Skryf jou eie definisie van 'n stelsel.
'n Stelsel is 'n versameling dele wat as 'n geheel saamwerk.
Hoofstukoorsig
1 week
Hierdie hoofstuk hersien van die begrippe wat in Graad 6 in die afdeling Energie en Verandering oor die voorsiening van elektrisiteit gedek is. Leerders behoort reeds 'n basiese kennis van die nasionale elektrisiteitsvoorsieningsnetwerk te hê en hierdie hoofstuk sal op daardie kennis uitbrei, en bespreek hoe die nasionale stelsel 'n stelsel is om elektrisiteit te voorsien. Hierdie hoofstuk stel ook die begrip van'n dinamo bekend, asook die rol wat Eskom in die opwekking van elektrisiteit speel. Leerders sal die geleentheid kry om verskillende loopbane in energie-opwekking na te vors.
As jy net Natuurwetenskappe onderrig, is dit 'n goeie idee om met die Tegnologie-onderwysers te gesels om te kyk hoe hierdie twee kurrikulums mekaar aanvul, veral wat betref elektrisiteit. Van die begrippe wat vir die eerste keer in Natuurwetenskappe bekendgestel word, is dalk al in die Tegnologie-kurrikulum gedek. Dit sal jou klasse meer doeltreffend en stimulerend vir die leerders maak as jy weet wat hulle reeds gedek het en mee bekend is.
1.1 Oordrag van energie in die nasionale netwerk (2 uur)
Take | Vaardighede | Aanbeveling |
Aktiwiteit: Oorsig van die nasionale elektrisiteitsnetwerk | Assessering en herroep van inligting, definiëring en beskrywing, vergelyking, identifisering | Voorgestel in KABV |
Aktiwiteit: Laat draai'n windmeultjie | Bou, waarneming, beskrywing | Voorgestel |
Aktiwiteit: Oordrag van energie | Assessering en herroep van inligting, interpretasie, sortering en klassifisering, grafiese oordra van inligting | Voorgestel in KABV |
1.2 Bespaar elektrisiteit in die huis (1 uur)
Take | Vaardighede | Aanbeveling |
Aktiwiteit: Komberse vir warmwatersilinders, en sonverhitters | Assessering en herroep van inligting, verduideliking | Voorgestel |
Aktiwiteit: Bespaar elektrisiteit | Sortering en klassifisering, probleemoplossing, beskrywing | Voorgestel in KABV |
Aktiwiteit: Skryf 'n brief aan jou plaaslike koerant | Assessering en herroep van inligting, navorsing, kommunikeer in geskrewe formaat, identifisering van probleme en vraagstukke, vra van vrae, probleemoplossing | Opsioneel |
Aktiwiteit: Loopbaannavorsing | Navorsing, vra van vrae | Opsioneel |
Onthou jy nog dat jy in Graad 6 in Energie en Verandering van hoofstroom-elektrisiteitsvoorsiening geleer het? Ons het geleer dat die elektrisiteit wat in huise, skole, winkels en ander geboue gebruik word, in kragstasies opgewek en deur die nasionale elektrisiteitsnetwerk na ons gebring word. In hierdie hoofstuk gaan ons in meer besonderhede kyk hoe elektrisiteit opgewek en na die verbruikers vervoer word.
'n Interessante video wat 'n omvattende oorsig gee van waar energie vandaan kom en hoe dit via die nasionale netwerk versprei word.
Die Besoek-raampie verwys na 'n uitstekende video oor die nasionale netwerk en som op waar energie vandaan kom, hoe dit ingespan word en hoe dit versprei word. Dit sluit aan by werk wat in Graad 5 en 6 gedoen is. Dit verwys egter net na die nasionale netwerk in die VK en die VSA. Gebruik die geleentheid om die Suid-Afrikaanse nasionale netwerk in teenstelling met internasionale netwerke en voorsieningstelsels te bespreek.
Kom ons kyk na die verskillende dele van die nasionale elektrisiteitsnetwerk.
Die volgende is 'n diagram van die nasionale elektrisiteitsnetwerk. Dit gee jou 'n oorsig van die prosesse en verskillende stappe wat ons gaan bespreek.
VRAE:
Van die vrae hier sluit aan by die werk wat hierdie kwartaal in vorige hoofstukke gedoen is. Dit dien om begrippe te hersien en ook verbande tussen begrippe te lê. Dit versterk leer.
In die eenvoudige stroombaan word die stroombaan voltooi as die draad vanaf die gloeilamp terug na die battery gaan. Ons kan dit nie in die nasionale elektrisiteitsnetwerk sien nie, maar daar is kraglyne wat na die kragstasie teruggaan om die stroombaan te voltooi.
