Download - First Lego League
Download - First Lego League
Download - First Lego League
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Læsevejledning til dette dokument 3<br />
Principper 4<br />
Om energi 4<br />
Energiens livscyklus 6<br />
Energiudvinding og – produktion 6<br />
Energilagring 6<br />
Energidistribution og – transport 7<br />
Fornyelig og ikke-fornyelig energi 8<br />
Fornyelige energikilder 9<br />
Ikke fornyelige energikilder (inden for overskuelig tid!) 9<br />
Energiuafhængighed (for mennesket) 9<br />
Teknologiske løsninger 10<br />
Adfærdsrelaterede løsninger 12<br />
Energi-bæredygtighed (for Jorden) 13<br />
Nul-forurening 13<br />
Applikationer 15<br />
Installationerne/missionerne 15<br />
Energiforbrug 15<br />
# 1: Træplantning 15<br />
#2: Personbefordring 17<br />
#3: Dæmning 18<br />
#4: Vindmøller 19<br />
#5: Solfanger 21<br />
#6: Strømforsyning 22<br />
#7: Vandhypotese og bølgekraftturbine 23<br />
#8: Atomkraft, kul og olie 26<br />
#9: Bølgekraft 28<br />
Energiudvinding – og distribution 29<br />
#10: Olieboring 29<br />
#11: Minedrift på kul og uran 31<br />
#12: Innhøsting og bearbeiding av majs 32<br />
Alliance 33<br />
#13: Space Solar 33
Læsevejledning til dette dokument<br />
Dette materiale handler om energi og er fremstillet som inspiration<br />
og hjælp til arbejdet med 2007-udgaven af FIRST LEGO <strong>League</strong>.<br />
Temaet for FLL 2007 er Power Puzzle og dækker over, hvordan vi<br />
mennesker kan/skal/bør tilrettelægge vores liv i forbindelse med<br />
vores forbrug af energi således, at vi efterlader Jorden i en stand,<br />
som da vi blev født – eller endda bedre.<br />
Power Puzzle drejer sig blandt andet om, hvordan miljøet påvirkes<br />
af vores personlige energivalg fx vedrørende opvarmning af<br />
vores hjem, hvordan brændstof til vores biler og opladning af<br />
mobiltelefoner eller endda download af musik til iPod i sidste ende<br />
påvirker miljøet? Og hvordan påvirkes økonomien og livet rundt<br />
omkring på Jorden? Hvilke energikilder bør vi bruge og hvorfor?<br />
Dette materiale er bygget op om de 13 missioner, som findes på konkurrencebordet. I dette<br />
materiale findes til hver mission en kort tekst om dens relation til virkeligheden. Desuden findes<br />
et par praktiske tilgange til relaterede emner. Udover specifik hjælp til de 13 missioner giver<br />
materialet nødvendig baggrundsviden om energi.<br />
Ved at arbejde med dette materiale håber vi, at I kommer tættere på undersøgelser om hvordan<br />
energiproduktion og -forbrug påvirker Jorden i dag, i morgen og i fremtiden. Vi håber også,<br />
at jeres hold kan være med til at finde gode energi-løsninger i jeres eget liv og måske endda<br />
optimale løsning på Energipuslespillet / Power Puzzle.<br />
Her er to links, der helt grundlæggende dækker arbejdet med energi. Både når det drejer sig om<br />
baggrundsviden, og når det drejer sig om aktiviteter.<br />
Om energi: http://www.skoleenergi.dk/index.php?id=81<br />
Om energiforsøg: http://www.skoleenergi.dk/index.php?id=206<br />
(also in english: http://www.skoleenergi.dk/files/forsog/English[1].zip)<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
2007FLL_LogoFinal_Colour<br />
Power Puzzle inspirasjonsdokument er utviklet og skrevet av Jørgen Korsgaard<br />
og Mads Neergaard Jacobsen, Børn og Unge, Århus kommune, Danmark.<br />
Dette dokumentet er kun på dansk<br />
2007 FLL Power Puzzle Logo Design
Principper (hvad er energi egentlig for noget?)<br />
Om energi<br />
I vores hverdagssprog bruger vi ordet energi om en slags kraft. Enten en kraft i vores krop<br />
eller i vores hjerne. Hvis vi vågner en dag og føler os friske og klare i hovedet, kan vi sige: Jeg<br />
føler mig fuld af energi. Omvendt kan vi føle os drænet for energi efter en mørk vinterdag eller<br />
hård fodboldkamp. Vi kan opleve energi som varme fra Solen, vi kan se og mærke det som et<br />
stearinlys, der brænder eller som en vind, der blæser.<br />
Men energi er mere end det. Når vi i fysik bruger ordet energi, taler vi om evnen til at opvarme<br />
noget eller til at bevæge noget. Energi kommer ikke ud af ingenting, men omdannes fra en form<br />
til en anden. Vi kender det fx, når vi gnider vores hænder mod hinanden, så de bliver varme. I<br />
det tilfælde har vi lavet mad, vi har spist, til bevægelse og bevægelse til varme. Så når vi siger, at<br />
vi bruger energi, er det faktisk kun den halve sandhed; vi omdanner eller omsætter energi. Den<br />
samlede mængde energi i universet er hele tiden den samme.<br />
Energi er et abstrakt begreb som vanskeligt lader sig definere præcist. Det har imidlertid vist<br />
sig at være meget nyttigt at bruge betegnelsen energi, når man skal beskrive de processer, der<br />
forløber i et fysisk system. Der omsættes bl.a. energi ved temperaturændringer og overgange<br />
mellem tilstandsformer. Ja faktisk involverer alle de processer, som forløber i naturen, herunder<br />
hverdagens gøremål, omsætning af energi.<br />
På de moderne kraftvarmeværker bliver den energi, som findes i brændslet (kul, olie, gas)<br />
omdannet til elektrisk energi og varme. Energien (el og varme) transporteres ud til forbrugerne,<br />
hvor den forsyner husholdningernes varme- og lyskilder samt et væld af el-forbrugende<br />
apparater.<br />
Her er fire links der handler om energi:<br />
Energi – nøglen til livet - Materialet består af 6 tematiske kapitler, der enkeltvis eller samlet kan benyttes som<br />
erstatning for eller som supplement til eksisterende undervisningsmaterialer. Kapitlerne er: Energien og mennesket,<br />
Energien og samfundet, Energien og naturen, Energien og vandet, Energien og miljøet og Energien og teknikken.<br />
De 6 kapitler er hver på 3 sider, der umiddelbart kan printes og omdeles til eleverne. Hvert kapitel starter med at<br />
definere begrebet energi i forhold til det valgte delemne. Kerneordene og kernebegreberne er gennem hele teksten<br />
(og i alle kapitler) markeret med fed skrift. Til alle kapitlerne er der praktiske eksperimenter.
