формулює самостійно або у співпраці з іншими мету дослідження [12 ПРО 1.2.1]
формулює та обґрунтовує самостійно або у співпраці з іншими гіпотези відповідно до проблеми і мети дослідження, визначає завдання [12 ПРО 1.2.2]
презентує самостійно або у співпраці з іншими результати дослідження в обраний спосіб [12 ПРО 1.5.3]
інтерпретує самостійно або у співпраці з іншими інформацію природничого змісту, представлену в різний спосіб [12 ПРО 2.2.2]
установлює та обґрунтовує самостійно або у співпраці з іншими взаємозв’язки між природними, техногенними об’єктами, закономірності явищ природи [12 ПРО 3.3.1]
визначає самостійно або у співпраці з іншими аргументи/твердження, теорії, що ґрунтуються на наукових фактах і доказах [12 ПРО 4.1.1]
виконує завдання відповідно до визначеної ролі у групі, окреслених завдань і зазначеного часу [12 ПРО 4.4.2]
Мета уроку: ознайомити з учнів можливостями використання геотермальної енергії в Україні; систематизувати та узагальнити знання учнівпро основні джерела енергії.
Цілі сталого розвитку:
Які цілі сталого розвитку (в порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:
7. Відновлювальна енергетика.
8. Гідна праця та економічне зростання.
12. Відповідальне споживання
13. Боротьба зі зміною клімату
Ключові слова: СЕС, ВЕС, ГЕС, АЕС, ГеоТЕС.
План уроку:
Геотермальна енергетика України
1.1. Використання геотермальної енергії в Україні
1.2. Вплив геотермальних електростанцій на навколишнє середовище
Дебати
Рефлексія
Очікувані результатидля учнівства:
розумує, які джерела енергії є більш доцільними для використання в Україні з огляду на географічні, економічні та екологічні умови.
навчиться працювати в команді, формулювати аргументи та презентувати результати дослідження перед аудиторією.
спостерігає за виступами інших команд, виділяє сильні та слабкі сторони поданої інформації.
аналізує переваги й недоліки різних видів енергії та робить висновки щодо їх перспективного розвитку в Україні.
Очікувані результатидля вчителя:
учні розуміють, які джерела енергії є більш доцільними для використання в Україні з огляду на географічні, економічні та екологічні умови.
учні навчаться працювати в команді, формулювати аргументи та презентувати результати дослідження перед аудиторією.
учні спостерігають за виступами інших команд, виділяють сильні та слабкі сторони поданої інформації.
учні аналізують переваги й недоліки різних видів енергії та роблять висновки щодо їх перспективного розвитку в Україні.
1. Геотермальна енергетика України
1.1. Використання геотермальної енергії в Україні
Дружня порада вчителю
Тривалість до 10 хв.
Обговоріть з учнями перспективи використання геотермальної енергії в Україні. В чому основні проблеми розвитку геотермальної енергетики і чому ми не можемо подолати їх.
На відміну від інших відновлюваних джерел енергії темпи нарощування виробничих потужностей геотермальної енергетики в Україні відбуваються значно повільніше.
Розгляньте карту (рис.1) та вкажіть найбільш перспективні області (міста) для розвитку геотермальної енергії в Україні.
Які геологічні умови необхідні для ефективного використання геотермальної енергії, і чи є вони в Україні?
Ресурси геотермальної теплоенергетики України, підготовлені для освоєння (з температурою води 60–80 °С), становлять понад 1 ГВт теплової потужності. У геотермальній теплоенергетиці можливе використання термальної води з мінералізацією до 35 мг/л; у гарячому водопостачанні – до 10 мг/л; у котельнях і при застосуванні теплових насосів – до 5 мг/л. У разі мінералізації води понад 35 мг/л необхідні системи очищення. Широкий діапазон жорсткості, кислотності і газонасиченості термальної води вимагає застосування спеціальних матеріалів у конструкції елементів геотермальних електростанцій (ГеоТЕС). В Україні варто розвивати напрямок будівництва малих ГеоТЕС одиничною потужністю 0,05–5 МВт з температурою 90 – 120 °С
Згідно з відкритими даними (2020 р.) на теперішній час функціонує три установки, дані про які наведені в табл.1.
Табл.1
№
Назва об’єкта, місцезнаходження
Встановлена потужність, МВт
1
Геотермальна теплова станція, Джанкойський р-н, с. Медведівка, АР Крим
1,00
2
Геотермальна теплова станція, Берегівський р-н, с. Косино, Закарпатська область
0,25
3
Геотермальна теплова станція, Берегівський р-н, м. Берегове, Закарпатська область
0,25
Берегівське родовище є одним із найбільш вивчених в Україні. Термальні води цього родовища більш ніж сорок років використовуються для функціонування плавального басейну спортивної бази “Закарпаття.
Чому геотермальна енергія, незважаючи на свій потенціал, досі не є широко розвиненою в Україні? (Які бар’єри: технологічні, фінансові, правові?)
Чи можливо використовувати геотермальну енергію для обігріву будинків у містах України?
Які професії будуть затребувані в Україні, якщо розвивати геотермальну енергетику?
Чи можуть термальні джерела в Україні бути використані як для енергетики, так і для медицини та туризму одночасно?
1.2. Вплив геотермальних електростанцій на навколишнє середовище
Дружня порада вчителю
Навіть використання геотермальної енергії має свої недоліки, закцентуйте на цьому увагу учнів.
Вода або пара, що надходять із свердловин геотермальних електростанцій, зазвичай містять певну кількість домішок, які негативно впливають на навколишнє середовище. Вони можуть бути газоподібними; особливо вуглекислий газ (CO ), метан (CH 4 ), сірководень (H2S) і аміак (NH3 ). Або вони можуть бути рідкими або твердими, такими як солі певних токсичних елементів, таких як ртуть (Hg), миш’як (As) або сурма (Sb). У разі потрапляння в навколишнє середовище ці речовини можуть викликати кислотні дощі або сприяти глобальному потеплінню. Геотермальні поля з більшою концентрацією цих речовин постійно контролюються (рис.2).
Більшість геотермальних електростанцій використовують замкнутий цикл, коли використана вода закачується назад у геотермальні резервуари за допомогою ін’єкційних свердловин. На сучасних електростанціях також зменшуються викиди газів.
Робота геотермальних електростанцій також може мати негативний вплив на стійкість породи, з-під якої вони беруть воду. Відомі випадки з Німеччини та Нової Зеландії, коли земля просідала. У 2006 році геотермальну електростанцію в Базелі, Швейцарія, довелося тимчасово зупинити незабаром після її введення в експлуатацію, оскільки закачування води спричинило кілька тисяч поштовхів силою до 3,4 градуса за шкалою Ріхтера. У 2009 році цю електростанцію остаточно вивели з експлуатації.
Геотермальна електростанція з відкритим циклом виділяє приблизно 100 г CO 2 на кожен 1 кВт-год електроенергії, що становить приблизно десяту частину кількості CO 2 , що виділяється під час виробництва 1 кВт-год електроенергії з вугілля.
Чому, на твою думку, деякі країни, попри ризики, продовжують розвивати геотермальну енергетику?
Якби тобі потрібно було пояснити дитині, чим може бути шкідливе використання геотермальної енергії, що б ти сказали?
2. Дебати
Дружня порада вчителю
Тривалість до 32 хв.
Перед початком дебатів учнів потрібно поділити на команди, для цього можна роздрукувати картки на яких зображено певний вид енергії. Ці картки потрібно буде витягувати кожному учні (тому кількість карток повинна відповідати кількості учні у класі). Це дозволить неупереджено розділити учнів на групи.
Краще розподілення провести на попередньому уроці, щоб учні підготувалися до дебатів.
Після виступів кожної з команди, мотивуйте учнів інших команд задавати питання.
Контролюйте час кожного виступу (не більше 5 хв).
Кожен учень в команді повинен бути залучений до виступу, підбадьорюйте учнів, мотивуйте їх.
Акцентуйте на тому, що потрібно звертати увагу в доповіді не тільки на переваги, а і на проблеми, які можуть виникнути під час використання даного виду енергії.
