Thema: Energie
Naam: …………………………………………………….……………………………………………………………….. Klas: ………………………………………… Datum: …………………………... Nr.: ……………………….
1 De zon –aangedreven windgenerator 1.1 Inleidende opdracht rond windenergie
Windenergie over de hele wereld? Vul de volgende woorden in de tekst: De kust, windsnelheid, elektriciteitsvoorziening, windparken, windenergie
Van alle groene energie is …………………………………………………. wereldwijd het meest in opmars. De technologie staat op punt, en het rendement is prima. De opbrengst van een windturbine blijft wel afhankelijk van de …………………………………………………………. . En die is elke dag anders. De ene keer giert de wind, de andere dag is hij mild en aangenaam. Op sommige plaatsen is de wind sterker dan op andere. Aan ……………………………………….. , bijvoorbeeld, brengen windmolens meer energie op. Kustplaatsen komen dan ook als eerste
in
aanmerking
voor
de
inplanting
van
windmolens
en
………………………………………………… . Maar er zijn nog andere interessante locaties. Op wereldvlak zal windenergie in de toekomst een belangrijke rol spelen in onze ………………………………………………………… Het EWEA (Europees Windenergie Agentschap) berekende dat het in 2030 mogelijk is om zowat 23% van onze elektriciteit uit windenergie te halen, zelfs rekening houdend met een spectaculaire stijging van het verbruik.
Bron: www.olino.org
Ken jij de verschillende delen van een winturbine? Zet het juiste cijfer bij het juiste onderdeel van de windturbine.
……………
1
Generator 2
……………
Rotorblad (of wiek)
……………
Turbinemast
……………
Hoofdas
3
4
Zet de volgende fasen in de juiste volgorde.
……………….
……………….
……………….
De wind werkt in op de schuine bladen, wieken of rotorbladen die rond een as draaien. De generator zet de mechanische energie van de ronddraaiende as om in elektrische energie en bevat een remsysteem dat de werking stopt bij een te hoge windsnelheid. De as is dan weer op haar beurt verbonden met een generator voor elektriciteit.
1.2 Extra: Ken jij de verschillende winturbines? Duid met een pijl de juiste naam bij de juiste windturbine. H-rotor
Amerikaanse windturbine
2-bladerige rotor
Darrius turbine
Ken jij de voor- en nadelen van een windturbine? Probeer aan de hand van de volgende afbeeldingen ‘de voordelen en de nadelen’ te zoeken. Bespreek in groep of per twee. Voordelen
Nadelen
Zzzz !
2 Overzicht van de realisatie aangedreven windgenerator’
‘de
zon
2.1 De grondstoffen 1. Multiplex bodemplaat
3
2. De mast
4
3. Solar behuizing of de gondel 4. Gegoten zonnecel 5. Schakeldraad
6
6. Propellerset
5
1
7
7. De zonnecelmotor
2
2.2 De gereedschappen 1. Handboormachine 2. Boor van 20 mm – 5 mm 3. Gatenboor 4. Steekbeitel 5. Juniorzaag 6. Meetinstrumenten 7. Vijl 8. Lijm 9. Striptang 10. Schroevendraaier 11. Hobbymes
3 Wat heb je nodig van grondstoffen? Afbeelding
Naam
Afmetingen in mm /informatie
Multiplex bodemplaat
De mast
Solarbehuizing of de gondel
Afmetingen: 15x100x200
Afmetingen: 19,5 x 300 De mast bestaat uit een buis van hard papier.
Afmetingen: 30 x 30 x 150 De solarbehuizing en de gondel bestaat uit een stuk hout.
Gegoten, zonnecel
Zo ziet een zonnecel eruit: Er liggen dunne lijntjes op; dat zijn de contactlijnen. Hierdoor kunnen elektronen zich aan de bovenkant verplaatsen.
Bijhorend materiaal
Een zonnecel is gemaakt van silicium. De bovenkant is bedekt met een kleurstof (meestal blauw), deze moet voorkomen dat het invallende licht wordt teruggekaatst. Een zonnecel kan geen stroom opslaan zoals een batterij. Wanneer in de stroomkring van een zonnepaneel een accu wordt opgenomen, kan de stroom wel opgeslagen worden. De accu kun je vergelijken met een oplaadbare batterij.
Zonnecelmotor RF 300
Zodra er licht op de bovenkant van de zonnecel valt, krijgen de elektronen aan deze bovenkant de energie om los te komen. Als je het motortje aansluit op de bovenkant en de onderkant, ontstaat een stroomkring. Je merkt dat er elektronen stromen: het motortje draait! De zonnecel werkt alleen als er licht op valt en als er een stroomkring is.
Schakeldraad
Deze schakeldraad dient om een stroomkring te sluiten van de zonnecelmotor naar de zonnecel. Afmeting: 500 mm De rode draad moet aangesloten worden op de ………………….. –pool van de zonnecel. De zwarte draad moet aangesloten worden op de ………………….. –pool van de zonnecel.
