moon_camp

Energija iz sončne svetlobe - Napajanje raziskovanja vesolja s sončno energijo

Kratek opis:

V tem sklopu dejavnosti bodo učenci spoznali dva koncepta, ki vplivata na zasnovo sončnih panelov za vesoljske misije: obratni kvadratni zakon in vpadni kot.

Učenci bodo izvedli dve preprosti raziskavi z uporabo fotonapetostne celice (sončne celice) in vira svetlobe.

Najprej bodo izmerili, kako se moč, ki jo proizvedejo sončne celice, spreminja z oddaljenostjo od vira svetlobe, in poskusili eksperimentalno pridobiti obratni kvadratni zakon za jakost svetlobe.

Učenci bodo nato izvedli drugi poskus, s katerim bodo raziskali odvisnost izhodne moči sončne celice od vpadnega kota. Na koncu bodo te koncepte uporabili pri resničnih vesoljskih misijah ESA.
Zadeva: Znanost, fizika
Učni cilji

  • Razumevanje in izračunavanje jakosti svetlobe.
  • Razumevanje vpadnega kota.
  • Učenje o sončnih celicah.
  • Izvedite praktične poskuse, s katerimi boste raziskali obratni kvadratni zakon svetlobe in vpliv vpadnega kota svetlobe.
  • Analiziranje in izrisovanje podatkov.
  • Izdelava preprostih električnih vezij z uporabo sončnih celic.
  • Spoznavanje električne potencialne razlike, električnega toka, moči in jakosti svetlobe.
  • Preučevanje potreb po sončni energiji na vesoljskih misijah.
    •  
    Starostno območje:
    14 - 18 let
     
    Čas
    Priprava: 1 ura
    Sestava poskusa: 20 minut
    Učna ura: 1 ura in 30 minut
     
    Sredstva so na voljo v:
    Angleščina, Danska, Francoski, Nemščina, Poljski in . Španščina
    Dejavnost za prenos - EN
    Dejavnost 1: Inverzni kvadratni zakon

    Pri tej praktični dejavnosti bodo učenci z merjenjem električnega toka in razlike električnih potencialov izračunali izhodno moč sončnega panela ter iz eksperimentalnih meritev poskušali razbrati obratni kvadratni zakon.
    Oprema

  • Delovni list za učence, natisnjen za vsako skupino
  • Priloga 1, natisnjena za vsako skupino
  • temna škatla (odprta na enem koncu)
  • Pisalo/ svinčnik
  • Električni kabli
  • Sellotape
  • Vir svetlobe (majhna žarnica, 4,5 V, 0,3 A)
  • Pravilo
  • 30 cm palica (na primer lesena palica)
  • material za blokiranje svetlobe (na primer goba, tkanina).
  • Ampermeter in voltmeter (ali multimeter)
  • Krokodilje sponke
    • Dejavnost 2: Vpadni kot

    Pri tej dejavnosti bodo učenci spoznali pomen vpadnega kota in prednosti optimalne postavitve sončnih celic. S poskusom bodo izmerili, kako vpadni kot vpliva na izhodno moč.
    Oprema

  • Delovni list za učence, natisnjen za vsako skupino
  • Priloga 2, natisnjena za vsako skupino
  • Pisalo/ svinčnik
  • Eksperimentalna postavitev iz dejavnosti 1 (glej Prilogo 2)
  • Palica za vrtenje sončne celice (na primer palica za BBQ).
  • Umerjevalnik
    • Dejavnost 3: Raziskovanje vesolja s sončno energijo
    Pri tej dejavnosti učenci vadijo uporabo obratnega kvadratnega zakona pri uporabi v resničnih vesoljskih misijah ESA. Učenci bodo ugotovili, kako lastnosti obratnega kvadratnega zakona vplivajo na to, kako velike morajo biti sončne plošče in kako je vpadni kot ključnega pomena za misije, ki se približujejo Soncu.
    Oprema

  • Delovni list za učence, natisnjen za vsakega učenca
  • Pisalo/ svinčnik
  • Kalkulator

    • Ali ste vedeli?

    Mednarodno vesoljsko postajo (ISS) poganjajo sončne celice. Slika na desni strani prikazuje nekatere sončne celice na ISS, na kateri je naenkrat nameščenih do šest astronavtov. Ko ISS kroži okoli Zemlje, se lahko sončne celice obračajo tako, da so bolj neposredno usmerjene v Sonce. Plošče pokrivajo 2500 m³ površine, kar ustreza velikosti polovice nogometnega igrišča.

    Sončne plošče na ISS

    Ključne besede:
    , , , , , , ,