|
Titel
3
|
Forløb 3 Solens energi, solceller og råstoffer
Fokus i forløbet er hvordan solens energi udnyttes i solceller i Danmark og Australien samt hvilke råstoffer, der indgår i solcellefremstilling og hvilke udfordringer er der med dette set ud fra europæiske perspektiv.
Forløbet indledes med forståelse af Solens indstråling i løbet af året, herunder betydning af hvor Solens stråler står i zenit. Jordens krumning samt Jordens hældning og betydning for sommer og vinter på de to halvkugler inddrages. Eleverne laver forsøg som viser betydning af Jordens krumning og Solens indstrålingsvinkel. Eleverne skal ved hjælp af hydrotermfigurer og kendskab til breddegrad være i stand til at kunne forklare temperaturforløbet i løbet af året (dog ikke lokale forhold). I denne del inddrages Vahls skema over klimazoner og plantebælter, hvor eleverne skal kunne bestemme klimazone og plantebælte ud fra hydrotermfigurer.
Forløbet undersøger solindstrålingen i Danmark og Australien og solcellepotentialet ved brug af Solaratlas. Eleverne får indblik i Solens energiproduktion i de to lande og udviklingen heraf. Eleverne henter selv data for dette på Ourworldindata. Derudover skal eleverne kunne forklare forskelle i den generelle solenergiproduktion i løbet af året set i relation til solindstrålingen. Eleverne laver empiriopgave hvor Solens indstrålingsvinkel i Darwin og Randers aflæses samt aflæsning af Solens energiintensitet på forskellige breddegrader.
Den optimale energiproduktion fra solceller afhænger også af skydækket. Eleverne skal kunne forstå nedbørstyper, dannelse af nedbør og global vindsystem samt hvordan dette kan påvirke de to landes energiproduktion. Herunder skal eleverne kunne forklare polarfronten med tilhørende dynamiske lavtryk og frontregn for Danmark. For ækvator er det termiske lavtryk i ITK-zonen, og hvordan den bevæger sig i løbet af året mellem de to vendekredse i Australien. Eleverne får forståelse af ændringer i lufttryk opad i atmosfæren ved at måle trykket på skolens 4 etager. Derudover skal eleverne ud fra satellitbilleder kunne vurdere skydækket og dets placering ift. nedbørsbælter på Jorden.
Fremstilling af solcellepaneler kræver blandt andet adgang til råstoffer. I forløbet skal eleverne få overordnet forståelse af bjergarternes dannelse som knyttes til det geologiske kredsløb. Eleverne ser på de overordnede bjergartstyper (sedimentær, magmatisk, metamorf). I forløbet fokuseres på kritiske råstoffer (Tellurium, Gallium, Germanium, Indium), hvor eleverne undersøger stigningen i raffinaderi-produktion af råstofferne. Her vises dominansen af Kina på markedet, og det diskuteres hvilke løsninger EU har på dette i forhold til omstilling til vedvarende energi. Forsyningskæder er inddraget for at forstå, hvordan Kina kan opnå dominans på markedet for solcellepanelfremstilling.
Øvelse.
1) Jordens krumning og spredning af Solens stråler over areal (indstråling 90 og 45 grader) samt indstrålingsvinkel.
2) Måle lufttryk fra kælder til loft på skolen (app: Physphox).
Empiri
1) Analyse af data (GHI) fra solaratlas
2) Hente data for produktion af solarenergiproduktion i Australien og Tyskland over tid.
3) Analyse af hydrotermfigur for Randers og Darwin
4) Excel-data med raffinaderi-produktion af råstoffer til soleceller. Lav grafer (og diskutere udviklingen)
5) Analyse af selvvalgte satellitbilleder fra 2023.
kernestof læst
Naturgeografi – vores verden. side 197-198 (geologisk kredsløb), 198-201, 250-253, 256-257, s. 258 (kun afsnit ’Konvektion, Stignings- og frontregn’), fig. 13.21, s. 255. (J. Mangelsen m. fl., 2016, 2. udg.)
https://www.youtube.com/watch?v=M6eswjyJWD0&t=1s (Jordens krumning og opvarmning fra Solens stråler) (4 min) (2 sider)
https://www.ssec.wisc.edu/data/composites/satsfctemp/animation/ (animation af skyernes udvikling i løbet af året) (4 sider)
Mineralske råstoffer, bæredygtighed og innovation (T. Kullberg, P. Kalvig og M. Rink Jørgensen, 2020). Udvalgte kapitler
Mineralske ressourcer og reserver, s. 47-49 (3 sider) (Kap. 5)
Solceller – en grøn energiteknologi, s. 138-147 (9 sider) (Kap. 15)
Forsyningskæder og værdigkæder, s. 244-250 (6 sider) (Kap. 25)
https://www.youtube.com/watch?v=hQUUDvTFjU4 Reserve-ressource model (fig 32 i kap 5) forklaret af Philip Kruse Jakobsen (5 min) (3 sider)
https://youtu.be/IOBH6V9QOP4 (Global vindsystem, 8 min, Undervisningslokalet (Claus Gudum Fåborg, 1. feb, 2025). (4 sider)
https://solarimpact.dk/hvordan-fungerer-en-solcelle/ hvordan fungerer en solcelle. (kun øverste del af siden 1 side). Fokus er på: Opbygning af solceller, begrebet: halvleder; modeller af solcelleteknologier 1) monokrystallinske, 2) polykrystallinske og 3) tyndfilmssolceller.
https://www.undervisningslokalet.dk/geologiske-kredsloeb/ (11 min) (Undervisningslokalet af Claus Gudum Fåborg, 1. feb, 2025). (8 sider)
https://www.geus.dk/om-geus/nyheder/nyhedsarkiv/2024/maj/eu-aftale-om-kritiske-raastoffer-traeder-i-kraft (5 sider).
Empiri-øvelser
https://globalsolaratlas.info/map /GHI for Tyskland og Australien (1 side)
https://ourworldindata.org/ (øvelse: hente data om energiproduktion i Tyskland og Australien, fokus på sol-energi) (1 side)
Analyse af satellitbilleder af nedbørsbælter med fokus på Australien og Danmark.
Øvelse
Undersøge de tre hovedtyper af bjergarter: sedimentære (moler og kridt) magmatiske (granit) og metamorfe (gnejs), og hvilke kendetegn de har.
|