Hulpstuk voor de rotorbladen met rotorbeschermer
De wieken of de rotorbladen bevestig je in het hulpstuk. Kijk in het stappenplan voor de juiste richting van de rotorbladen. De rotorbeschermer is als het ware de ‘neus’ van de windturbine. Deze zal de rotor en de rotorbladen beschermen.
Rotorbladen of de wieken
De propellers bestaan uit kunststof. De windturbine bevat 3 rotorbladen. Deze 3 wieken worden vastgehecht in het rotorhulpstuk.
4 De uitvoering – het stappenplan Afbeelding
Werkwijze
Aandachtspunten
Stap 1: De werkpostschikking Zie fiche.
Stap 2: Het boren van gaten in de bodemplaat Zie bijlagen: figuur 1
Neem de afmetingen van de tekening over op de multiplex plaat.
Zet je werkstuk vast in een machineklem of tussen een bankschroef. Boor de gaten ø 20 mm en ø 5 mm.
Gebruik voor het gat van ø 20 mm een gatenboor.
Let op de veiligheidsvoorschriften tijdens het boren! Gebruik de fiche ‘machineklem’ en ‘boren’ voor de gebruiksaanwijzing en aandachtspunten. Draag steeds een veiligheidbril. Wees aandachtig tijdens het boren: zorg dat je niet afgeleid wordt. Opmerking! De afmetingen genoteerd in mm.
in
de bijlagen
zijn
Stap 3: Het maken van een sleuf (een gleuf) Zie bijlagen: figuur 1
Verbind de beide (boor)gaten aan de achterkant
De sleuf zijn de stippellijnen op de
van de bodemplaat door middel van een kleine
tekening.
sleuf van ca. 5 mm breed en 3 mm diep.
zodat hier later de kabel in gelegd kan
De
sleuf
wordt
gemaakt
worden. Gebruik de fiche ‘de steekbeitel’ voor Maak de sleuf met behulp van een steekbeitel.
de
gebruiksaanwijzing
en
aandachtspunten.
Stap 4: Het voorbereiden van de mast Kort de hardpapieren buis met een pukzaag of
Meet nauwkeurig en duid aan met
juniorzaag in tot 270 mm lengte.
potlood. Gebruik de fiche ‘de juniorzaag’ voor de
gebruiksaanwijzing
aandachtspunten.
en
Stap 5: De solarbehuizing Zie bijlage: figuur 2
Neem de afmetingen voor de solarbehuizing als op de tekening over op het stuk hout. Zaag de behuizing schuin af en boor in het midden het gat ø 5 mm. Maak met een vijl een sleuf van 2 mm diep
Gebruik de fiche ‘de vijl’ voor de
voor de kabel; ga hierbij uit van de hoogste
gebruiksaanwijzing
zijde.
aandachtspunten.
Neem de afmetingen van de gondel net als op
Kijk aandachtig in de bijlage op de
en
Stap 6: De gondel Zie bijlagen: figuur 3
de tekening over op het reststuk van het hout. Zaag de schuine kant grof met een zaag. Werk de gondel dan netjes af met behulp van een vijl.
figuur.
Zaag de gondel uit en boor de gaten ø 20 mm en ø 25 mm met een gatenboor.
Gebruik de kolomboormachine’ gebruiksaanwijzing aandachtspunten.
fiche voor en
Stap 7: Het verbinden met de schakeldraad Wikkel de beide stukken draad af. Steek de draden van onder door de gaten in de bodemplaat. Leg deze netjes in de sleuf (die je bij stap 3 hebt gemaakt). Steek de draden uit het gat ø 20 mm door de mast. Steek de draden uit het gat ø 5mm door het gat in de solarbehuizing.
Trek de draadjes goed stevig aan.
‘de de de
Stap 8: Het vastlijmen van de onderdelen Lijm de mast in het gat ø 20 mm. Gebruik een winkelhaak om de mast loodrecht ten opzichte van de bodemplaat uit te richten. Lijm de solarbehuizing zo op de bodemplaat dat de gaten precies over elkaar vallen.
Zorg ervoor dat de draad niet klemt.
Stap 9: Het plaatsen van de gondel op de mast Steek de draad van onder door het gat ø 20 mm in de gondel. Steek daarna de draad naar voren door het gat van ø 25 mm. Breng lijm aan in het gat ø 20 mm en lijm de gondel op de mast. Zorg ervoor dat de gondel loodrecht op de mast staat. Gebruik hiervoor een winkelhaak. Stap 10: Het wegknippen van de overtollige draden Meet van de overtollige draad ongeveer 50 mm
Duidt aan met een zwarte stift.
af. Kort de overtollige draad bij de gondel in tot 50 mm. Kort de overtollige draad bij de solarbehuizing in tot 50 mm.
Gebruik de fiche ‘de striptang’ voor de
Strip de uiteinden ca. 10 mm.
gebruiksaanwijzing
aandachtspunten.
en
Stap 11: Het verbinden van de schakeldraden aan de zonnecelmotor Verbind de zwarte draad van de motor met de
Je kunt de draden ook vastmaken door
zwarte draad van de gondel.
te
solderen.
Gebruik
hiervoor
elektronicasoldeer. Verbind de rode draad van de motor met de rode draad van de gondel.