http://www.kattegatcentret.com/Kattegat/Pages/DK/MestForSkoler/inspi_mat05/samlet.pdf<br />
Kids Energy Page – er en rigtig god side på engelsk. Siden kan enten bruges af læreren eller af eleverne i forbindelse<br />
med engelskundervisningen. Siden er en oplagt mulighed for fagliglæsning i på engelsk. Siden indeholder flere<br />
illustrationer, der kan understøtte forståelsen af teksten.<br />
http://www.eia.doe.gov/kids/index.html<br />
Klimaundervisning – her finder du en linksamling der er opdelt i temaer som ’Grønland og Arktis’, ’Katastrofer’,<br />
’Klimamodeller og fremtidsscenarier’ med mere. Her er, på en overskuelig måde, samlet rigtig mange links, der kan<br />
bruges som inspirations til planlægning eller direkte i undervisningen.<br />
http://www.1tonmindre.dk/undervisningsmateriale.asp?m=25&sti=/Klimaundervisning<br />
EMU – Danmarks undervisningsportal har denne side med energiemner. Her findes elevmateriale, lærermateriale<br />
samt idéer til forløb og praktisk undervisning.<br />
http://www.emu.dk/gsk/fag/fys/ckf/fase1/1aafok/energiemner/index.html
Energiens livscyklus<br />
Energiudvinding og – produktion<br />
For mange, mange år siden havde mennesket kun adgang til den energi, som var i føden og i<br />
sollyset. Senere lærte vi at bruge ild, og endnu senere lærte vi at bruge dyr som energiressource.<br />
Efter landbrugets indførelse kunne den energi, som var bundet i husdyrenes foder nemlig<br />
nyttiggøres i form af dyrisk trækkraft. Senere kom man på at bygge vind- og vandmøller for at<br />
udnytte den energi, som findes i strømmende luft og vand. Og siden da er det kun gået en vej.<br />
Vores behov for energi er stadigt voksende. Fossilt brændsel (kul, gas, olie) er set på verdensplan<br />
den vigtigste energikilde (se en model af et kraftvarmevarmeværk:<br />
http://www.emu.dk/gsk/fag/fys/ckf/fase3/3aafok/energiforbrug/kraftvarmevaerk.pdf.<br />
I nyere tid er det blevet muligt at udnytte den energi, som frisættes ved kernefysiske processer<br />
(atomkraft, se model af atomkraftværk:<br />
http://www.emu.dk/gsk/fag/fys/ckf/fase3/3aafok/energiforbrug/atomreaktor.pdf.<br />
I dag spiller vedvarende energi (solenergi, vandenergi, vindenergi) atter en væsentlig rolle.<br />
Her finder du et elevhæfte fra EMU om energi – særligt el-energi.<br />
http://www.emu.dk/gsk/fag/fys/ckf/fase3/3aafok/energiforbrug/el%20energi.pdf<br />
Energilagring<br />
Energilagring er en stor udfordring. Modsat de naturlige energiressourcer som olie, gas, kul osv.<br />
skal elektricitet bruges, når den produceres. Elektricitet er med andre ord vanskelig at gemme.<br />
Udover elektricitet, som produceres her og nu, bruger vi en del energi, der er gemt af mennesker.<br />
Altså energi, som er produceret, men som nu ligger klar til, at vi kan bruge den.<br />
Andre gange producerer vi ikke energien med det samme, men gør det hele klart til, at den kan<br />
bruges. Det kaldes potentiel energi.<br />
Energi der er produceret lige til at bruge:<br />
- Batterier<br />
- Kondensator<br />
- Nedkøling af kølehuse http://blogs.zdnet.com/emergingtech/?p=486<br />
Potentiel energi:<br />
- Opstemning af vand, potentiel energi (fysisk - tyngdekraften)<br />
- Et bornholmerur gemmer energien i et eller flere tunge lodder – et godt eksempel på en<br />
senere udnyttelse af tyngdekraften (fysisk - tyngdekraften)<br />
- Adskillelse af vand til ilt og brint (kemisk)<br />
- Menneskedyrkede planter (kemisk – omdannet solenergi)<br />
Se også: http://da.wikipedia.org/wiki/Energilagring
Energidistribution og – transport<br />
Det er sjældent der, hvor energien fremstilles, at den skal forbruges (omdannes). Derfor har vi<br />
brug for at kunne transportere eksempelvis elektricitet og varme over store afstande.<br />
Når vi transporterer elektricitet i ledninger, omdannes noget af den elektriske energi til<br />
varmeenergi. Dette skyldes modstanden i ledningerne og medfører et energitab.<br />
Da energitabet er lavt ved store spændingsforskelle, fordi strømstyrken herved er lav, er<br />
det vigtigt, at man kan lave strømmen om, så den har en stor spændingsforskel og en lille<br />
strømstyrke. Det kalder man at transformere spændingen op og strømstyrken ned.<br />
Sættes spændingen eksempelvis 25.000 gange op, bliver strømstyrken 25.000 gange mindre,<br />
fordi effekten er konstant*. Energitabet i ledningerne bliver 625.000.000 (25.000x 25.000) gange<br />
mindre**.<br />
Ohms lov fortæller os om forholdet mellem spændingen (U=volt), modstanden (R=Ohm) og<br />
strømstyrken (I=ampere). Ohms lov siger, at spændingen er bestemt af størrelsen af modstanden<br />
(i fx ledningerne) ganget med strømstyrken. U = R x I<br />
Når der løber en strøm (I) gennem en ledning, er der langs ledningen et spændingsfald (U AB ), som<br />
er bestemt af ledningens modtand (R).<br />
* Transformatorsætningen siger: P p = P s med andre ord U p x I p = U s x I s (p=primær og s=sekundær), da vi ved, at effekten P<br />
skrives som P = U x I. Størrelsen af energitabet i ledningen er P x t (tiden).<br />
** Med andre ord er energitabet: P x t = U AB x I x t = R x I 2 x t, og da tiden og modstanden er konstante, afhænger<br />
energitabet af strømstyrken. Jo mindre strømstyrke des mindre energitab.<br />
Mange elværker er også varmeværker.<br />
Derfor kaldes de kraftvarmeværker. Det<br />
smarte ved denne dobbelte funktion<br />
er, at al den varme, der frigives under<br />
elproduktion, kan udnyttes som<br />
opvarmning. Studstrupværket ved<br />
Århus er et kraftvarmeværk (http://<br />
www.dongenergy.com/da/aktiviteter/<br />
el+og+varmeproduktion/elproduktion/<br />
studstrupvaerket.htm).<br />
Varmen ledes i store rør ud til<br />
forbrugerne, der modtager varmen<br />
i form af vand med en temperatur<br />
på ca. 80 grader. Vandet ledes ind i<br />
forbrugerens centralvarmesystem, hvor<br />
det opvarmer vand, der befinder sig i et<br />
lukket system.
Når vandet har varmet huset op, sendes det afkølede vand retur for at blive varmet op endnu<br />
en gang. Jo mere varme vi trækker ud af vandet des bedre. For at opnå den bedst udnyttelse af<br />
varmen, skal radiatorerne være varme for oven og kølige forneden.<br />
Energiforbrug<br />
I den vestlige verden er vi afhængige af, et energiforsyningen virker. Det er vanskeligt, at forestille<br />
sig en eller flere dage uden elektricitet og varme.<br />
Lav et skema, hvori du skriver hvornår, i hvor lang tid og til hvad, du bruger elektricitet. Måske kan<br />
du endda finde ud af forbruget. Se på apparatet. Der står, hvor mange watt det bruger. Det tal<br />
ganger du med tiden, du har det tændt (i timer).<br />
Skemaet er dit energiregnskab.<br />
Clockradio Hele døgnet<br />
Mobiloplader 2 timer<br />
Iltpumpe 12 timer<br />
Vækker mig om<br />
morgenen<br />
Så min mobiler er klar<br />
til brug<br />
Laver ilt til mine<br />
akvariefisk<br />
24 timer x 30 watt =<br />
720 Wh = 0,720 kWh<br />
Lys på mit værelse 3 lamper i 4 timer 12 x 40 watt =<br />
En kWh koster omkring 1,50 kr. Hvad koster dit elforbrug?<br />
Her kan du se hele Danmarks el-produktion og – forbrug lige nu:<br />
http://elmuseet.dk/dkkort/DK2006.html<br />
Fornyelig og ikke-fornyelig energi<br />
Nogle ressourcer kan man udnytte igen og igen. Det gælder fx vandkraft, solens energi og<br />
vinden. Desuden kan biologiske ressourcer som f.eks. træ og halm. siges at kunne forbruges igen<br />
og igen, da det gælder, at de kan gendannes over overskuelig tid. Andre ressourcer kan vi kun<br />
bruge én gang. Det gælder olie, kul og gas og til dels metaller og mineraler.<br />
De ressourcer vi kan bruge igen og igen, kalder vi fornyelige, mens de vi ikke kan genbruge<br />
kaldes ikke-fornyelige. I jo større omfang vi kan basere vores energiforbrug på fornyelige<br />
ressourcer des bedre.<br />
Her er et eksempel på, at man har et valg:<br />
Ved sammenligning af energiforbrug for et træprodukt - en limtræsbjælke - og en stålbjælke med<br />
omtrent samme brugsegenskaber, dvs. at de fungerer ca. lige godt, kan man vurdere, hvad der er<br />
bedst at bruge for miljøet.
