Czym jest energia odnawialna: matka i syn badają siłę wiatru za pomocą wiatraka.

Czym są odnawialne źródła energii? Eksperymenty i wyjaśnienia dla dzieci

Jeśli chcesz wprowadzić swoje dziecko w temat ochrony środowiska, pojęcia takie, jak „zmiany klimatyczne” czy „energia odnawialna” są nie do uniknięcia. A jednak wcale nie jest łatwo wyjaśnić dzieciom te skomplikowane zagadnienia w taki sposób, aby były one zrozumiałe. W tym przypadku eksperymenty z odnawialnymi źródłami energii mogą pomóc w tym, aby moc żywiołów stała się dla dzieci widoczna i namacalna. Podajemy również przykłady, jak można odpowiedzieć dziecku na pytanie „Czym są energie odnawialne?”.

Energia odnawialna dla dzieci − dziewczynka z modelem domu z panelami słonecznymi.

W tekście

Czym są odnawialne źródła energii? Wyjaśnienie dla dzieci
Energia wiatrowa: eksperyment „Zrób to sam − wiatromierz"
Energia wodna: eksperyment „Zbuduj własne koło wodne”
Energia słoneczna: eksperyment „Budowa pieca słonecznego"
Energia geotermalna wyjaśniona dzieciom

Czym są odnawialne źródła energii? Zmiany klimatyczne i energia odnawialna − wyjaśnienie dla dzieci

Kiedy pojawią się pytania „Czym jest energia odnawialna?" lub „Co to są zmiany klimatyczne?”, możesz użyć tego przykładu, aby wyjaśnić te procesy swojemu dziecku:

Aby wytworzyć energię elektryczną, w dużych elektrowniach spalany jest węgiel, olej lub gaz ziemny. Podczas spalania powstają gazy, które zanieczyszczają naszą atmosferę. Spaliny z samochodów, statków i samolotów, a także z fabryk również przyczyniają się do coraz większego zanieczyszczenia powietrza.

Promienie słoneczne i ciepło nadal mogą do nas docierać. Jednak ze względu na wszystkie gazy nie może ono ponownie uciec. W rezultacie Ziemia staje się coraz cieplejsza i zmienia się jej klimat. Proces ten nazywany jest również efektem cieplarnianym.

Rosnące temperatury powodują topnienie lodu na biegunie północnym i południowym czy lodowców w Alpach. Rozmrożona woda powoduje wzrost poziomu mórz, co może spowodować zalanie i zniknięcie z mapy całych wysp. Z drugiej strony, ciepłe temperatury mogą powodować wysychanie innych krajobrazów i tworzenie nowych pustyń.

Wyjaśnianie zmian klimatu: przyjazna dzieciom grafika ilustruje efekt cieplarniany.

Aby temu zapobiec, musimy starać się unikać tak zwanych gazów cieplarnianych. Dlatego energia elektryczna powinna być wytwarzana w taki sposób, aby nie powstawały szkodliwe dla klimatu gazy spalinowe. W tym celu wykorzystujemy odnawialne źródła energii, do których należą na przykład:

wiatr
woda
energia słoneczna
energia geotermalna.

W przeciwieństwie do paliw takich jak ropa naftowa, gaz ziemny czy węgiel, odnawialnych źródeł energii nie da się zużyć. Przecież słońce zawsze świeci, woda zawsze płynie, wiatr wieje, a jądro ziemi jest zawsze gorące. Jeśli więc wykorzystamy moc żywiołów, które i tak są dla nas dostępne, możemy wytwarzać energię elektryczną bez emitowania szkodliwych spalin. Dlatego właśnie energia odnawialna jest tak ważna dla środowiska.

Energia wiatrowa wyjaśniona dla dzieci: jak zmierzyć prędkość wiatru

Anemometr to urządzenie do mierzenia prędkości wiatru i jest częścią wielu stacji meteorologicznych. Z jego pomocą można dowiedzieć się, z jakiego kierunku wieje wiatr i jaką ma siłę. Możesz zbudować z dzieckiem w domu uproszczoną formę anemometru, aby wyjaśnić pociechom siłę i energię wiatru.

Materiały do wykonania anemometru:

3 proste gałęzie
4 puste pojemniki po jogurtach
4 pinezki
klej na gorąco
1 pusta szklana butelka.