Skryf jou eie definisie van 'n stelsel.
'n Stelsel is 'n versameling dele wat as 'n geheel saamwerk.
Wat sê die Wet van die Behoud van Energie oor die energie in 'n stelsel?
Die energie word bewaar in 'n stelsel; dit word nie geskep of vernietig nie.
Kyk na die diagram van die nasionale elektrisiteitsnetwerk. Dink jy dit is 'n stelsel? Hoekom?
Ja, dit is 'n stelsel omdat dit uit verskillende dele bestaan, soos die kragstasie, kraglyne en geboue, wat saamwerk om elektrisiteit op te wek en te lewer.
Die nasionale elektrisiteitsnetwerk is in werklikheid 'n groot elektriese stroombaan. Kyk na die volgende diagram van 'n eenvoudige elektriese stroombaan wat jy dalk in die klas gemaak het en die diagram van die nasionale netwerk. Ons kan ooreenkomste tussen hierdie stroombaan en die nasionale elektrisiteitsnetwerk soek om dit te verstaan.
Die battery is die bron van potensiële energie in die eenvoudige stroombaan. Wat wek elektrisiteit in die nasionale elektrisiteitsnetwerk op?
Die kragstasie.
In die eenvoudige stroombaan gelei die geleidingsdrade die elektrisiteit in die stroombaan. Watter komponent doen hierdie werk in die nasionale elektrisiteitsnetwerk?
Die kraglyne.
In die eenvoudige stroombaan is die nut van die uitsetenergie om die gloeilamp te laat brand. Wat is van die nuttige uitsette in die geboue waarheen elektrisiteit deur die nasionale elektrisiteitsnetwerk gelei word?
Daar is baie nuttige uitsette, soos ligte in huise en skole, verwarmers, waterverwarming in warmwatersilinders (geisers), die gebruik van toestelle of gereedskap, ens.
Hierdie kwartaal het ons in Hoofstuk 1 energiebronne bespreek. Wat is die bron van energie vir die kragstasie in die diagram?
Steenkool.
Is dit 'n hernubare of nie-hernubare energiebron? Hoekom?
Dit is nie-hernubaar omdat daar 'n beperkte hoeveelheid steenkool op Aarde is. Dit word nie vinnig genoeg aangevul om hernubaar te wees nie.
Ons kan die nasionale elektrisiteitsnetwerk in vier hooffases verdeel. Dit is:
A. Opwekking (dit is waar elektrisiteit opgewek word)
B. Transmissie (die elektrisiteit gaan die kraglyne van die nasionale netwerk binne en word gelei)
Verspreiding (die elektrisiteit word by substasies na verskillende dorpe en gebiede gelei)
D. Verbruikers (dit is waar die elektrisiteit na nuttige energie-uitsette omgesit word)
Gebruik hierdie inligting om die letters A, B, C en D op die diagram van die nasionale elektrisiteitsnetwerk te skryf om die fases te merk.
Die leerders moet die letters op ongeveer die plekke skryf wat hieronder gewys word:
Kom ons kyk nou meer aandagtig na die eerste fase in die nasionale elektrisiteitsnetwerk, naamlik hoe elektrisiteit opgewerk word.
Onthou jy dat ons in Hoofstuk 2 na 'n ander, hernubare manier gekyk het om elektrisiteit op te wek deur die gebruik van 'n hidro-elektriese kragstasie? Die water in die dam is gebruik om die turbine te draai om elektrisiteit op te wek. Watter energie het die water gehad toe dit aan die bopunt in die dam was?
Potensiële energie.
Waarin is hierdie energie omgesit toe die water geval en die turbine gedraai het?
Dit is in kinetiese energie omgesit.
In Suid-Afrika gebruik die meeste van die kragstasies steenkool as brandstof. Ons gaan dus meer leer oor hoe steenkoolaangedrewe kragstasies werk. Die steenkool word uit die grond ontgin. Dit word in groot vragmotors of per trein na die kragstasies vervoer.
Ons sal volgende kwartaal in Planeet Aarde en die Ruimte leer hoe steenkool gevorm word.
Die koeltoring links op die foto is met die grootste muurskildery in Suid-Afrika bedek.
Kom ons kyk in meer besonderhede na wat binne 'n kragstasie gebeur.
Die groot stukke steenkool word eers tot 'n fyn poeier verwerk. Dit word vergruising genoem.
Die steenkool word dan na 'n hoogoond geneem waar dit verbrand word.
Die hitte-energie van die brandende steenkool word gebruik om water te kook en stoom te vorm.
Die stoom druk die lemme van die turbine en laat die turbine draai.
Die turbine is aan die as van die kragopwekker verbind, wat dan groot magnete binne draadspoele draai. Dit wek elektrisiteit op.
Die elektriese stroom word deur kraglyne na besighede en huis gelei.
Noudat ons die basiese proses ken om elektrisiteit op te wek, kom ons kyk in meer besonderhede na hoe energie van een deel van die stelsel na 'n ander oorgedra word.
In 'n steenkoolaangedrewe kragstasie word die potensiële energie wat in die steenkool opgeberg is, gebruik om water te kook om stoom te produseer.
Die hitte-energie in die stoom word na 'n turbine oorgedra. Dit laat die turbine draai, wat beteken dat die turbine nou kinetiese energie het. Kan jy sien hoe energie van 'n hitte-stelsel na 'n meganiese stelsel oorgedra word?
Hoe laat die stoom die turbine draai? Kom ons maak 'n eenvoudige turbine (windmeultjie) om te kyk hoe dit werk.
As jy nie genoeg tyd in die klas het vir elke leerder om sy of haar eie windmeultjie te maak nie, maak dan 'n paar voor die les aangebied word wat die leerders kan gebruik, of maak net een om as demonstrasie te gebruik. Jy kan dalk ook klein windmeultjies koop om klastyd te spaar.
Party ketels kan dalk nie so 'n sterk stroom stoom produseer nie, dus is dit 'n goeie idee om die ketel vooraf met 'n papier-windmeultjie te toets. Jy kan ook die video kyk waarna in die Besoek-raampie verwys word.
As die windmeultjie wat met die A5-papier gemaak is, te groot is om in die stoom van 'n ketel te draai, herhaal die aktiwiteit, maar gebruik 'n kleiner stukkie papier. As jy met 'n kleiner stukkie papier begin, sal jy met 'n kleiner windmeultjie eindig. Let daarop dat die kommersiële windmeultjies van plastiek dikwels in die stoom opkrul en smelt.
Hoe om 'n windmeultjie te maak (video)
MATERIALE:
INSTRUKSIES:
Maak seker dat jy die hittestelsel (die ketel en kookwater) en die meganiese stelsel (die draaiende windmeultjie) uitwys, asook hoe die energie tussen die stelsels oorgedra word.
Ons het hoofsaaklik na steenkoolaangedrewe kragstasies gekyk, maar ander energiebronne, soos hidro-elektrisiteit of kernkrag, kan ook gebruik word om energie aan die turbine oor te dra.
VRAE:
Wat het met die windmeultjie gebeur toe dit in die stoom van die kokende ketel gehou is?
Die windmeultjie het gedraai toe dit in die stoom gehou is.
Hoekom het die windmeultjie gedraai? Verduidelik die oordrag van energie wat plaasvind.
Die element van die ketel dra energie aan die water in die ketel oor. Die water begin dan kook en verander van fase na waterdamp. Die stoom styg op as gevolg van konveksie. Die bewegende deeltjies druk teen die lemme van die windmeultjie en laat die windmeultjie draai. Die stoom het baie kinetiese energie wat aan die lemme van die windmeultjie oorgedra word en dit laat draai. Daar is oordrag van energie tussen 'n hittestelsel en 'n meganiese stelsel.
Die draaiende turbine is aan die as van 'n kragopwekker verbind. Die draaiende turbine draai die kragopwekker. Die turbine dra dus sy kinetiese energie aan die kragopwekker oor.
'n Kragopwekker bestaan uit 'n baie groot solenoïed met 'n groot, draaiende magneet. Die solenoïed bestaan uit duisende windings geleidingsdraad. Wanneer die magneet binne die spoel gedraai word, wek die kragopwekker elektrisiteit op. Die elektrisiteit word dan na ons huise toe gestuur deur die kraglyne van die nasionale netwerk. Ons gebruik die energie in ons huise om ons toestelle te laat werk.
Ons sal volgende jaar in Graad 8 meer oor elektromagnete leer.
Hoe 'n steenkoolaangedrewe kragstasie werk (video)
Organiseer indien moontlik 'n uitstappie saam met jou leerders na 'n kragstasie in julle gebied. Hier is 'n skakel na die Wikipedia-artikel wat alle kragstasies in Suid-Afrika lys. http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_power_stations_in_South_Africa
Hier is 'n tabel met 'n opsomming van sommige van die kragstasies in Suid-Afrika en die provinsie waarin hulle geleë is.
Steenkoolaangedrewe kragstasies
stoom | Provinsie |
Arnot-kragstasie | Mpumalanga |
Bloemfontein-kragstasie | Vrystaat |
Camden-kragstasie | Mpumalanga |
Duvha-kragstasie | Mpumalanga |
Kelvin-kragstasie | Gauteng |
Lethabo-kragstasie | Vrystaat |
Matimba-kragstasie | Limpopo |
Pretoria-Wes-kragstasie | Gauteng |
Hidro-elektriese kragstasies
stoom | Provinsie |
Drakensberg-pompopgaarskema | Vrystaat |
Gariepdam | Vrystaat/ Oos-Kaap-grens |
Ingula-pompopgaarskema | KwaZulu-Natal |
Kougadam | Oos-Kaap |
Palmiet-pompopgaarskema | Wes-Kaap |
Steenbras-pompopgaarskema | Wes-Kaap |
Vanderkloofdam | Noord-Kaap |
Die beskrywing van die opwekking van elektrisiteit in die teks wat hierdie aktiwiteit voorafgaan en die video's behoort leerders genoeg inligting te gee om 'n eenvoudige vloeidiagram te teken wat toon hoe energie deur die stelsel oorgedra word, van die steenkool tot by die kraglyne.
INSTRUKSIES:
Hierdie is voorbeeld van die tipe vloeidiagram wat vereis word. As leerders sukkel, begin die diagram deur vir hulle die eerste stap te wys en dan kan hulle dit voltooi.
Let daarop dat 'n kragopwekker 'n toestel is wat meganiese energie in elektriese energie omskakel, gewoonlik deur gebruik van elektromagnetiese induksie. Die dinamo was eintlik die voorloper van die hedendaagse elektriese kragopwekker. Dit kan beskou word as 'n tipe kragopwekker wat direkte stroom produseer met gebruik van kommutators. In Graad 7 verduidelik ons nie die verskil tussen 'n direkte en 'n wisselstroom nie. Kragopwekkers word nou wêreldwyd gebruik en dinamo's word as outydse instrumente beskou, maar hulle word steeds in sommige gevalle gebruik waar 'n swak DS benodig word, soos 'n fietslig wat hier bespreek word. Maak seker dat leerders nie die woorde kragopwekker en dinamo afwisselend gebruik nie aangesien 'n dinamo 'n tipe kragopwekker is, maar dis verkeerd om 'n kragopwekker 'n dinamo te noem.
Eskom wek elektrisiteit op groot skaal op deur groot kragopwekkers te gebruik, maar ons kan elektrisiteit op 'n kleiner skaal opwek deur 'n dinamo te gebruik. 'n Dinamo is 'n tipe kragopwekker en word allerweë beskou as die toestel wat gekom het voor en gelei het tot die ontwikkeling van hedendaagse kragopwekkers wat nou wêreldwyd gebruik word. Dinamo's word egter steeds op plekke gebruik waar 'n swak stroom benodig word.
'n Dinamo is 'n tipe kragopwekker, maar 'n kragopwekker is nie noodwendig 'n dinamo nie.
'n Fietslig word deur 'n klein dinamo aangedryf. 'n Fietsdinamo het 'n klein magneet wat binne 'n metaalspoel gedraai word. Die magneet word deur die beweging van die fietswiel gedraai.
Sien jy die tandrat bo wat draai soos die wiel in die rondte draai? Dit draai die magneet wat in die dinamo is. Verduidelik die oordrag van energie in hierdie stelsel.
Die beweging (kinetiese energie) van die wiel word in elektriese energie omgeskakel.
Hoekom is dit voordelig om 'n dinamo eerder as 'n battery aan 'n fiets te hê?
Die dinamo word gebruik om elektrisiteit op te wek wat die fietslig laat brand. Dit is nuttig omdat 'n battery net 'n sekere tyd sal hou en dan pap word, terwyl 'n dinamo heeltyd sal werk terwyl jy trap aangesien dit net die beweging van die wiel benodig.
Dinamo's word ook in kopligte vir mynwerkers en opwenflitse en opwenradio's gebruik. As 'n mynwerker se koplig doodgaan, kan hy net weer die dinamo opwen om elektrisiteit vir die lig op te wek. Dit is baie nuttig wanneer mynwerkers diep ondergronds is en hulle nie kan bekostig om sonder 'n lig te wees nie. Met 'n batteryaangedrewe lig bestaan die gevaar dat dit kan doodgaan en dan is daar geen manier om dit ondergronds te herlaai nie.
Dit is baie duur om elektrisiteit op te wek en in Suid-Afrika maak ons grootliks op nie-hernubare energiebronne soos steenkool staat. Die verbranding van fossielbrandstowwe stel kweekhuisgasse in die atmosfeer vry, wat skade aan die omgewing veroorsaak. Ons moet dus elektrisiteit bespaar.
In Suid-Afrika wek Eskom elektrisiteit op en stuur dit na ons huise deur die drade van die nasionale netwerk. Eskom laat ons betaal vir die elektrisiteit wat ons gebruik. Om geld te spaar en die omgewing te bewaar moet ons seker maak dat ons so min elektrisiteit as moontlik gebruik.
Daar is verskeie alledaagse huishoudelike toestelle wat baie elektrisiteit gebruik. Die elemente van 'n elektriese stoof en oond gebruik baie elektrisiteit om warm genoeg te bly om kos gaar te maak. Elektrisiteit kan bespaar word deur seker te maak dat die oond afgeskakel word sodra die kos gaar is.
'n Elektriese stoof het gewoonlik verskeie verhittingselemente van verskillende groottes. Op die foto kan jy sien daar is twee groot plate en twee kleineres. Dit is belangrik om klein potte op klein plate en groot potte op groot plate te gebruik. Hoekom dink jy is dit so?
Die deel van die verhittingselement wat nie deur die pot bedek word nie, dra hitte-energie na die lug rondom die element eerder as na die pot oor en so word baie energie "vermors".
Enige toestel wat hitte produseer benodig baie elektrisiteit. 'n Geiser is 'n toestel wat baie elektrisiteit gebruik. 'n Warmwatersilinder is 'n silindriese tenk wat gebruik word om water warm te maak en te berg vir gebruik in huise. Dit verg baie energie om die water warm te maak en baie elektrisiteit is dus nodig. Baie van die energie wat aan die water oorgedra word, word vermors omdat die lug rondom die warmwatersilinder warm word soos energie die water verlaat en na die lug oorgedra word. Die warmwatersilinder moet aanhoudend die water warm maak om die temperatuur konstant te hou.
Een manier om die energieverlies na die omringende lug te beperk, is om 'n warmwatersilinderkombers te gebruik. Warmwatersilinderkomberse is gewoonlik tussen 50 mm en 150 mm dik en bestaan dikwels uit veselglas en ander isolerende materiale. Hulle is met 'n weerkaatsende aluminiumlaag bedek.
Sonverhitters gebruik nie elektrisiteit van die nasionale netwerk vir hulle energiebehoeftes nie. Ons het reeds geleer hoe hulle werk.
VRAE:
Gebruik jou kennis van isolasiemateriale om te verduidelik hoe 'n warmwatersilinderkombers kan help om energieverlies vanaf die water na die omgewing te verminder en dus elektrisiteit te bespaar.
Die dik vesellaag help om die energieverlies te verminder deur die oordrag van hitte vanaf die water na die lug te vertraag. Die blink aluminiumlaag is 'n swak uitstraler van straling en minder energie word dus deur straling verloor.
Hoe help die installering van 'n sonverhitter om die druk op die nasionale netwerk te verlig?
Die sonpanele wek die vereiste energie op en dus word dit nie deur Eskom opgewek nie. Elektrisiteit wat deur Eskom opgewek word, moet bespaar word. Dit verminder ook die vraag na nie-hernubare energiebronne, die gebruik waarvan 'n negatiewe impak op die omgewing het.
Kom ons kyk na nog maniere om energie te bespaar.
Die Eskom-webwerf het verskeie wenke oor hoe om elektrisiteit te bespaar. http://www.eskom.co.za/c/article/78/conserving-electricity/
INSTRUKSIES:
Kyk na die rooster hieronder. As die stelling help om elektrisiteit te BESPAAR, kleur dit BLOU in. As die stelling elektrisiteit VERMORS, kleur dit ROOI in.
Skakel toestelle af as jy met vakansie is | Laat brand die ligte in 'n leë vertrek | Gebruik 'n elektriese kombers | Gebruik buisligte | Gebruik filament- ligte |
Dra truie en warm klere in die winter | Los buiteligte aan gedurende die dag | Gebruik 'n elektriese tandeborsel | Was vol vragte wasgoed in die wasmasjien | Skakel die warmwater- silinder gedurende die dag af |
Kook 'n vol ketel water vir net een koppie tee | Gebruik 'n gas- verwarmer | Hang klere buite om droog te word | Skakel die TV af wanneer niemand kyk nie | Gebruik 'n warmwater- silinderkombers |
Was halwe vragte skottelgoed in die skottelgoed- wasser | Laat die oond aan met niks daarin nie | Gebruik 'n elektriese blikoopmaker | Skakel 'n lugverkoeler aan terwyl die vensters oop is | Gebruik 'n tuimeldroër |
Die blokkies wat leerders as energieverkwistend moet identifiseer, word hieronder gelys, met 'n voorstel oor hoe dit herskryf kan word om energiebesparend te wees:
Laat brand die ligte in 'n leë vertrek - Skakel die ligte af in 'n leë vertrek
Gebruik 'n elektriese kombers - Gebruik ekstra materiaalkomberse
Gebruik filamentligte - Gebruik buisligte
Los buiteligte aan gedurende die dag - Skakel buiteligte af gedurende die dag
Gebruik 'n elektriese tandeborsel - Moenie 'n elektriese tandeborselgebruik nie
Kook 'n vol ketel water vir een koppie tee - Kook net die hoeveelheid water wat jy wil gebruik
Was halwe vragte skottelgoed in die skottelgoedwasserr - Sit net die skottelgoedwasser aan wanneer dit vol is
Laat die oond aan met niks daarin nie - Skakel die oond af sodra die kos gaar is
Gebruik 'n elektriese blikoopmaker - Gebruik 'n blikoopmaker wat met die hand gedraai word
Skakel 'n lugverkoeler aan terwyl die venster oop is - Hou vensters en deure toe wanneer die lugverkoeler aan is
Gebruik 'n tuimeldroër - Hang eerder wasgoed buite as om 'n tuimeldroër te gebruik
VRAE:
Maak 'n lys van die elektriese toestelle in jou huis. Stap deur die huis en maak seker dat jy elke item tel. Wat kan jy in jou huis doen om jou gesin te help om elektrisiteit te bespaar?
Leerder-afhanklike antwoord
Ons land maak hoofsaaklik op fossielbrandstowwe staat vir energievoorsiening. Eskom se kragstasies gebruik steenkool, wat 'n nie-hernubare energiebron is. Hoe kan die besparing van elektrisiteit in ons huise help om ons negatiewe impak op die omgewing te verminder?
Hierdie vraag hou verband met wat leerders in Hoofstuk 1 oor bronne van energie geleer het. Die verbranding van fossielbrandstowwe stel kweekhuisgasse vry wat tot die kweekhuiseffek in die atmosfeer bydra. Dit dra weer tot aardverwarming by. As ons elektrisiteit spaarsamig in ons huise gebruik, verlig ons die las op die steenkoolaangedrewe kragstasies en help dus om die vrystelling van kweekhuisgasse te verminder.
Watter hernubare energie-alternatiewe kan jou gesin in julle huis benut om die gebruik van elektrisiteit wat deur steenkoolaangedrewe kragstasies opgewek en deur die nasionale netwerk versprei word, te verminder?
Leerders kan die installering van sonpanele op die dakke van hulle huise voorstel om eerder sonkrag, wat 'n hernubare energiebron is, te benut. Elektriese warmwatersilinders gebruik ook baie elektrisiteit om water te verhit, dus sal die gesin, deur die installering van 'n sonverhitter (soos bespreek in Hoofstuk 4), hulle las op die nasionale voorsieningstelsel verlig deur eerder alternatiewe energiebronne te gebruik.
Dit is 'n opsionele aktiwiteit wat daarop gemik is om bewustheid onder leerders te skep oor ons land se afhanklikheid van fossielbrandstowwe en die negatiewe omgewingsimpak daarvan. Dit kan ook as 'n huiswerktaak gedoen word.
Leerders moet 'n brief aan die plaaslike koerant skryf. Moedig leerders aan om bykomende navorsing te doen oor die gebied waarin julle bly. Kyk byvoorbeeld na die direkte invloed van 'n steenkoolaangedrewe kragstasie in hulle gebied, soos die moontlike gevolge van suurreën. Leerders moet navorsing doen oor bestaande kragastasies wat hernubare energie benut en dalk uitgebrei kan word.
Hierdie taak behels kreatiewe skryfwerk, maar dit is ook 'n navorsingstaak. Leerders moet alle bronne aandui wat hulle gebruik. Leerders moet in hulle briewe hulle motivering insluit oor waarom hernubare energiebronne eerder ontgin moet word. Die wetenskaplike akkuraatheid van hulle briewe moet ook geassesseer word.
Die doel van hierdie aktiwiteit is om leerders konstruktiewe, probleemoplossende denke te laat gebruik.
Jy het so pas uitgevind dat daar planne bestaan om 'n nuwe steenkoolaangedrewe kragstasie net buite julle dorp te bou. Die plaaslike gemeenskap is ontsteld hieroor weens die invloed van die besoedeling op die omgewing. Die gemeenskap voel ook dat meer moeite gedoen moet word om ons afhanklikheid van nie-hernubare energiebronne te verminder. Ons moet eerder alternatiewe maniere soek om elektrisiteit op te wek. Jy besluit om 'n bietjie navorsing te doen oor die beste moontlike oplossing vir 'n kragstasie wat nie fossielbrandstowwe gebruik nie.
INSTRUKSIES:
Leerder-afhanklike antwoord
Loopbane in elektrisiteit
Daar is baie verskillende beroepe in die veld van elektrisiteitsopwekking. Ingenieurs, beide meganies en elektries, is nodig om die nodige prosesse vir elektrisiteitsopwekking te ontwerp en te laat plaasvind. Tegnici en vakmanne is nodig om die kragopwekkers te bou en te onderhou. Navorsers is ook nodig om nuwe tegnologie te help toets en ontwikkel.
INSTRUKSIES:
Kies 'n beroep in 'n elektriese veld wat jy interessant vind en doen navorsing daaroor. Jy kan inligting op die internet of in boeke soek. Beroepe in die veld van elektrisiteitsopwekking om oor uit te vind sluit in ingenieurs, wetenskaplikes, vakmanne en tegnici.
Leerders kan ook 'n plakkaat oor die beroep maak en dit in die klaskamer uitstal.
Jy kan ook van die ingenieursverenigings kontak wat hieronder gelys word.
Ingenieursraad van Suid-Afrika (IRSA)
Tel: (011) 607-9500 Faks: (011) 622-9295
E-pos: engineer@ecsa.co.za
Suid-Afrikaanse Instituut van Elektriese Ingenieurs
Tel: (011) 487-3003/6 / (011) 487-3002
Elektriese Kontrakteursvereniging van Suid-Afrika
Tel: (011) 392 0000
Wat behels 'n dag in hierdie beroep?
Leerder-afhanklike antwoord
Die Zooniverse-webwerf gee 'n goeie oorsig van die verskillende burgerwetenskapprojekte waarby leerders betrokke kan raak. Daar is 'n groot verskeidenheid projekte, van om moontlike planete rondom die sterre te identifiseer, werklike kankerdata en data oor tropiese siklone te ontleed, tot om na die roepe van walvisse of vlermuise te luister. En daar is nog vele meer. Burgerwetenskap is wetenskaplike navorsing wat deels of in die geheel deur nie-professionele wetenskaplikes, veral die algemene publiek, gedoen word. Deur leerders aan te moedig om by van hierdie projekte betrokke te raak, sal hulle oë oopmaak vir die moontlikhede wat bestaan, en ook betekenis en waarde toevoeg aan wat hulle in die Natuurwetenskappe-klaskamer leer. https://www.zooniverse.org/
"Burgerwetenskap" is wanneer die algemene publiek aan wetenskaplike navorsing deelneem en dit doen.
Wil jy by werklike wetenskaplike navorsing betrokke raak? Kyk na hierdie burgerwetenskap-projekte om maklik betrokke te raak. https://www.zooniverse.org/
Onthou om meer aanlyn te ontdek deurwww.curious.org.za te besoek en deur die skakels in die Besoek-raampie in jou webleser te tik om na video's te kyk, met simulasies te speel of interessante artikels te lees.
Konsepkaart
Voltooi die konsepkaart hieronder deur maniere in te vul om energie te bespaar.
Hoekom dink jy kan ons na die nasionale elektrisiteitsvoorsiening as 'n netwerk verwys? [2 punte]
Omdat die kraglyne 'n netwerk oor die land vorm wat 'n geslote stroombaan is. Dit is 'n stelsel.
Wat is die hoofbron van energie vir kragstasies in Suid-Afrika? [1 punt]
Steenkool.
Wat is Eskom? [1 punt]
Eskom is Suid-Afrika se openbare nutsdiens wat die meeste elektrisiteit in Suid-Afrika opwek.
Kyk na die diagram van 'n kragstasie. Skryf 'n paragraaf om die prosesse te beskryf waardeur elektrisiteit in 'n steenkoolaangedrewe kragstasie opgewek word. [7 punte]
Die paragraaf moet die volgende punte insluit:
Ons het hoofsaaklik na steenkoolaangedrewe kragstasies gekyk en hoe energie in steenkool na die turbine oorgedra word. Watter ander energiebronne kan gebruik word? [3 punte]
Enige van die fossielbrandstowwe (ook aardgas en olie), vallende water in 'n hidro-elektriese kragstasie, 'n windturbine of kernbrandstof.
Die volgende grafiek toon energievoorsiening in Suid-Afrika deur die verskillende bronne van energie. Hierdie persentasies sluit die opwekking, verbruik en uitset van elektrisiteit vir elke bron in 2010 in. Beantwoord die vrae wat volg.
Watter soort grafiek is dit? [1 punt]
Tot wat tel al die persentasies in hierdie soort grafiek op? [1 punt]
Watter persentasie van ons energievoorraad kom van steenkool, soos getoon in 2010? [1 punt]
Watter persentasie van ons energievoorraad het in totaal in 2010 van fossielbrandstowwe gekom? [2 punte]
Maak Suid-Afrika meer op hernubare of nie-hernubare energievoorsiening staat? [1 punt]
Watter energiebron lewer die minste elektrisiteit in Suid-Afrika, soos in 2010 getoon? [1 punt]
Wat is die invloed van ons land se afhanklikheid van nie-hernubare energiebronne? [3 punte]
'n Sirkeldiagram.
\(\text{100}\)%
\(\text{67}\)%
Leerders moet die persentasies vir steenkool, olie en en aardgas bymekaartel, wat 67 + 19 + 2 = \(\text{88}\)% is.
Nie-hernubaar, omdat dit \(\text{88}\)% van ons energievoorsiening uitmaak.
Waterkrag.
Leerders moet hulle antwoorde regverdig. Jy moet hulle beredenering en verduidelikings van hulle antwoorde assesseer. Moontlike antwoorde vir hierdie vraag: Nie-hernubare energiebronne is nie op die lang termyn volhoubaar nie aangesien daar 'n beperkte voorraad is. Suid-Afrika moet vooruit dink en beplan vir wanneer die voorraad nie-hernubare energiebronne opraak deur na alternatiewe hernubare oplossings te kyk. Die gebruik van nie-hernubare energiebronne het 'n negatiewe impak op die omgewing weens die vrystelling van kweekhuisgasse wat bydra tot aardverwarming en suurreën wat gewasse en geboue vernietig.
Gebruik die sirkeldiagram om 'n tabel in die spasie hieronder te teken wat die data toon. [6 punte]
'n Voorbeeld van 'n tabel word hieronder gegee. Leerders moet die tabel 'n opskrif gee [1 punt], asook opskrifte vir die kolomme [1 punt elk]. 2 punte word vir die korrekte data toegeken. 1 punt is vir wanneer die persentasieteken in die opskrif en nie in elke ry geplaas word nie.
Tabel wat die persentasiegewyse bydrae van elke energiebron in Suid-Afrika in 2010 toon
Energiebron | Persentasie energie wat dit in Suid-Afrika voorsien (\%) |
Steenkool | 67 |
Olie | 19 |
Vaste biomassa en afval | 10 |
Aardgas | 2 |
Kernkrag | |
Hidro-elektriese krag |
Hoekom het 'n mynwerker 'n dinamo eerder as 'n battery nodig vir sy koplig? [2 punte]
Batterye raak redelik vinnig pap. Mynwerkers is lang tye ondergronds en dinamo's raak nie pap nie. Die mynwerker kan eenvoudig die dinamo weer met die hand opwen sodra die koplig begin dowwer word.
Lys drie maniere waarop jy energie in die huis kan bespaar. [3 punte]
Leerder-afhanklike antwoord. Moontlike antwoorde sluit in: Skakel toestelle af na gebruik. Skakel die ligte in leë kamers af. Skakel die warmwatersilinder af. Gebruik 'n warmwatersilinderkombers. Installeer sonverhitters.
Die volgende tabel toon die hoeveelheid energie wat sekere kombuistoestelle in een uur gebruik.
Toestel | Kilojoule |
Koffiemasjien | 2 400 |
Elektriese stoof | 10 800 |
Elektriese braaipan | 4 500 |
Kookplaat - groot | 8 600 |
Kookplaat - klein | 4 600 |
Ketel | 6 800 |
Mikrogolfoond | 4 400 |
Broodrooster | 3 600 |
Toebroodjierooster | 4 300 |
Voedselverwerker | 600 |
Gebruik die tabel om 'n staafgrafiek te teken. [5 punte]
Watter toestel gebruik die meeste elektrisiteit? [1 punt]
Hoe kan jy elektrisiteit bespaar deur jou kos verder in 'n ander stelsel te kook nadat dit warm gemaak is? Wenk: Jy het dalk een hiervan in 'n vorige aktiwiteit gemaak! [1 punt]
Let wel: Die staafgrafiek moet 'n opskrif hê [1 punt] wat aandui wat dit voorstel. 'n Voorbeeld van 'n opskrif is: "Hoeveelheid energie wat alledaagse huishoudelike toestelle in een uur gebruik." Die soort toestel moet op die horisontale x-as gelys word [1 punt]. Die aantal kilojoules moet op die vertikale y-as gestip word [1 punt]. Die hoogte van elke staaf moet korrek wees volgens die skaal van die vertikale as [1 punt]. Daar moet gapings tussen die stawe van die grafiek wees [1 punt].
Die elektriese stoof.
Gebruik 'n warmboks ('hotbox') om die kos verder te kook as dit eers verhit is.
Totaal [42 punte]