Resultatet af sammenligningen er, at limtræsbjælkens livsforløb overordnet giver en<br />
energigevinst, mens stålbjælkens giver et energiforbrug. Samtidigt er størstedelen af den<br />
energi, der medgår til fremstilling af limtræsbjælken baseret på fornyelig energi i modsætning til<br />
stålbjælken, der hovedsagelig forbruger ikke-fornyelig fossil energi.<br />
Kilde: http://www.trae.dk/Dokumenter/Print.asp?DokumentID=174<br />
Fornyelige energikilder<br />
Blandt fornyelige energikilder kan nævnes:<br />
Solen (solceller, solvarme)<br />
Vind (vindmøller)<br />
Vand (opstemninger, bølgekraft)<br />
Brændselsceller (H 2 og O 2 )<br />
Biobrændsel fx. majs (Ethanol)<br />
…<br />
EU og fornyelig energi: http://europa.eu/rapid/pressReleasesAction.do?reference=MEMO/07/<br />
12&format=HTML&aged=0&language=DA&guiLanguage=en<br />
Ikke fornyelige energikilder (inden for overskuelig tid!)<br />
Olie (herunder benzin og diesel)<br />
Naturgas<br />
Kul<br />
Træ (længere horisont end andet biobrændsel)<br />
…<br />
Energiuafhængighed (for mennesket)<br />
Den måde vi har indrettet os på i den industrialiserede verden betyder, at vi har brug for energi.<br />
Vi er så afhængige af den, at vore samfund ville bryde sammen, hvis vi ikke havde adgang til den.<br />
Vi skal have sikkerhed for at energien er til stede, og vi skal have kontrol over den.<br />
Da olie er det dominerende råstof i vores energiproduktion, har vi gjort os afhængige af de<br />
lande, der producerer olie, fx Saudi- Arabien og Irak. Samtidig ved vi, at der ikke er ubegrænsede<br />
mængder olie. Der vil komme et tidspunkt, hvor der ikke er mere af den. Nogle siger om 10 år,<br />
andre er mere optimistiske. Vi er derfor nødt til at handle. Dels skal vi påvirke hinandens adfærd,<br />
dels skal vi have udviklet nye teknologier.
Man kan læse om energisektorens mere langsigtede strategier her:<br />
På dansk:<br />
http://www.danskenergi.dk<br />
In English:<br />
http://www.danishenergyassociation.com/<br />
Teknologiske løsninger<br />
Det er muligt at påvirke menneskers adfærd ved at markedsføre nye produkter, som bruger<br />
mindre energi.<br />
Produkterne kan så afløse mere energiforbrugende produkter.<br />
Eksempel 1:<br />
Vores energiforbrug kan måles i Watt. Når vi har brugt 1000 Watt i en time har vi brugt 1 kWh<br />
(kilo watt time). Når vi bruger elektricitet betaler vi for antal kWh vi har brugt. 1 kWh koster<br />
mellem 1,00kr. og 1,50kr.<br />
En almindelig 60W pære til en lampe skal være tændt i ca. 16 timer for at bruge 1kWh. Pæren<br />
koster ca.12kr. Den klan brænde i ca.1000 timer.<br />
En energisparepære (A-pære) bruger mindre energi. En almindelig 60W pære kan erstattes af<br />
en 15W A-pære. En 15W A-pære er dyrere - ca. 30kr., men bruger mindre energi (15W) og kan<br />
brænde i ca. 6000 timer. Hvis man skifter syv almindelige pærer til A-pærer kan man spare ca. 500<br />
kr. om året.<br />
På Elsparefondens hjemmeside kan man finde yderligere information om A-pærer:<br />
http://www.elsparefonden.dk/forbruger/produkter/belysning/a-paerer<br />
Her kan du også undersøge din families samlede energiforbrug:<br />
http://www.elsparefonden.dk/forbruger/kom-godt-i-gang<br />
Eksempel 2:<br />
Biler udleder store mængder CO2. Der forskes derfor i hvordan, der kan udvikles mere<br />
miljøvenlige biler.<br />
Der er allerede sket store fremskridt ved at nedsætte bilernes benzinforbrug Alene en<br />
dieselmotor kan ændre benzinforbruget fra 14 km/liter til 23 km/liter. Det betyder både mindre<br />
CO2-udslip samt en stor besparelse for bilejeren. Ved 15.000km´s kørsel vil bilejeren spare ca.<br />
5000kr.
Man kan regne på en bils energiforbrug her:<br />
http://www.hvorlangtpaaliteren.dk/sw1143.asp<br />
Brintbiler vil gøre det muligt at reducere CO2-udslippet fra biler til 0. Brintbiler forurener ikke og<br />
brint er meget nemt at producere. Teknologien bag brintbilen er kendt. På Island kører mange af<br />
busserne på brint. Når almindelige biler ikke kører på brint skyldes det, at man mangler at finde<br />
ud af, hvordan man fuldt forsvarligt kan få opbevaret brinten til bilen på samme (lille) plads som<br />
en benzintank.<br />
Man kan studere brintbilen nærmere:<br />
På dansk: http://www.minihydrogen.dk/dk/brintbil.php<br />
In English: http://www.minihydrogen.dk/en/<br />
På fransk: http://www.minihydrogen.dk/fr/<br />
Eksempel 3:<br />
Traditionel energiproduktion er erstattet eller suppleret med vedvarende energiforsyninger fra<br />
fornyelige energikilder. Vindenergi er et efterhånden meget udbredt alternativ. Det har givet<br />
billigere og mere miljøvenlig energiproduktion.<br />
Man kan finde information om vindenergi her:<br />
På dansk: http://www.vestas.com/vestas/northern_europe/da-DK/Sustainability/Sustainability/<br />
In English: http://www.vestas.com/vestas/global/en/Sustainability/sustainability/<br />
In French: http://www.vestas.fr/<br />
Brug af solceller vinder større og<br />
større udbredelse. Når først solceller<br />
er købt og installeret er teknologien<br />
næsten gratis:<br />
Udbredelsen af solceller afhænger<br />
af hvor på Jorden man bor - jo mere<br />
sol jo flere solcellepaneler er der<br />
installeret.<br />
Man kan få viden om solceller her:<br />
På dansk: http://www.energitjenesten.dk/index.php?id=1989<br />
In English (summary): http://www.energitjenesten.dk/index.php?id=1955
Adfærdsrelaterede løsninger<br />
Det er muligt at påvirke menneskers adfærd gennem lovgivningen.<br />
Man kan fx sige til befolkningen, at de kommer til at betale mindre i skat, hvis de lader være med<br />
at bruge mange penge, altså sparer op. Det har vist sig at virke.<br />
På samme måde kan politikerne påvirke vores adfærd i forhold til energiforbrug.<br />
Eksempel 1:<br />
Når vi betaler, for det vand vi bruger til bad, toilet, vask osv., betaler vi ikke kun for at få vandet.<br />
Vi betaler også afgift til staten. I Danmark er denne afgift det største beløb på regningen fra<br />
vandværket!<br />
Formålet med at skulle betale denne afgift er at påvirke os til at bruge mindre vand.<br />
Du kan undersøge hvad du og din familie betaler for 1 m³ vand. Ring til din kommunes tekniske<br />
forvaltning, som sikkert også har en hjemmeside, hvor priserne er oplyst.<br />
Den kan fx se sådan ud:<br />
http://www.aarhuskommune.dk/portal/erhverv/Vandx_varme_og_el/erhverv_vand/borger_<br />
vand_priser_betaling/2007_priser/2007_forbrugspriser<br />
Eksempel 2:<br />
Når vi køber en bil er en del af prisen afgift til staten. I Danmark vil en bil til 250.000kr kun koste<br />