Isoleer de beide draden met een stuk plakband
of
isoleerband
(zie
afbeelding). Gebruik de fiche ‘de soldeerbout’ voor de gebruiksaanwijzing en aandachtspunten. Stap 12: Het verbinden van de schakeldraden aan de zonnecel Bevestig de soldeerogen met de moeren aan
Je kunt de draden ook vasthechten
de polen van de zonnecel.
door te solderen (zie hierboven).
Verbind de zwarte kabel van de solarbehuizing met de minpool van de zonnecel. Verbind de rode draad van de solarbehuizing met de pluspool van de zonnecel.
Stap 13: Het monteren van de propeller Monteer de propeller zoals op de afbeeldingen is te zien.
Gebruik de fiche ‘het hobbymes’ voor de gebruiksaanwijzing en de aandachtspunten.
Snijd de overtollige resten van de onderdelen
Zorg ervoor dat je je niet snijd! Neem
netjes weg met een hobbymes.
daarom het knutselmes altijd vast aan de steel.
Steek vervolgens de bladen van de propeller van achter in de naaf.
Berg het knutselmes altijd veilig op (ook tijdens het werken!).
Breng ten slotte de afdekkap van voren op de naaf aan.
Snijd
heel
voorzichtig
met
een
knutselmes. Richt het knutselmes nooit naar de andere leerlingen.
Stap 14: Controle van de werking Steek de propeller op het motoras en zorg dat
Als de propeller niet draait moet de
er zonlicht of licht van een gloeilamp van 60 V
bedrading worden gecontroleerd!
op de zonnecel schijnt. Probeer uit! De propeller draait. De propeller draait niet.
Stap 15: Het vastlijmen van de zonnecelmotor Nadat de werking is gecontroleerd wordt de
Let op dat er geen lijm op de aslager of
motor in de gondel gelijmd.
in de behuizing van de motor komt.
Leg de draad in de gondel en de mast. Breng lijm aan op de motor en lijm deze in de gondel. Richt de motor zo uit dat hij netjes in het gat past.
Stap 16: Het vastlijmen van de zonnecel Breng
lijm
aan
op
het
vlak
van
de
solarbehuizing. Leg de draden netjes in de sleuf en lijm de zonnecel in het midden van de behuizing. Controleer de draden aan de onderkant en duw de overtollige draad voorzichtig in de gaten.
Stap 17: De afwerking Versier de zon aangedreven windgenerator. Gebruik hiervoor plakkaatverf.
Let op dat je zorgvuldig en ordelijk te werk gaat. Gebruik schildertape om de onderdelen die je niet verft, af te schermen.
5 Het resultaat: windgenerator
De
zon
aangedreven
Zet de zon aangedreven windgenerator in de zon of onder een lamp. Wat zie je gebeuren? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………
6 Bijlagen Figuur 1:
Figuur 2:
Figuur 3:
7 Evaluatieformulieren Naam: ……………………………………………………………………………………………………
1) Ik heb de techniek nog niet onder de knie. 2) Goed, maar ik werk nog niet nauwkeurig genoeg. 3) Ik ben tevreden met mijn resultaat. 4) Volledig volgens de kwaliteitseisen afgewerkt.
Evaluatie Vaardigheden Ik heb de techniek ‘boren’ op de juiste manier uitgevoerd en rekening gehouden met het stappenplan. Ik heb de techniek ‘zagen’ op de juiste manier uitgevoerd en rekening gehouden met het stappenplan. Ik heb het werkstuk afgewerkt en heb gebruik gemaakt van de technieken ‘het vijlen en het schuren’. Ik heb het werkstuk creatief afwerkt. De zonnecel is op de juiste manier aangesloten op de zonnecelmotor. Mijn werkstuk vertoont geen vlekken en geen scherpe hoeken.
Attitude – houding Ik heb andere leerlingen geholpen als dit nodig was. Ik spring zuinig om met de grondstoffen. Ik werk net en ordelijk. Is mijn werkbank mooi opgeruimd?
Nooit
Soms
Meestal
Altijd
of 1
of 2
of 3
of 4
leerkracht /4
7.1 Wat vind jij nu zelf van het werkstuk ‘de zon aangedreven windgenerator’? “Ik ben erg tevreden / niet tevreden over mijn werkstuk”. Ik vond de opdracht leuk / minder leuk Ik vond de opdracht gemakkelijk / moeilijk Wat heb je geleerd uit deze opdracht over je handigheid, kennis en ervaring (groepswerk, technieken,…)? o
Kennis: ……………………………….…………………………………………………………………………………………………… ……….……………………………………………………………………………………………………….…………………… ……………………………………………………………………………………….……………………………………………
o
Handigheid: ……………………………….…………………………………………………………………………………………………… ……….……………………………………………………………………………………………………….…………………… ……………………………………………………………………………………….……………………………………………
o
Ervaring: ……………………………….…………………………………………………………………………………………………… ……….……………………………………………………………………………………………………….…………………… ……………………………………………………………………………………….……………………………………………
Dit zou ik volgende keer anders doen: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………….……………………………………… ………………………………….………………………………….…………………………………………………………………………. Opmerking van de leerkracht:
Handtekening ouders:
