Teknikprojekt TE1 2008: Småskalig energiteknik
Inledning
Vi lever i en tid där miljöhoten blir allt tydligare och där konsekvenserna av den allt
kraftigare växthuseffekten gör sig mer och mer påmind. Samtidigt minskar tillgången
av fossila bränslen såsom bland annat olja. Jordens invånare är därmed beroende av
skapandet av ny energiteknik samt att den befintliga tekniken utvecklas på ett sådant
sätt som är bra för vår miljö.
Syfte
Projektet har som syfte att skapa en förståelse kring olika energiformer och olika
begrepp som ständigt återkommer i energidebatten. Genom projektet ges en insikt i
de möjligheter och de hinder som finns med olika energitekniker.
Arbetet med detta projekt kommer att ske i projektgrupper vilket ger en inblick i hur
det är att jobba med större projekt i en mindre grupp. Alla i gruppen ska givetvis bidra
med lika stor del av arbetet.
Varje grupp kommer få en ansvarig lärare som kommer att fungera som gruppens
handledare. Gruppen ska hela tiden hålla handledaren uppdaterad om hur arbetet
fortskrider bland annat genom att vid bestämda tidpunkter lämna in utkast av
gruppens arbete.
Projektets olika delar
Projektet består av två större uppgifter. Den första uppgiften handlar om att varje
grupp ska fördjupa sig inom ett av åtta förutbestämda arbetsområden som är
anknutna till småskalig energiteknik.
Den andra delen att detta teknikprojekt är att gruppen ska konstruera en så kallad
Stirlingmotor. Förutom själva konstruktionen ska gruppen fördjupa sig kring den
teknik och de principer som ligger bakom denna motor.
1) Småskalig energiteknik
Varje grupp väljer ett av åtta områden att fördjupa sig inom. Två grupper får inte välja
samma område.
Försök främst att fokusera på hur tekniken för de olika energiteknikerna ser ut. Hur
fungerar till exempel en bil som drivs på vätgas. Andra viktiga aspekter är den
ekonomiska lönsamheten samt dess påverkan på miljön.
När ni söker och använder fakta är det viktigt att ni är källkritiska, det vill säga
undersöker att den fakta ni använder är trovärdig. Ta inte med information som inte
är relevant för den energiteknik som ni arbetar med.
De olika områdena är följande:
Bioenergi
Inom detta område ska gruppen fördjupa sig kring biokraft och biobränslen. Denna
energi utvinns ur så kallad biomassa som skapats genom fotosyntesen. Ett exempel
på biomassa är energiskog som enbart odlas för att användas vid energigenerering.
Arbetet ska beskriva olika typer av biomassa samt var och när dessa används. Ett
exempel på detta är drivmedlet E85 som vi idag kan tanka våra bilar med.
Samtidigt är det också viktigt att belysa vilken påverkan biobränslen har för miljön
samt i vilka sammanhang som det är ekonomiskt fördelaktigt att använda
biobränslen?
Gruppmedlemmar:
Handledare:
Adde, David H, Mikael och Viktor (kursiv = gruppledare)
Mikael Böhm
Bränsleceller och vätgasdrift
Vätgas ses av många som ett drivmedel som i framtiden kan ersätta bensinen. Den
stora fördelen är att restprodukten enbart består av vatten. Samtidigt finns många
nackdelar med tekniken. Uppgiften blir att beskriva tekniken bakom en bränslecell
och de energiomvandlingar som sker i processen.
Till er hjälp finns en racerbil i miniatyr som drivs av vätgas. Använd denna som
utgångspunkt för att beskriva tekniken.
Diskutera även vad som gör att tekniken idag ännu inte är mer utbredd än vad den
är.
Gruppmedlemmar:
Handledare:
Andi, Filip, Robin S och Victor
Yngve Nyberg
Energi, effekt och verkningsgrad
Projektgruppen som jobbar med detta område får arbeta mer övergripande och se till
olika tekniker. Begrepp som energi, effekt och verkningsgrad ska förklaras och
tydliggöras med konkreta exempel. Till exempel kan det vara relevant att jämföra
verkningsgraden hos olika energitekniker.
Utför gärna egna experiment samt diskutera hur vi kan effektivisera vår
energiförbrukning med olika praktiska metoder.
Gruppmedlemmar:
Handledare:
Anton, Avan, Cecilia och Erika
Andreas Borg
Energiförbrukning och energibesparing
Vi upplever alla hur energipriserna stiger samt hur jordens oljeresurser börjar minska.
Samtidigt som ny teknik är nödvändig behöver vi människor också lära oss att
effektivisera vår energianvändning.
Undersök hur man i vardagen kan minska energianvändandet genom att ge praktiska
tips och råd. Gör egna undersökningar och beräkningar kring vad man i ett hushåll
skulle kunna spara, både pengar och miljö, genom att få bort onödig
energianvändning.
För att spara på jordens resurser är det viktigt att vi människor återvinning. Vilka
energibesparingar leder detta till och vilka fördelar innebär detta för oss
konsumenter? Gruppen kan till exempel, utifrån en vald en produkt eller förpackning,
undersöka vilka energibesparingar återvinningen av denna produkt bidrar till.
Gruppmedlemmar:
Handledare:
Alen, Johanna, Marcus och Susanna
Andreas Borg
Småskalig vattenkraft
Vattenkraft är en viktig del av Sveriges energiförsörjning och tack vare våra stora
älvar i norr kan vi själva producera energi som av många anses väldigt miljövänlig.
Undersök hur ett vattenkraftverk tekniskt fungerar och förklara hur man utvinner
energi med hjälp av dessa. Diskutera kring de fördelar och nackdelar som finns med
vattenkraft samt ge exempel på när och hur småskalig vattenkraft skulle kunna
användas i vårt samhälle. Hur vattenkraften påverkar miljön och hur den ekonomiska
biten ser ut är också två möjliga diskussionsområden.
Gruppmedlemmar:
Handledare:
Axel, Magnus, Niklas och Robin K
Yngve Nyberg
Solkraft med solceller och solvärmare
Vår största energialstrare är vår sol. Solen strålar hela tiden ut ofantliga mängder
värme som vi människor försöker att ta till vara på genom bland annat solceller och
solvärmare.
Ni ska med hjälp av praktiska exempel förklara hur tekniken bakom solceller och
solvärmare fungerar och hur vi i vårt samhälle kan utnyttja detta. Vad finns det för
möjligheter med tekniken och vad är det som hindrar att vi inte i större omfattning
utnyttjar energin från solen. Ge exempel på småskaliga praktiska
användningsområden där vi som privatpersoner kan använda energin från solen.
Till er hjälp har ni en bil driven med hjälp av solceller, en solparabol samt en passiv
solfångare som kan användas till demonstrationer under redovisningen.
Gruppmedlemmar:
Handledare:
Jonas, Matti, Max och Reza
Lena Backman
Vindkraft
Sverige är ett land med många kuster och många insjöar. Naturkraften hos vinden
kan tas tillvara för att utvinna energi. Vindkraften har därmed en stor potential att
kunna vara en effektiv och miljövänlig energikälla.
Till gruppens förfogande finns ett mindre vindkraftverk som kan generera energi. Med
detta som utgångspunkt ska ni i gruppen förklara hur tekniken bakom vindkraft
fungerar. Diskutera också vilka förutsättningar som måste råda för att på ett effektivt
sätt ta till vara den energin som finns lagrad i vinden.
Diskutera också hur vi som privatpersoner skulle kunna utnyttja vindkraften
småskaligt samt vilka kostnader och eventuella vinster detta skulle föra med sig. Vad
innebär det för kostnader och besparingar i form av minskat beroende av andra
energiformer?
Gruppmedlemmar:
Handledare:
David G, Johan och Mia
Werner Grill
Värmepump
Allt fler hushåll använder sig idag av så kallade värmepumpar för att värma upp sina
bostäder och därmed minska sitt beroende av den dyrare oljan och elen. Principen
bakom en värmepump är att man kan överföra värme från en kallare till en varmare
plats. För att göra detta krävs enligt fysikens lagar en tillförsel av energi. Denna
energi är dock liten i förhållande till den värmemängd som tillförs bostaden. Detta gör
värmepumpen till en ekonomisk men också en miljömässigt god investering.