110.000kr, hvis der ikke skulle betales afgift. Det er muligt at påvirke vores valg af bil, hvis man<br />
fx gør afgiften mindre på miljøvenlige biler med lavt benzinforbrug og udstyret med forskellige<br />
filtre, der mindsker CO2-udslippet. Det gør politikerne efterhånden i flere lande.<br />
Her kan du undersøge, hvad der skal betales i afgift på biler:<br />
http://www.tax.dk/pjecer/registreringsafgift.htm<br />
Eksempel 3:<br />
CO2-udslippet tager ikke hensyn til landegrænser. Derfor har mange lande har lavet aftaler<br />
med hinanden om, at medvirke til at mindske det. Det er ikke alle lande, der er lige villige til at<br />
indgå aftaler, der forpligter. Derfor er det nødvendigt at landene jævnligt mødes. På disse møder<br />
indgås der jævnligt store aftaler, som det er op til de enkelte lande at få opfyldt. FN’s klimaaftale<br />
– Kyotoaftalen – trådte i kraft i 2005. Formålet er at standse udslippet af drivhusgasser for at<br />
mindske den globale opvarmning. 141 af verdens industrilande har bundet sig til at reducere sit<br />
udslip af CO2. Landende står bag 60 % af verdens samlede CO2 udslip, og målet er at begrænse<br />
udslippet med 5,2 % i forhold til CO2 udslippet i 1990. På længere sigt er det et forsøg på at
standse den globale opvarmning, der allerede i dag skaber dramatiske klimaændringer. Det<br />
kræver imidlertid en kæmpe indsats.<br />
Her kan du finde hjælp til arbejdet med og viden om Kyotoaftalen:<br />
http://laerer.aarhusakademi.dk/AARh/intranet/fagene/geografi/Roholt/Klimatologi/vejrleksikon/<br />
kyotoaftalen.html<br />
Energi-bæredygtighed (for Jorden)<br />
Skal vi opfylde de nuværende energibehov, uden at<br />
bringe fremtidige generationers muligheder for at<br />
opfylde deres behov i fare, må vi sikre at udviklingen<br />
bliver bæredygtig.<br />
Med en bæredygtig udvikling tager vi ansvar for<br />
resultatet af vores nutidige handlinger, der rammer<br />
andre, til en anden tid og et andet sted. En bæredygtig<br />
udvikling kan og skal opfylde de nuværende behov,<br />
uden at bringe fremtidige generationers muligheder for<br />
at opfylde deres behov i fare.<br />
Man kan fordybe sig her:<br />
På dansk: http://www.bu.dk/home/index.asp<br />
In English: http://www.ulb.ac.be/ceese/meta/sustvl.html<br />
Nul-forurening<br />
En bæredygtig udvikling er på energiområdet karakteriseret ved:<br />
• at man bruger teknologier, der ikke forurener (ren energi)<br />
• at man lever energineutralt (CO2-neutralt).<br />
Ren energi<br />
Om få år vil brugen af vedvarende energikilder være vokset betydeligt. Med anlæg af vindmøller,<br />
solceller og bølgekraftværker vil man helt uden affald kunne producere energi af den rene natur.<br />
Vindmølleparker er efterhånden et almindeligt syn i landskabet og teknologien forbedres fortsat.<br />
Vindmølleindustrien er i kraftig vækst i flere lande blandt andet Danmark<br />
Amerikanske forskere kan nu udnytte dobbelt så meget af Solens energi som hidtil med en helt
ny type solceller. Ved at gøre cellerne meget små, kan der frigøres flere elektroner, end fysikkens<br />
love egentlig tillader.<br />
Bølgeenergi kan dække en tiendedel af verdens elforbrug, og efter 30 års mislykkede forsøg<br />
afprøves de første store, kommercielle anlæg nu på åbent hav.<br />
Man kan læse om de seneste tiltag indenfor ren energi her:<br />
http://www.illvid.dk/Crosslink.jsp?d=144&a=147&id=7208<br />
CO2-neutral energiproduktion og –forbrug<br />
På grund af CO2-udslippet oplever vi en global opvarmning, som blandt andet resulterer i<br />
ændringer i vores klima: varmere somre, øget nedbør, varmere vintre, osv.<br />
Alle er enige om, at det skal der gøres noget ved.<br />
Det er nødvendigt at reducere CO2-udslippet. Det er en forudsætning for en bæredygtig<br />
udvikling.<br />
EU’s kampagne ”Du kontrollerer klimaændringen” hjælper det enkelte menneske med at bidrage<br />
til kampen mod klimaændringen. På kampagnens hjemmeside er givet en række forslag til, hvad<br />
vi hver især kan gøre:<br />
http://www.climatechange.eu.com/<br />
(På hjemmesidens forside vælger man hvilket europæisk sprog man vil benytte. Det gør det<br />
muligt at benytte den i mange lande udenfor Europa).<br />
EU’s kampagne gør det ikke alene.<br />
Det er nødvendigt med internationalt forpligtende aftaler som fx Kyotoaftalen.<br />
Her kan du finde hjælp til arbejdet med og viden om den:<br />
På dansk: http://laerer.aarhusakademi.dk/AARh/intranet/fagene/geografi/Roholt/Klimatologi/<br />
vejrleksikon/kyotoaftalen.html<br />
In English: http://www.greenpeace.org.uk/search/node/kyoto
Applikationer (Hvordan principperne fungerer i praksis)<br />
Installationerne/missionerne<br />
Energiforbrug<br />
# 1: Træplantning<br />
Planter får sin energi fra solens lys. I den proces, der hedder fotosyntesen,<br />
omdanner planter, ved hjælp af denne lys-energi, vand og kuldioxid til<br />
glukose. Glukose er et sukkerstof. Planten har nu lavet lysenergi (fotoner)<br />
til kemisk energi (glukose, C6H12O6). Processen eller energiomddannelsen har, som så<br />
mange andre processer i øvrigt, et spildprodukt. Det er ilt. Den modsatte proces, hvor glukosen<br />
nedbrydes for at frigive energi, hedder respiration. Den proces bruger ilt. Det er den proces, der<br />
giver planten energi til at vedligeholde alle de processer, der holder planten i live. Planter danner<br />
mere ilt, end de bruger. Set fra vores synspunkt er det godt, at planter optager CO2 og danner<br />
ilt. Derved er de med til at optage en lille del af al den CO2, der viser sig at være et problem i<br />
forbindelse med den globale opvarmning. Ilten er livsnødvendig for mennesker og dyr. Når<br />
vi bruger træ (planter) som brænde, fjerner vi altså CO2-optagere og skaber i afbrændingen<br />
mere CO2. Ydermere kan afbrænding af træ i brændeovne forurene med små partikler. Det er at<br />
sammenligne med forureningen fra bilos.<br />
Faglige fokusfelter:<br />
• 6H 2 O (vand) + 6CO 2 (kuldioxid) + E sollys 6C 6 H 12 O 6 (glukose)+ 6O 2 (ilt)<br />
Fotosyntese respiration<br />
http://www.emu.dk/gsk/fag/bio/tema/fotosyntese/index.jsp<br />
• Træ (brænde, piller, flis) som brændsel partikelproblematik<br />
http://www.groentansvar.dk/Default.aspx?ID=340<br />
http://www.skov-info.dk/haefte/18/default.htm<br />
http://www.trae.dk<br />
• Til diskussion:<br />
• Hvad skal vi bruge landjorden til (marker, byer, skove …)?<br />
• Er det fornuftigt at brænde træ af, det vi fjerner en O 2 -producent og skaber CO 2 i<br />
afbrændingen?
Aktiviteter:<br />
• Hvad afhænger fotosyntese af? Lav en forsøgsopstilling med 5 ensartede planter/grene.<br />
Vand, rødder Lys, blade CO 2- /O 2 optag, blade<br />
Kontrolplante Ja Ja Ja<br />
1 Skal ikke have vand Ja Ja<br />
2 Ja<br />
3 Ja Ja<br />
4 Ja Ja<br />
5 Ja<br />
Blad dækkes med sølvpapir<br />
Færre blade end kontrolplante<br />
Ja<br />
Overside af blade smøres<br />
med vaseline<br />
Underside af blade<br />
smøres med vaseline<br />
Lad forsøget stå en uges tid. Sørg for at de planter, der skal have vand hele tiden har adgang til<br />
vand.<br />
Hvordan kan vi konstatere, at der har foregået fotosyntese? Jo, hvis planterne har optaget vand<br />
og/eller stadigvæk er friske, indikerer det, at der er foregået fotosyntese. De planter, der har<br />
optaget mindre vand end kontrolplanten eller slet ikke har optaget vand, har tilsyneladende ikke<br />
haft samme gode betingelser for at lave fotosyntese.<br />
Hvad kan vi konkludere om vands betydning for fotosyntese?<br />
Hvad kan vi konkludere om bladenes betydning for fotosyntese?<br />
Hvilken side af bladet optager CO 2 og ilt? Og hvorfor mon denne side?<br />
• Lav forsøg med forbrænding. (Konklusion … der dannes vand og CO 2 )<br />
http://www.skoleenergi.dk/files/forsog/2/23.doc<br />
Ja
#2: Personbefordring<br />
Langt de fleste biler drives af fossile brændstoffer så som benzin<br />
og diesel. Fordelene ved disse typer af brændstoffer er, at de er<br />
forholdsvis ufarlige at køre rundt med i bilernes tanke, og at der er bundet store mængder energi<br />
i brændstoffet. Skulle man fx lagre den samme mængde energi i form af brint, som der findes i<br />
en liter benzin, ville det ved normalt tryk fylde 3100 liter. Det kan du læse mere om og undersøge<br />
nærmere her:<br />
http://minihydrogen.dk/catalog/documents/animations/miniHYDROGEN_h2_storage_dk.exe<br />
Der er desværre også problemer forbundet med brugen af benzin og diesel. Dels er benzin og<br />
diesel ikke fornyelige energi. Det betyder, at der en dag ikke vil være mere olie, som er det, man<br />
laver benzin og diesel af. Dels forurener vi luften med en masse små partikler, når vi forbrænder<br />
benzin og diesel. Dels frigives der ved forbrændingen CO 2 , der er med til at fremskynde den<br />
globale opvarmning.<br />
Nogle biler har en hybridmotor, som er en kombination af fx en benzinmotor og en elektrisk<br />
motor. Disse motorer forurener mindre og kører længere på en liter brændstof.<br />
Læs helt aktuelt om New Yorks taxier: http://www.berlingske.dk/udland/artikel:aid=899170<br />
Faglige fokusfelter:<br />
• Energiforbrug (km/l) og forurening (CO 2 og partikler) i en SUV (sport utility vehicle)<br />
sammenlignet med en hybridbil.<br />
Hvordan fungerer en almindelig brændselsmotor? http://www.howstuffworks.com/engine1.htm<br />
og http://www.fysikbasen.dk/index.php?page=Vis&id=111<br />
Hvordan fungerer en hybrid-motor? http://www.howstuffworks.com/hybrid-car2.htm<br />
• Adfærdsændringer; tag cyklen, brug offentlig transport …<br />
• Til diskussion:<br />
• Hvordan kan man hjælpe folk til at vælge den lille bil, der er dyrere og har mindre plads?<br />
Aktiviteter:<br />
• Undersøg hvor langt forskellige biler kører på<br />
en liter brændstof. Hvor meget mere brændstof<br />
bruger bilen med det dårligste brændstof<br />
økonomi mere end bilen med den bedste<br />
brændstof økonomi på et år? Hvad koster det?<br />
Hvad betyder det for miljøet?
• Lav en kampagne på skolen eller i lokalområdet, der sætter fokus på at ændre transportvaner,<br />
så de bliver bedre for miljøet. Opstil mål for kampagnen (fx alle familier skal lade bilen stå en dag<br />
i uge), find tegn der kan fortælle om målene er nået (fx vi kan tælle, at der kører færre biler på en<br />
bestemt strækning på et bestemt tidspunkt), giv folk gode grunde til at ændre adfærd (fx beskyt<br />
miljøet, spar penge på brændstof, få motion)<br />
• http://www.skoleenergi.dk/files/forsog/6/61.doc<br />
• http://www.skoleenergi.dk/files/forsog/6/62.doc<br />
• http://www.skoleenergi.dk/files/forsog/6/63.doc<br />
#3: Dæmning<br />
En historie fra det virkelige liv:<br />
I året 1904 gik en idealistisk ingeniør rundt i Gudenådalen<br />
mellem Tange og Ans.Han arbejdede for Hedeselskabet og<br />
havde fået som opgave at undersøge, om Gudenåens vand kunne<br />
anvendes til overrisling af markerne langs åen. Ingeniøren hed Kristian<br />
Thomsen, og han tog sin opgave meget alvorligt. Som så mange andre på den tid, var han<br />
optaget af, hvordan man bedst kunne udnytte Gudenåen. Den havde indtil omkring 1870<br />
været meget benyttet til pramsejlads mellem Randers og Silkeborg, men nu havde jernbanerne<br />
efterhånden udkonkurreret Gudenåen som transportvej. Det hed sig, at åen var blevet ”doven”,<br />
og der blev sagt:” at dens store vandmasser måtte absolut kunne udnyttes til gavn for land og<br />
befolkning. Det store vandløb måtte kunne yde sit bidrag til landets husholdning”.<br />
Tangeværket er et vandkraftværk, dvs. at det er vand, der bliver brugt til at producere<br />
elektriciteten. Vandet kommer strømmende i Gudenåen forbi den lille by Tange, men dér hvor<br />
Tangeværket ligger, standses vandet af en dæmning. Bag dæmningen har Gudenåens vand<br />
selvfølgelig samlet sig i en sø, der presser på dæmningen, som spærrer vejen for det. Åen er gået<br />
over sine bredder, og mennesket har nu skabt en kunstig sø – Tange sø. I dæmningen sidder der<br />
sluseporte, således, at vandet kan lukkes ud på den anden side af dæmningen. Når sluseportene<br />
åbnes, vil vandet naturligvis fosse ned ad det fald, der er lavet fra søen og til Gudenåen, der<br />
fortsætter bag dæmningen. Således har mennesket lavet et slags kunstigt vandfald – og det kan<br />
udnyttes til El-produktion. Inden vandet får lov at strømme videre ad Gudenåen, vil det nemlig<br />
ramme tre store turbiner. En turbine er en slags motor eller mølle. Turbinerne begynder at dreje<br />
rundt, når vandet falder ned på dem, og får en generator, der omsætter denne bevægelsesenergi<br />
til elektrisk energi, sat i gang.<br />
Vandet i Gudenåen vil blive ved med at strømme ind i Tange sø, og vandet vil blive ved at falde<br />
ned på turbinerne – så længe sluseportene er åbne – så på den måde har mennesket skabt<br />
en vedvarende og miljøvenlig energikilde. Men i dag udgør den elektricitet, Tangeværket
producerer, kun en meget lille promilledel af danskernes strømforbrug, fordi kraftværket er så<br />
lille.<br />
Faglige fokusfelter:<br />
• Laksen er en meget attraktiv fisk. Den er velsmagende og en meget lækker og udbredt spise.<br />
Mange sportsfiskere vil give penge for at få lov at fange laksen og håber på, de kan indfange<br />
en stor laks, som de så kan tage billeder af og veje. Mange mennesker vil have Tangeværket<br />
fjernet og åen igen, så laksen kan komme tilbage.<br />
http://www.berlingske.dk/indland/artikel:aid=886894<br />
• Ændringer i landskabet: Kultur >< natur<br />
Aktiviteter:<br />
Man kan næsten ikke komme udenom at besøge Tangeværket og Elmuseet http://elmuseet.dk/.<br />
Her findes også mange opgaver og idéer til aktiviteter:<br />
• http://elmuseet.dk/pdfer/vandkraft_opg_4_6.pdf<br />
• http://elmuseet.dk/pdfer/Vandkraft.pdf<br />
• http://elmuseet.dk/pdfer/OpgaveGud.pdf<br />
#4: Vindmøller<br />
Det at udnytte vindens energi er bestemt ikke nyt for mennesket. 3000<br />
år før vor tidsregning konstruerede man i Egypten de første sejlbåde<br />
og 1000 år senere sås de første vindmøller. Disse møller blev brugt<br />
til at male korn til mel. Møllerne udviklede sig fra blot at male mel<br />
til også at kunne pumpe vand og senere, efter Ørsted havde fundet<br />
sammenhængen mellem elektricitet og magnetisme, fremstille strøm.<br />
Oliekrisen i 1970’erne fik vindmølleindustrien til at blomstre og gennem<br />
de seneste næsten 40 år, har industrien vokset sig stor. Efterhånden<br />
er der også politisk opbakning til brugen af vindenergi. Således blev de af EU’s ledere i marts<br />