Jak samodzielnie zbudować wiatromierz – instrukcja krok po kroku:

Skróć dwie z gałęzi tak, aby obie miały około 30 cm długości.
Trzecia gałąź powinna być dłuższa od szklanej butelki o około 10 cm. Skróć ją odpowiednio i zaostrz lekko jeden koniec, aby gałąź mogła się później łatwo obracać.
Dwa patyczki o tej samej długości ułóż w kształt krzyża i sklej.
Teraz przyklej skrzyżowane gałęzie na czubku trzeciego patyka (na końcu, który nie jest zaostrzony).
Następnie przymocuj po jednym kubku do każdego końca krzyża za pomocą pinezek. W tym celu wbij pinezkę tuż poniżej otworu przeciskając ją przez kubek do patyczka. Wciśnij ją głęboko w drążek, aby kubek nie mógł się przesunąć. Kubki powinny być ustawione poziomo, a otwory należy skierować w lewo podczas mocowania.
Włóż całość do szklanej butelki.

Teraz możesz wypróbować wasz anemometr razem z dzieckiem. Obserwujcie, w którą stronę obracają się kubki i w której pozycji przyspieszają lub zwalniają.

Anemometr elektryczny liczy, ile obrotów wykonuje na minutę i na tej podstawie może obliczyć prędkość wiatru. Zaobserwować możecie 12 prędkości wiatru: od 0 (= brak wiatru) do 12 (= huragan). Im szybciej wieje wiatr, tym większą ma moc i może napędzać duże maszyny.

Turbina wiatrowa, która może być wykorzystywana do wytwarzania energii elektrycznej, działa w podobny sposób jak anemometr. Wiatr napędza łopaty wirnika, powodując, że pręt łączący łopaty wirnika obraca się - podobnie jak anemometr. Wewnątrz wiatraka znajduje się maszyna, która może przekształcić ten ruch obrotowy w energię elektryczną, podobnie jak dynamo.

Budowa koła wodnego: ojciec i syn wypróbowują swoje samodzielnie wykonane koło wodne.

Uwidacznianie potęgi wody: budowanie koła wodnego z dziećmi

Siła wody zwiększa się tym bardziej, im szybciej ona płynie. Możesz uczynić tę zasadę namacalną dla swojego dziecka, budując wspólnie koło wodne i wypróbowując je w różnych miejscach.

Budowa młyna – potrzebne materiały:

3 korki
13 patyczków do szaszłyków
1 gruba gałąź
nóż tapicerski
wiertło
klej na gorąco.

Budowa koła wodnego – instrukcja:

Najpierw przekrój wszystkie 3 korki na pół.
Teraz twoje dziecko może zawsze wbić po 2 szaszłyki w bok połówek korka.
W międzyczasie skróć gałąź do długości około 5 cm.
Następnie wywierć przez nią otwór na tyle duży, aby przeszedł przez niego ostatni patyczek do szaszłyka.
Wokół gałęzi wywierć również otwory na skrzydła koła wodnego. Zawsze rób 2 otwory, które są nieco oddalone od siebie. W sumie potrzebujesz 6 par dziurek, czyli w sumie 12.
Teraz włóż skrzydła do wywierconych wcześniej otworów i przymocuj je klejem na gorąco.

Nadszedł moment, aby wypróbować swoje koło wodne. Najpierw trzymaj je w nieruchomym zbiorniku wodnym, potem w rzece, a następnie w przewężeniu. Im szybciej woda płynie, tym prędzej twoje koło wodne będzie się obracać.

Koło wodne – wyjaśnienie dla dzieci: Siła wody napędza łopatki, powodując obrót osi. W historycznym młynie wodnym w ten sposób napędzano młynek, który mielił ziarno. Nawet dziś takie koła są wykorzystywane w elektrowniach wodnych do wytwarzania energii elektrycznej. Stały się one jednak mniejsze i bardziej wydajne – obecnie są nazywane turbinami. Aby wytworzyć energię elektryczną za pomocą energii wodnej, rzekę spiętrza się (np. za pomocą tamy). Jest tylko jedna rura, przez którą może przepływać woda. W rurze tej znajduje się turbina. Obraca się ona dzięki przepływającej przez nią wodzie, a ten ruch obrotowy jest zamieniany na energię elektryczną przez maszynę, podobnie jak w przypadku turbiny wiatrowej.

Eksperymenty słoneczne dla dzieci: wspólne budowanie pieca solarnego

Słońce daje nam światło i ciepło. Jest to szczególnie odczuwalne w gorące letnie dni. Ale jak wielka jest moc słońca? Przecież właściciele domów mogą wytwarzać prąd lub podgrzewać wodę za pomocą paneli słonecznych. Dzięki temu eksperymentowi dla dzieci – samodzielnie wykonanemu piecowi słonecznemu – moc promieniowania słonecznego staje się bardziej namacalna.