Можна дати класу форму-таблицю для голосування після виступів(це буде самооцінювання учнів).
Можна прибрати зі списку енергій геотермальну, бо обговорення про її використання якраз на цьому уроці проводилося.
На минулих уроках ми познайомилися з енергією сонця, енергією вітра, енергією води, енергією атома та геотермальною енергією. Дізналися переваги та недоліки використання цієї енергії. Настав час підвести підсумки. Потрібно поділитися класом на 5 команд, кожна з яких буде відповідати за окремий тип енергії та її використання.
Ваша команда виступає на засідання у міністерстві енергетики України з доповіддю. Вам потрібно переконати посадовців у тому, що Україна потребує розвитку саме того виду енергії, за який ви і ваша команда відповідає. Доповідь можна побудувати за наступним планом:
Поясніть в чому переваги використання даної енергії.
Чому це джерело енергії корисне для України.
Приклади країн, де це джерело вже успішно використовується.
В яких регіонах України є найбільший потенціал для розвитку.
Які кроки пропонує ваша команда (наприклад: будівництво нових станцій, залучення інвесторів, створення наукових програм тощо).
Як це допоможе енергетичній незалежності та екології України.
Поки одна команда виступає, інша частина класу є радою міністерства і задає питання, для уточнення інформації по вашому виступу.
3. Рефлексія
Дружня порада вчителю
Тривалість до 3 хв.
Якби я був/була міністром енергетики України, я б… Обґрунтуй свій вибір одним-двома реченнями.
Мета уроку: ознайомити з учнів можливостями використання геотермальної енергії в Україні; систематизувати та узагальнити знання учнівпро основні джерела енергії.
Цілі сталого розвитку:
Які цілі сталого розвитку (в порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:
7. Відновлювальна енергетика.
8. Гідна праця та економічне зростання.
12. Відповідальне споживання
13. Боротьба зі зміною клімату
Ключові слова: СЕС, ВЕС, ГЕС, АЕС, ГеоТЕС.
План уроку:
Геотермальна енергетика України
1.1. Використання геотермальної енергії в Україні
1.2. Вплив геотермальних електростанцій на навколишнє середовище
Дебати
Рефлексія
Очікувані результатидля учнівства:
розумує, які джерела енергії є більш доцільними для використання в Україні з огляду на географічні, економічні та екологічні умови.
навчиться працювати в команді, формулювати аргументи та презентувати результати дослідження перед аудиторією.
спостерігає за виступами інших команд, виділяє сильні та слабкі сторони поданої інформації.
аналізує переваги й недоліки різних видів енергії та робить висновки щодо їх перспективного розвитку в Україні.
1. Геотермальна енергетика України
1.1. Використання геотермальної енергії в Україні
На відміну від інших відновлюваних джерел енергії темпи нарощування виробничих потужностей геотермальної енергетики в Україні відбуваються значно повільніше.
Розгляньте карту (рис.1) та вкажіть найбільш перспективні області (міста) для розвитку геотермальної енергії в Україні.
Які геологічні умови необхідні для ефективного використання геотермальної енергії, і чи є вони в Україні?
Ресурси геотермальної теплоенергетики України, підготовлені для освоєння (з температурою води 60–80 °С), становлять понад 1 ГВт теплової потужності. У геотермальній теплоенергетиці можливе використання термальної води з мінералізацією до 35 мг/л; у гарячому водопостачанні – до 10 мг/л; у котельнях і при застосуванні теплових насосів – до 5 мг/л. У разі мінералізації води понад 35 мг/л необхідні системи очищення. Широкий діапазон жорсткості, кислотності і газонасиченості термальної води вимагає застосування спеціальних матеріалів у конструкції елементів геотермальних електростанцій (ГеоТЕС). В Україні варто розвивати напрямок будівництва малих ГеоТЕС одиничною потужністю 0,05–5 МВт з температурою 90 – 120 °С
Згідно з відкритими даними (2020 р.) на теперішній час функціонує три установки, дані про які наведені в табл.1.
Табл.1
№
Назва об’єкта, місцезнаходження
Встановлена потужність, МВт
1
Геотермальна теплова станція, Джанкойський р-н, с. Медведівка, АР Крим
1,00
2
Геотермальна теплова станція, Берегівський р-н, с. Косино, Закарпатська область
0,25
3
Геотермальна теплова станція, Берегівський р-н, м. Берегове, Закарпатська область
0,25
Берегівське родовище є одним із найбільш вивчених в Україні. Термальні води цього родовища більш ніж сорок років використовуються для функціонування плавального басейну спортивної бази “Закарпаття.
Чому геотермальна енергія, незважаючи на свій потенціал, досі не є широко розвиненою в Україні? (Які бар’єри: технологічні, фінансові, правові?)
Чи можливо використовувати геотермальну енергію для обігріву будинків у містах України?
Які професії будуть затребувані в Україні, якщо розвивати геотермальну енергетику?
Чи можуть термальні джерела в Україні бути використані як для енергетики, так і для медицини та туризму одночасно?
1.2. Вплив геотермальних електростанцій на навколишнє середовище
Вода або пара, що надходять із свердловин геотермальних електростанцій, зазвичай містять певну кількість домішок, які негативно впливають на навколишнє середовище. Вони можуть бути газоподібними; особливо вуглекислий газ (CO ), метан (CH 4 ), сірководень (H2S) і аміак (NH3 ). Або вони можуть бути рідкими або твердими, такими як солі певних токсичних елементів, таких як ртуть (Hg), миш’як (As) або сурма (Sb). У разі потрапляння в навколишнє середовище ці речовини можуть викликати кислотні дощі або сприяти глобальному потеплінню. Геотермальні поля з більшою концентрацією цих речовин постійно контролюються (рис.2).
Більшість геотермальних електростанцій використовують замкнутий цикл, коли використана вода закачується назад у геотермальні резервуари за допомогою ін’єкційних свердловин. На сучасних електростанціях також зменшуються викиди газів.
Робота геотермальних електростанцій також може мати негативний вплив на стійкість породи, з-під якої вони беруть воду. Відомі випадки з Німеччини та Нової Зеландії, коли земля просідала. У 2006 році геотермальну електростанцію в Базелі, Швейцарія, довелося тимчасово зупинити незабаром після її введення в експлуатацію, оскільки закачування води спричинило кілька тисяч поштовхів силою до 3,4 градуса за шкалою Ріхтера. У 2009 році цю електростанцію остаточно вивели з експлуатації.
Геотермальна електростанція з відкритим циклом виділяє приблизно 100 г CO 2 на кожен 1 кВт-год електроенергії, що становить приблизно десяту частину кількості CO 2 , що виділяється під час виробництва 1 кВт-год електроенергії з вугілля.
Чому, на твою думку, деякі країни, попри ризики, продовжують розвивати геотермальну енергетику?
Якби тобі потрібно було пояснити дитині, чим може бути шкідливе використання геотермальної енергії, що б ти сказали?
2. Дебати
На минулих уроках ми познайомилися з енергією сонця, енергією вітра, енергією води, енергією атома та геотермальною енергією. Дізналися переваги та недоліки використання цієї енергії. Настав час підвести підсумки. Потрібно поділитися класом на 5 команд, кожна з яких буде відповідати за окремий тип енергії та її використання.
Ваша команда виступає на засідання у міністерстві енергетики України з доповіддю. Вам потрібно переконати посадовців у тому, що Україна потребує розвитку саме того виду енергії, за який ви і ваша команда відповідає. Доповідь можна побудувати за наступним планом:
Поясніть в чому переваги використання даної енергії.
Чому це джерело енергії корисне для України.
Приклади країн, де це джерело вже успішно використовується.
В яких регіонах України є найбільший потенціал для розвитку.
Які кроки пропонує ваша команда (наприклад: будівництво нових станцій, залучення інвесторів, створення наукових програм тощо).
Як це допоможе енергетичній незалежності та екології України.
Поки одна команда виступає, інша частина класу є радою міністерства і задає питання, для уточнення інформації по вашому виступу.
3. Рефлексія
Якби я був/була міністром енергетики України, я б… Обґрунтуй свій вибір одним-двома реченнями.
Ділись та обговорюй важливе