2007 besluttet, at EU vil reducere udslippet af drivhusgasser med 20 pct. i 2020 i forhold til<br />
1990-niveauet. Dette kan blandt andet ske ved at basere en større del af energiforsyningen på<br />
vindkraft.<br />
En vindmølle består af et møllehus, hvori der sidder en generator. Generatoren er forbundet til<br />
møllevingerne, som drives af vinden. Generatoren laver elektricitet efter samme opskrift som
Ørsted i 1820 brugte: Magneter og kobbertråd,<br />
der bevæges i forhold til hinanden skaber<br />
en elektrisk spænding. Vindmøller kan enten<br />
tilsluttes den enkelte husstands elnet eller<br />
tilsluttes det fælles elnet. På denne side kan<br />
du lære meget mere om hvordan vindmøller<br />
fungerer:<br />
http://www.windpower.org/da/kids/index.htm og her finder du endnu mere om vindenergi:<br />
http://www.skoleenergi.dk/files/fokusvind/fokusvind[1].pdf<br />
Faglige fokusfelter:<br />
• Hvordan fungerer en vindmølle? Hvad hedder vindmøllens forskellige dele, og hvad er<br />
deres funktion?<br />
• Elektromagnetisme:<br />
http://www.emu.dk/elever7-10/fag/fys/emner/fysikemner/elektromagnetisme/<br />
• Dilemmaer: Vi vil gerne have energien fra vindmøllen, men vil vi også have vindmøllen i<br />
vores baghave. Pynter vindmøller i landskabet, eller er synet af dem et nødvendigt onde?<br />
• Til diskussion:<br />
• Hvad skal vi gøre, når ikke det blæser?<br />
• Hvordan opbevarer vi energien fra blæsende dage?<br />
• Er det flot eller grimt med vindmølleparker – hvad kan vi gøre anderledes?<br />
• Forurener det at producere en vindmølle?<br />
Aktiviteter:<br />
• Ved at lave H. C. Ørsteds klassiske forsøg, kan med et slag blive forsker og tage næsten<br />
200 år tilbage i tiden:<br />
http://www.fysikbasen.dk/index.php?page=Vis&id=26<br />
• Forsøg om du kan bygge en vindmølle, der får en lille pære til at lyse. I kan lave en<br />
konkurrence om, hvem der kan lave den vindmølle, der laver den største spænding.<br />
• http://www.skoleenergi.dk/files/forsog/4/41a.doc<br />
• http://www.skoleenergi.dk/files/forsog/4/41b.doc
#5: Solfanger<br />
Som det gør sig gældende med vindmøller, kan man også med<br />
solceller blive uafhængig af det fælles elnet, da solceller bruges<br />
til at producere strøm. Solceller findes i mange forskellige<br />
størrelser lige fra dem, der driver en lommeregner til dem, der<br />
sidder på hustage, og forsyner en familie med strøm.<br />
De nettilsluttede anlæg tilsluttes den normale strømforsyning, så man ikke mærker om<br />
strømmen kommer fra nettet eller fra eget anlæg. Man oplever ikke nogen forskel i dagligdagen.<br />
Den eneste forskel er, at man nogle gange kan opleve, at måleren løber baglæns, hvis ikke man<br />
bruger så meget strøm, som solcellerne producerer.<br />
Solceller består af stoffet silicium. Silicium er et grundstof og det mest almindelige mineral i<br />
jorden. F.eks. består almindeligt strandsand hovedsageligt af silicium. En solcelle virker ved, at<br />
lysenergien fra Solen slår elektroner løs fra siliciumatomerne. Et naturligt skabt elektrisk felt i<br />
solcellen sørger for, at alle elektronerne løber i den samme retning.<br />
Vil du vide mere om processen, kan du læse nærmere her:<br />
http://www.matnatverdensklasse.dk/uv-mat/nano/solcelle1.pdf<br />
Faglige fokusfelter:<br />
• Fordele og ulemper ved solenergi.<br />
• Solceller siges at være ren energi – altså ikke forurenende. Hvis det er rigtigt, hvorfor ser vi så<br />
ikke flere solceller, end vi gør?<br />
• Hvor effektive er solceller?<br />
• Hvad gør vi når Solen ikke skinner? Hvordan lagrer vi energi?<br />
• Begreberne spænding (U) og volt (V), strøm (I) og ampere (A), effekt (her og nu) (P) og<br />
kilowatt (kW), energi (effekt over tid) og kilowatttimer (kWt). Læs mere her:<br />
• http://www.windpower.org/da/stat/unitsac.htm<br />
• http://www.windpower.org/da/stat/unitsene.htm<br />
• Til diskussion:<br />
• Hvad gør vi, når ikke solen skinner?<br />
• Hvordan opbevarer vi solskin til gråvejrsdage?<br />
• Hvordan er økonomien i solceller – høj anskaffelsespris, lave driftsomkostninger?
Aktiviteter:<br />
• Få pærer til at lyse ved brug af solceller. http://www.skoleenergi.dk/files/forsog/1/11.doc<br />
• Hvordan skaber vi bedre effekt? http://www.skoleenergi.dk/files/forsog/1/12.doc<br />
• http://www.lego.com/education/primary/default.asp?locale=2057&pagename=elab_<br />
content&l2id=3_2<br />
#6: Strømforsyning<br />
Overalt bruger man elektricitet. Samfundet er blevet så<br />
afhængigt af elektricitet, at det ikke ville kunne fungere uden.<br />
Det er nødvendigt, at der hele døgnet produceres og leveres<br />
elektricitet. Princippet i produktionen af elektricitet er at<br />
opvarme vand, så det skifter tilstand til damp. En dampturbine<br />
kan få en stor spole til at rotere om en stor magnet og producere<br />
elektricitet. Elektriciteten skal produceres samtidig med at den bliver brugt. Den kan ikke<br />
gemmes. Derfor er det nødvendigt at den sendes ud til forbrugerne med det samme. Tidligere<br />
skete det udelukkende gennem store kabler, der hang på master. Det gør det stadig, men det<br />
meste elektricitet transporteres i dag gennem kabler, som er gravet ned i jorden. Vil du vide mere<br />
om, hvordan man producerer elektricitet, kan du læse nærmere her:<br />
http://www.emu.dk/elever7-10/fag/fys/emner/fysikemner/energi/index.html.<br />
Her er der et elevhæfte, som du kan downloade. I hæftet kan du blandt andet læse om<br />
produktion og transport af elektricitet.<br />
Faglige fokusfelter:<br />
• Hvor produceres den elektricitet I bruger i Jeres by? Hvordan transporteres den ud til<br />
forbrugerne?<br />
• Hvordan producerer man elektricitet?<br />
Aktiviteter:<br />
• Du kan lave forsøg med elektricitet og kredsløb her:<br />
http://www.emu.dk/elever7-10/fag/fys/temaer/temaer_fysik/elektricitet<br />
• Du kan lave forsøg med transport af elektricitet her:<br />
http://www.skoleenergi.dk/files/forsog/3/36.doc
#7: Vandhypotese og bølgekraftturbine<br />
Brugen af vandkraft har i enkelte geografiske<br />
områder været afgørende for den rige tilgang<br />
til energi, som karakteriserer industrisamfundet.<br />
I Norge dækker vandkraften i dag halvdelen<br />
af energiforbruget. Der findes eksempler på<br />
brug af vandkraft langt tilbage i historien. De<br />
først kendte vandhjul stammer fra Vestasien fra<br />
tiden før Kristi fødsel. De blev anvendt i Norden<br />
i vikingetiden. Det var liggende hjul med skovle,<br />
der blev drevet rundt af kraften fra vandet i en<br />
bæk. Romerske teknikere udviklede stående hjul<br />
drevet af vand enten neden- eller ovenfra.<br />
Disse tidlige indretninger blev især brugt som<br />
drivkraft for kværne og møller, men havde ringe<br />
effekt - ca. en halv hestekraft for de liggende,<br />
og op til tre hestekræfter for de stående.<br />
De var længe et ubetydelig supplement til<br />
muskelkraften fra mennesker og heste.<br />
En række forbedringer i bygningen af dæmninger, kanaliseringen af drivvandet,<br />
hjulkonstruktionen og overføringsteknikken gjorde imidlertid vandhjulet til en meget vigtig<br />
drivkraftkilde i Vesteuropas fra 14-1500-tallet. Det blev mest anvendt i møller, savværker,<br />
minedrift, metaludvinding og i den voksende tekstilindustri, men kunne drive de fleste af tidens<br />
maskiner. Det var ikke tilfældigt, at den tidligste danske industri var placeret ved vandløb - som i<br />
Rådvad nord for København.<br />
Denne model af en turbine, er faktisk meget<br />
realistisk. På mange vandkraftværker er det<br />
sådanne turbinetyper der er brugt. Bemærk<br />
størrelsesforholdet med manden til højre.<br />
Forklaring:<br />
Vandet kommer med stor fart ind i turbinen<br />
(1), løber forbi skovlbladene (2), og får derved<br />
turbineaksen (3) til at snurre rundt. Øverst på<br />
aksen sidder magneterne (4) som er omgivet<br />
af spolen (5), hvor elektriciteten dannes.<br />
Strømmen går ud gennem kablet (6). Vandet<br />
løber ud i bunden af turbinen og vender tilbage<br />
hvor det blev taget fra. - dog lidt længere nede<br />
af floden.
Faglige fokusfelter:<br />
• Hvordan producerer man elektricitet med vandkraft. Hvad hedder turbinens enkelte dele?<br />
• Geografiske forudsætninger for brug af vandkraft<br />
• Vandkraftens historie<br />
Aktiviteter:<br />
• Hvor meget elektricitet kan man producere med vandkraft?<br />
En almindelig husstand bruger 4000-5000kWh / år.<br />
Tabellen er en top 10 over produktion af vandkraft.<br />
OBS!<br />
Resultatet er angivet i Billion (engelsk) kWh.<br />
På dansk siger vi milliard kWh<br />
Undersøg hvor mange husstande hvert af de 10 lande kan forsyne med elektricitet:
Hvilket land? kWh Antal husstande<br />
Canada<br />
USA<br />
Tidligere USSR<br />
(Sovjetunionen)<br />
Brasilien<br />
Kina<br />
Norge<br />
Japan<br />
Sverige<br />
Indien<br />
Frankrig<br />
• Prøv din viden<br />
En lille quiz kan teste din viden. Det er kun for sjov:<br />
http://www2001109.thinkquest.dk/energi/opgaver/vandkraft.html<br />
Man kan finde oplysninger om vandkraft (hydropower) flere steder:<br />
På dansk:<br />
http://hjem.get2net.dk/thoustrup/vand/side/vtilt.htm<br />
http://www2001109.thinkquest.dk/energi/vandkraft.html#Kapitel2<br />
http://da.wikipedia.org/wiki/Vandm%C3%B8lle<br />
In English:<br />
http://www.hydropower.org/<br />
http://www.energyquest.ca.gov/story/chapter12.html<br />
http://www.eia.doe.gov/kids/energyfacts/sources/renewable/water.html#howhydroworks
#8: Atomkraft, kul og olie<br />
Man kan fremstille den energi vi forbruger på forskellige måder.<br />
De vedvarende energikilder (vind, sol, bølger, planter, osv.) udgør efterhånden en større del af<br />
energifremstillingen, men det er endnu ikke nok til at dække vores energiforbrug.<br />
Vi er stadig afhængige af blandt andet kul, olie og atomkraft.<br />
Alle tre energiklder bruges til at opvarme vand, som skal bruges i en dampmaskine.<br />
Dampmaskinen kan producere elektricitet. Den første dampmaskine i Danmark blev sat i gang i<br />
1790.<br />
James Watts dampmaskine opstillet i vestibulen på Escuela Técnica Superior de Ingenieros<br />
Industriales de la UPM i Madrid.<br />
Faglige fokusfelter:<br />
• Fordele og ulemper ved de tre energiformer<br />
• De tre energiformers andel af energiproduktionen
Aktiviteter:<br />
• Indsamling af fakta om de tre energiformer<br />
Ved at udfylde vedlagte skema kan man få et overblik over de tre energiformer.<br />
Fordele<br />
Ulemper<br />
Procentdel af verdens energiforbrug<br />
Procentdel af Danmarks energiforbrug<br />
Udbredelse (hvilke lande benytter det?)<br />
Hvor kommer det fra?<br />
Er det et råstof?<br />
Hvordan bearbejdes det?<br />
Hvilke sikkerhedsspørgsmål er der?<br />
Atomkraft Kul Olie<br />
Når skemaet skal udfyldes kan man hente nogle af de nødvendige data her:<br />
På dansk:<br />
http://www.ens.dk/sw11322.asp<br />
In English:<br />
http://www.iea.org/Textbase/subjectqueries/index.asp<br />
• Byg en dampmaskine<br />
Det er muligt at bygge sin egen model af en dampmaskine. Man kan finde en ide her:<br />
http://www.nesa.dk/byg_en_dampmaskine.pdf
#9: Bølgekraft<br />
Der findes en stor naturlig energikilde i bølgerne i havet. Det har optaget<br />
mange forskere på verdensplan, i over 100 år. Der er opfundet mange<br />
bølgeenergimaskiner. I de sidste 5 år er der kommet løsninger på banen, som<br />
gør det muligt at benytte bølgeenergi.<br />
Energitætheden i bølger er langt højere end i vind. Bølgeenergi er 3 til 5 gange mere stabil end<br />
vindkraft. Bølger kommer og går langsomt og er tidsforskudt i forhold til vindkraft, og der er altid<br />
dønninger fra fjerne storme. Ved at rykke længere ud i havet og til nye lokaliteter kan<br />
bølgeenergien vokse med<br />
op til 3 gange i forhold til<br />
energiniveauet på 10 m vand.<br />
Bølgeenergi er ren energi og<br />
skader derfor ikke miljøet.<br />
Den påvirker ikke fugle, fisk,<br />
pattedyr og planter. Desuden<br />
er de maskiner, der skal<br />
omsætte bølgeenergien ikke<br />
så dominerende i landskabet<br />
som vindmøller.<br />
Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi driver en prøvestation til udvikling af bølgeenergi.<br />
Prøvestationen ligger ved Limfjorden. Udviklingen af bølgeenergi i Danmark blev startet<br />
i 1997 med et program til 40 millioner DKK, som var finansieret via det danske statsbudget.<br />
Programmet havde den succesfulde udvikling af vindenergi i 1970’erne i Danmark som model for<br />
kommercialiseringen af bølgeenergi<br />
Faglige fokusfelter:<br />
• Hvordan bølgeenergi virker<br />
• Forskning i bølgeenergi<br />
• Hvad er der af fordele og ulemper ved bølgeenergi?<br />
Aktiviteter:<br />
• Hvordan virker bølgeenergi?<br />
Du kan benytte de hjemmesider der er henvist til her.<br />
• Undersøg de forskellige modeller der er udarbejdet.
Man kan finde information om bølgeenergi her:<br />
På dansk:<br />
Generel information:<br />
http://www.folkecenter.net/dk/rd/boelgekraft/boelgeenergi/<br />
Hvordan bølgeenergi virker:<br />
http://www.wavestarenergy.com/dk/index.htm<br />
In English:<br />
Information in General:<br />
http://www.folkecenter.net/gb/<br />
How it works:<br />
http://www.wavedragon.net/<br />
Energiudvinding – og distribution<br />
#10: Olieboring<br />
Selvom verdens olielagre er langt fra at være opbrugte, kan<br />
verdens lande ikke længere ikke basere sine energibehov<br />
på olien alene. Det skyldes blandt andet, at de eksisterende<br />
olielagere bliver stadigt vanskeligere at få adgang til.<br />
Endvidere er olie ikke tilgængeligt i tilstrækkeligt omfang<br />
for alle verdens lande. Sidst men ikke mindst, er der hele<br />
problematikken om betydning af afbrændingen af fossile<br />
brændstoffer i forhold til den globale opvarmning.<br />
For at forstå, hvordan olie og gas blev dannet, må vi gå 400 millioner år tilbage. Dengang var<br />
jorden øde og gold. I havet fandtes dog muslinger, snegle og orme, som levede af mikroskopiske<br />
alger. Langsomt - det vil sige i løbet af nogle millioner år – blev Jorden grøn. De første planter<br />
viste sig i sumpområder, og senere bredte kæmpebregner sig over det meste af Jorden.<br />
Senere kom dyrene. Først fisk, og for 300 millioner år siden kravlede de første krybdyr op på<br />
land. Her begynder den periode i Jordens historie, hvor den første olie og gas opstår. Havet<br />
var fyldt med mikroskopiske dyr og planter, altså organisk materiale. Når dyr og planter dør,<br />
vil de normalt rådne og forsvinde. Der skal bruges ilt til denne forrådnelse. På havbunden kan<br />
den ringe cirkulation i vandet skabe iltmangel. Ligeledes kan der være iltfattige miljøer ud for<br />
flodmundinger, hvor dødt organisk materiale bliver dækket af ler, inden forrådnelsen kommer i<br />
gang. Hvis ilten hurtigt opbruges, og der ikke kan tilføres ny ilt, er der en mulighed for, at de små
dyr og planter bevares. Efterhånden vil vægten af nye lag få temperaturen og trykket til at stige.<br />
Ved en temperatur mellem 100 og 150 grader omdannes det organiske materiale langsomt til<br />
kulbrinter, der er den kemiske betegnelse for olie og gas. Den kemiske proces tager flere millioner<br />
år. Da olien vejer mindre end det vand, der også findes i undergrunden, vil olien søge opad<br />
gennem mere porøse bjergarter og sprækker mod overfladen. Undertiden når olie og gas helt op<br />
til jordoverfladen. Derfor har man kendt olie og gas gennem flere tusinde år. Det har<br />
bare ikke haft nogen praktisk betydning, for gassen og en stor del af olien fordampede, så der<br />
kun blev en tyk, tjæreagtig olie tilbage. Derfor samler interessen sig om den olie og gas, der af en<br />
eller anden grund er blevet bremset i undergrunden. Geologerne taler om oliefælder.<br />
(Kilde: http://www.maerskoil.com/gfx/mog/28959_2Geologi.pdf)<br />
Her er en webside om olieproduktion:<br />
http://www.maerskoil.com/gfx/mog/28959_3Produktion.pdf<br />
Se også:<br />
http://www.maerskoil.com/index.php?frmPageid=49&frmContentsid=303&menu_<br />
selected=3&menu_submenu_selected=31<br />
Faglige fokusfelter:<br />
• Hvad er en boreplatform og hvordan fungerer den? Hvordan er livet på en boreplatform?<br />
• Hvordan fungerer et olieraffinaderi?<br />
• Til diskussion:<br />
• Hvis ikke vi skal bruge olie, benzin og diesel, skal vi så lave alle vores maskiner om.<br />
Det er jo bygget til netop olie, benzin og diesel?<br />
• Hvad gør vi, når olien slipper op?<br />
Aktiviteter:<br />
• Gunnar Cederberg har sammen med Shell udgivet hæftet Energien og dit miljø. Udover<br />
forklarende tekster og gode illustrationer indeholder det en masse forsøg. Blandt andet om:<br />
• Destillation af råolie<br />
• Olieundersøgelser<br />
• Cracking<br />
• Se også NY Prisma 8 side 48-67 samt medfølgende opgaver.
