Ηλιακός πύργος ανερχόμενου ρεύματος

Εισαγωγή

Σε αυτή τη δραστηριότητα, οι μαθητές κατασκευάζουν ένα μοντέλο ηλιακού πύργου ανερχόμενου ρεύματος, ο οποίος μπορεί να παράγει ηλεκτρική ενέργεια από ηλιακή θερμότητα χαμηλής θερμοκρασίας.
Ο Ήλιος, ένας τεράστιος σταθμός παραγωγής ενέργειας, λούζει τη Γη με ένα τεράστιο ποσό ενέργειας. Είναι αξιοσημείωτο ότι μέσα σε μόλις 15 δευτερόλεπτα, αποδίδει ποσότητα ενέργειας ισοδύναμη με αυτή που χρησιμοποιεί η ανθρωπότητα σε μια ολόκληρη ημέρα. Αυτή η ενέργεια φτάνει κυρίως ως φως και θερμότητα, καθιστώντας την μία ανεκτίμητη πηγή για διάφορες εφαρμογές.
Τους τελευταίους δύο αιώνες, η προσπάθεια αξιοποίησης της ενέργειας του Ήλιου ώθησε την επιστημονική έρευνα και την καινοτομία και κατά συνέπεια στην ανάπτυξη διαφόρων τεχνολογιών ηλιακής ενέργειας.
Επί του παρόντος, έχουμε στη διάθεσή μας διάφορες μεθόδους για τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική, όπως τα φωτοβολταϊκά στοιχεία, που μετατρέπουν απευθείας το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια, οι ηλιοθερμικοί συλλέκτες που αξιοποιούν τη θερμότητα του ήλιου και τα συστήματα ηλιακής συγκέντρωσης που συγκεντρώνουν το ηλιακό φως για την παραγωγή θερμότητας ή ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτές οι εξελίξεις αντικατοπτρίζουν την ανθρώπινη εφευρετικότητα όσον αφορά την αξιοποίηση μιας από τις πιο άφθονες πηγές ενέργειας της φύσης.

Στόχοι

Να κατανοήσουν οι μαθητές τις αρχές της μετατροπής της ηλιακής θερμικής ενέργειας, να δημιουργήσουν έναν ηλιακό πύργο ανερχόμενου ρεύματος.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Με το πέρας αυτού του εκπαιδευτικού σεναρίου, οι μαθητές θα μπορούν να:
• Εξηγούν τις βασικές αρχές λειτουργίας των ηλιακών πύργων ανερχόμενου ρεύματος, όπως και τον ρόλο του φαινομένου του θερμοκηπίου και του φαινομένου της καμινάδας στη εργασία τους.
• Περιγράφουν τη διαδικασία μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε μηχανική και στη συνέχεια σε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας το μοντέλο του ηλιακού πύργου ανερχόμενου ρεύματος.
• Συζητούν τα πιθανά περιβαλλοντικά οφέλη της χρήσης των ηλιακών πύργων ανερχόμενου ρεύματος ως ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
• Εφαρμόζουν τις αρχές της φυσικής και της περιβαλλοντικής επιστήμης σε ένα πραγματικό πρόβλημα, αποδεικνύοντας ότι κατανοούν τη μετατροπή της ενέργειας και τη βιωσιμότητα.