Тепловые электростанции |
10 |
6 |
4 |
|
5. |
Гидроэнергетика |
8 |
4 |
4 |
|
6. |
Ядерная и термоядерная энергетика |
4 |
4 |
0 |
|
7. |
Гелиоэнергетика |
12 |
4 |
8 |
|
8. |
Ветроэнергетика |
10 |
4 |
6 |
|
9. |
Использование биотоплива |
8 |
4 |
4 |
|
10. |
Водородная энергетика |
22 |
4 |
14 |
|
11. |
Термоэлектрические явления |
6 |
2 |
4 |
|
12. |
Примеры использования энергии для нужд человечества |
34 |
8 |
30 |
|
Сумма |
144 |
56 |
88 |
|