#11: Minedrift på kul og uran<br />
Minedrift skaffer os en masse billige råstoffer, som vi<br />
omdanner til elektrisk energi og varmeenergi på kul- eller<br />
atomkraftværker. Man kan også bryde andre mineraler<br />
som fx guld fra miner, men i dette afsnit fokuserer vi på kul<br />
og uran. I en kulmine bryder man stenkul, der ofte bruges<br />
som brændsel i elværker. Kullet ligger nede i jorden og er<br />
dannet i kultiden for mere end 300 millioner år siden. Det<br />
er dannet af organisk materiale som døde dyr og planter.<br />
Det er et hårdt fysisk arbejde at være minearbejde. Selvom<br />
man har hjælpemidler færdes minearbejderen mange<br />
timer i underjordiske gange med kunstigt lys og dårlig luft.<br />
I mineskakterne kan der sive gas ud, som kan eksplodere.<br />
Dårlige afstivninger kan gøre, at mineskakterne styrter<br />
sammen, mens der er mennesker i minerne.<br />
Uran til brændsel i atomkraftværker udvindes ligeledes via minedrift. Uran er et radioaktivt stof<br />
og er derfor farligt for mennesker, da radioaktivitet kan ødelægge vores celler. Endvidere har<br />
udvindingen af uran en helt anden dimension end udvindingen af kul. Når man bryder Uran, vil<br />
der nemlig være en del af uranet, der varierer fra hovedparten (Uran 238). Denne variant kaldes<br />
en isotop og har navnet Uran 235. Uran 235 kan bruges som bombemateriale, men da denne<br />
isotop kun forekommer sjældent blandt det mere almindelige Uran 238, skal de to isotoper først<br />
skilles ad, hvis man vil udvinde Uran 235.<br />
Ligeledes kan affaldsprodukterne, der fremkommer fra det brændsel, der bruges i et<br />
atomkraftværk, bruges til bomber. Affaldsprodukterne oparbejdes til Plutonium, som kan bruges<br />
til fissionsbomber. Plutonium findes kun kunstigt fremstillet, og det er ekstremt giftigt.<br />
Faglige fokusfelter:<br />
• Livet som minearbejdet.<br />
• Hvordan virker henholdsvis et kulkraftværk og et atomkraftværk?<br />
• Hvad er der af fordele og ulemper ved de to produktionsformer?
#12: Innhøsting og bearbeiding av majs<br />
Majs er et af basisprodukterne i fremstillingen af ethanol, eller det som<br />
vi i daglig tale kalder alkohol. Det er enkelt at fremstille ethanol, og<br />
man har gjort det gennem tusinder af år. Stivelsen fra majs (eller hvede,<br />
sukkerrør, sukkerroer eller lign.) omdannes ved hjælp af bakterier til<br />
ethanol. Efter denne omdannelse destilleres ethanolen. Det resterende<br />
produkt kan anvendes til foder.<br />
Ethanol kan uden problemer blandes med almindeligt benzin. Det færdigblandede produkt<br />
benævnes med E for ethanol efterfulgt af et tal, der angiver mængden af ethanol. E5 betyder<br />
eksempelvis 5% ethanol og 95% benzin. Benzin i Europa må i dag ikke indeholde mere end<br />
5% ethanol. Det sikrer, at alle bilers motorer uden at lave ændringer ved dem, stadig kan køre<br />
på den benzin, som kan købe spå benzintankene. Det er muligt at iblande højere mængder af<br />
ethanol i benzinen end de foreskrevne 5%. Bilfabrikanternes garanti kan dog bortfalde, hvis<br />
den pågældende bil ikke er fremstillet til at kunne køre på højere mængder af ethanol. Benzin<br />
med mere ethanol end 5% kræver særlige motorer specielt tilpasset det højere ethanolindhold.<br />
I Brasilien kører en stor del af bilerne på ren eller næsten ren ethanol, og i Sverige har E85 (85%<br />
ethanol og 15% benzin) opnået et vist salg til særlige biler (flexifuels cars).<br />
Læs mere her: http://www.information.dk/InfWebsite/FremvisningPHP/Common/Information.<br />
php?pShow=Tema/TemArtVis.php&pTemVis=90&pTemTAvSek=1<br />
Se også: http://www.dr.dk/Nyheder/Indland/2005/11/18/224636.htm<br />
Faglige fokusfelter:<br />
• Hvad er der af fordele og ulemper ved biobrændsel? Er det etisk forsvarligt at bruge fødevarer<br />
(majs) til brændsel, når der er sult i verden?<br />
• Undersøg udbredelsen af biobrændsel i Danmark.<br />
• Til diskussion:<br />
• Hvor ren er biobrændsel egentlig, når maskiner det høster og udvinder majs bruger<br />
almindeligt benzin og diesel?<br />
• Hvad betyder det for prisen på fødevarer, når eksempelvis majs bliver et brændstof?<br />
http://borsen.dk/fodevare_sundhed/nyhed/109604/<br />
Aktiviteter:<br />
• Fremstilling af ethanol<br />
http://www.emu.dk/gsk/fag/fys/ckf/fase1/1fokv/alkohol/fremstilling/index.html
Alliance<br />
#13: Space Solar<br />
Forestil dig en kæmpestor satellit med kæmpestore solcellepaneler, der bare svæver rundt i<br />
verdensrummet og producerer strøm, som vi kan bruge hernede på planeten Jorden.<br />
Det er stadig science-fiction, men se bare her!<br />
Kilde: NASA<br />
Det er et billede af den internationale rumstation ISS. Rumstationen har været permanent<br />
bemandet siden starten af år 2000. På billedet kan du tydeligt se de store solcellepaneler, den<br />
bruger til at omdanne solens lys til elektrisk energi. Solceller laver 100 kW hvilket svarer til<br />
strømforbruget i 350 toværelses lejligheder. Der er mulighed for at læse meget mere her:<br />
http://www.rummet.dk/30000c og her: http://www.rumfart.dk/vis.asp?dr=56<br />
Faglige fokusfelter:<br />
• En så stor opgave som at bygge og vedligeholde en bemandet rumstation kan kun<br />
lykkes gennem samarbejde.