FORLØBETS RAMMER
Fag: Fysik
Klassetrin: 7. kl. -3.g
Tidsforbrug: 1-2 lektioner
Stand-alone solpanel med power station
Dette materiale handler om stand-alone energiforsyning med solpanel og batteri, og er et undervisningsforløb i fysik rettet mod både grundskolens ældste klasser og gymnasiet. Hele forløbet afvikles i forbindelse med et besøg ved ved BeScience: Afrika i Bjerringbro, der fysisk er placeret ved Bjerringbro Gymnasium.
Eleverne arbejder med et virkelighedsnært scenarie inspireret af energiforsyningen i landsbyen Bagamoyo i Tanzania. Med en Power Station og et solcellepanel som deres eneste energikilde, skal de selv producere og prioritere den elektriske energi, de har til rådighed i løbet af dagen. Forløbet fokuserer på energiberegning, eksperimentelle målinger, og (i gymnasieversionen) analyse af virkningsgrad.
De overordnede tanker bag temaet, progressionsplaner, forudsætninger og faglige mål findes i menuen Temaer på siden Solceller og batterier.
På denne side findes lærervejledning og elevopgaver til gennemførelse af undervisningsaktiviteterne.
Relevans for casen
Adgang til pålidelig elektrisk energi er en væsentlig udfordring i mange egne af verden, herunder Tanzania, hvor særligt landområder ofte er uden tilslutning til det centrale elnet. I sådanne områder er små, selvstændige energisystemer – fx solpaneler med batterilagring – en vigtig løsning i hverdagen.
Dette forløb giver eleverne indsigt i, hvordan man i praksis måler, prioriterer og udnytter begrænset elektrisk energi. Med udgangspunkt i en Power Station og et foldbart solcellepanel simulerer eleverne vilkårene i en af de hytter, der indgår i udviklingsarbejdet i landsbyer som Bagamoyo.
Eleverne måler både energiforbrug og produktion, opstiller energibudgetter og reflekterer over, hvordan daglige valg påvirkes, når energi ikke er en ubegrænset ressource. I gymnasieversionen kobles eksperimenterne til beregninger af virkningsgrad og diskussion af energiteknologisk effektivitet.
Forståelsen af, hvordan energisystemer fungerer off-grid, er central i designarbejdet med energiløsninger i udviklingslande. Elevernes erfaringer fra forløbet skaber en konkret kobling til de valg og kompromiser, der indgår i bæredygtige teknologiske løsninger i felten.
I designfasen af vandprojekter spiller energiløsninger en afgørende rolle – særligt når projekterne skal fungere off-grid og være afhængige af vedvarende energikilder som solceller. Dette undervisningsforløb giver eleverne mulighed for at træne netop de overvejelser og beregninger, som ingeniører og teknikere arbejder med i konceptdesign og designvalg.
Ved at analysere energibehov og udnyttelse samt vurdere virkningsgrad og ladeeffekt, arbejder eleverne i praksis med centrale dele af Water Missions designproces. Forløbet kobler særligt til Konceptdesign-fasen (designmål) og Designvalgs-fasen (valg og verifikation af udstyr), som illustreret i figuren nedenfor.
Figur 1: Trin i designprocessen hvor viden om solceller og batterier er relevant
Kilde: Water Mission, Technical Handbook, ver. 1.2
Hos Water Mission vil det være medarbejdere som Hans der har ansvaret for denne del af projektet.
Laura, Diplomingeniør
Laura er diplomingeniør i energiteknologi med speciale i design og implementering af bæredygtige energisystemer
Hun arbejder med at integrere solceller, batterier og vindmøller i vandforsyningsprojekter for at sikre pålidelig og ren energi til afsidesliggende landsbyer (FN’s Verdensmål 7).
Laura siger: „At kunne kombinere mine færdigheder inden for energiteknologi med vandprojekter giver mig en dyb tilfredsstillelse.‟