Principen bakom värmepumpen kan demonstreras med hjälp av en termogenerator
som på ett tydligt och lätt sätt visar hur vi kan ta tillvara värmen runt omkring oss.
Diskutera dessutom den ekonomiska aspekten i att skaffa en värmepump. Vad
kostar det och hur stora besparingar kan göras med en pump?
Utred också vilka begränsningar som finns då det gäller värmepumpar.
Gruppmedlemmar:
Handledare:
Adam, Jimmy och Michael
Anders Andersson
Redovisning
Grupperna ska, om sitt valda område inför övriga klassen, göra en muntlig
redovisning som ska göras tillsammans med en presentation i förslagsvis
PowerPoint. Redovisningen och PowerPoint-presentationen av arbetet skall göras på
engelska.
Det är givetvis viktigt att alla i gruppen är lika mycket delaktiga i redovisningen.
Tänk på att det i slutet av presentationen ska finnas med vilka källor gruppen har
använt i sitt arbete.
2) Stirlingmotorn
Den andra delen av projektet består i att fördjupa sig kring och bygga en så kallad
Stirlingmotor. Denna typ av motor används bland annat i svenska marinens ubåtar.
Gruppen ska med hjälp av bland annat vanliga aluminiumburkar bygga en egen
Stirlingmotor efter en given beskrivning.
Förutom det praktiska arbetet skall gruppen också fördjupa sig kring hur en
Stirlingmotor rent tekniskt fungerar. Andra delar att fördjupa sig inom kan vara att
undersöka vilka för- och nackdelar det finns med en Stirlingmotor samt beskriva var i
vårt samhälle vi hittar Stirlingmotorer.
Redovisning
Denna del av projektet ska redovisas i form av en skriven rapport på svenska. I
denna rapport ska det ingå både en teoretisk beskrivning av Stirlingmotorer samt en
beskrivning hur gruppen praktiskt byggde sin egen motor. Använd de tekniska
principerna kring en Stirlingmotor för att beskriva hur gruppens egen motor fungerar.
I rapporten ska det finnas med vilka källor ni har använt. Tänk på att bara ta med
fakta som är relevant för Stirlingmotorn.
Rapporten ska givetvis skrivas av er själva det vill säga med era egna ord. Att klippa
och klistra på Internet är självklart inte tillåtet och kommer bara leda till att rapporten
blir underkänd och får skrivas om.
Schema
Vecka Dag
45
to
46
47
48
49
50
51
2
3
Datum
06-nov
fr
07-nov
to
13-nov
fr
14-nov
to
20-nov
fr
21-nov
to
27-nov
fr
28-nov
to
04-dec
fr
05-dec
to
11-dec
fr
12-dec
to
18-dec
fr
19-dec
to
08-jan
fr
09-jan
to
fr
15-jan
16-jan
Tid
14:00-15:00
15:00-16:00
08:20-09:15
09:15-10:10
14:00-14:40
14:40-15:20
15:20-16:00
08:20-09:15
09:15-10:10
14:00-14:40
14:40-15:20
15:20-16:00
08:20-09:15
09:15-10:10
14:00-14:40
14:40-15:20
15:20-16:00
08:20-09:15
09:15-10:10
14:00-14:40
14:40-15:20
15:20-16:00
08:20-09:15
09:15-10:10
14:00-14:40
14:40-15:20
15:20-16:00
08:20-09:15
09:15-10:10
14:00-14:40
14:40-15:20
15:20-16:00
08:20-09:15
09:15-10:10
14:00-14:40
14:40-15:20
15:20-16:00
08:20-09:15
09:15-10:10
14:00-16:00
08:20-10:10
Lärare
YN
AB
YN
WG
ANA
WG
AB
LB
YN
AB
MB
WG
LB
YN
ANA
MB
AB
YN
WG
LB
WG
YN
LB
YN
ANA
WG
MB
LB
WG
WG
AB
MB
LB
ANA
LB
AB
WG
AB
YN