Budowa pieca słonecznego – materiały:

pudło kartonowe
czarna farba akrylowa
folia aluminiowa
folia spożywcza
gałęzie lub patyczki do szaszłyków
nożyczki i klej
linijka i ołówek.

Budowa pieca słonecznego – tak to się robi:

Pomaluj wnętrze pudełka czarną farbą.
Na górze kartonu narysuj kwadrat i wytnij trzy boki, aby stworzyć klapę.
Złóż klapkę i wyłóż jej wewnętrzną stronę folią aluminiową.
Teraz przez otwór w górnej części włóż do swojego pudełka np. bułkę z serem.
Otwór w górze uszczelnij folią spożywczą.
Na koniec pod klapą zaciskamy gałęzie lub drewniane patyczki, tak aby była ona mniej więcej w połowie otwarta.

Teraz możecie wspólnie umieścić piec słoneczny na słońcu i obserwować, co się stanie:

Piec słoneczny – wyjaśnienie dla dzieci: Promienie słoneczne padają na folię aluminiową, która odbija je jak lustro do wnętrza pudełka. Wewnątrz pudełka robi się teraz bardzo ciepło, ale ciepło nie może uciec, ponieważ otwór jest uszczelniony przezroczystą folią. Promienie słoneczne mogą się przez nią przedostawać, ale ciepło nie może uciekać (podobnie jak w przypadku efektu cieplarnianego). W rezultacie robi się coraz cieplej, ser się topi, a ty pieczesz bułkę. Normalnie potrzebny jest do tego piekarnik.

Kolejny eksperyment z wykorzystaniem promieni słonecznych, który uczy dziecko o energii cieplnej pochodzącej ze słońca, może być przeprowadzony w ogrodzie. Razem z dzieckiem napełnijcie wąż ogrodowy wodą i zostawcie go na jakiś czas na słońcu. Zauważycie, że chłodna woda jest teraz ciepła. Ta zasada jest wykorzystywana przez systemy solarne do podgrzewania wody lub wspomagania systemu grzewczego. Woda w rurach jest ogrzewana przez słońce, a następnie przekazuje to ciepło do wody w rurze za pośrednictwem wymiennika ciepła.

Energia geotermalna – infografika wyjaśniająca jak działa ogrzewanie geotermalne.

Energia geotermalna wyjaśniona dzieciom: jak działają pompy ciepła

Inną formą energii odnawialnej jest energia geotermalna. Ziemia składa się z różnych warstw, a w środku znajduje się jądro ziemi. Jest tam niewyobrażalnie gorąco – nawet do 6000 °C. To gorące jądro ziemi ogrzewa wszystkie jej warstwy, aż pod powierzchnię. Dlatego wiele zwierząt żyje w dziurach w ziemi, ponieważ zawsze panuje tam taka sama temperatura – niezależnie od tego, czy jest lato, czy zima.

Ciepło z jądra ziemi możemy wykorzystać do ogrzewania. W tym celu wykopuje się tunel o głębokości od 50 do 150 metrów. Jest on wypełniony cieczą i podłączony do urządzenia. Teraz woda na dnie tunelu ogrzewa się sama, ponieważ jest tam bardzo ciepło, i następnie jest transportowana przez pompę do podłączonego urządzenia. Urządzenie odbiera ciepło z wody i przekazuje je do systemu grzewczego. Następnie zimna woda spływa z powrotem do tunelu, gdzie jest automatycznie ponownie podgrzewana. W ten sposób powstaje cykl, dzięki któremu możemy ogrzewać dom bez spalin.

Podsumowanie: z pomocą eksperymentów można wyjaśnić dzieciom czym są odnawialne źródła energii

Dzięki praktycznym doświadczeniom skomplikowane procesy i abstrakcyjne pojęcia stają się dla dzieci bardziej namacalne. Aby wyjaśnić pociechom temat „energii odnawialnej" i tym samym wzmocnić ich świadomość ekologiczną, można wspólnie zbudować koło wodne, wykonać anemometr lub piec słoneczny. Każdy z tych eksperymentów ilustruje moc danego żywiołu i w ten sposób ułatwia dzieciom zrozumienie, jak energia elektryczna lub cieplna może być wytwarzana ze źródeł odnawialnych.

Odkryj więcej artykułów: