Panel Solar

Objetivos

Los estudiantes desarrollarán un sistema de paneles solares que ajusta el ángulo del panel solar en relación con el sol para obtener un rendimiento óptimo. Usando un enfoque basado en la indagación, los estudiantes investigarán y encontrarán el ángulo óptimo entre la fuente de luz y el panel solar.

Planificación

Para comenzar con este proyecto, el maestro debe tener las siguientes herramientas listas antes de la clase:

  • Un módulo de unión de Fable
  • Paneles solares
  • Voltmetro
  • Amperímetro.
  • Bombilla (foco) o una resistencia.
  • Opcional: Bloques de LEGO para construir un soporte para el panel solar
  • Potente bombilla halógena (500 w) en caso de que no haya luz solar

Hoja de asignación.

Tema & Grado: Física/Quimica

Grado: 8-9

Duración: 6 lecciones (6 x 45 minutos)

Documentos

Actividades de aprendizaje

Antes del proyecto, la clase debe trabajar con fuentes de energía alternativas para que los estudiantes estén familiarizados con las diversas tecnologías que existen. También es importante que los estudiantes sepan cómo usar un amperímetro y un voltímetro, y que puedan construir circuitos eléctricos simples.

La clase se divide en grupos de 2-4 alumnos. Antes de que los grupos comiencen a programar y desarrollar su sistema, deben investigar las condiciones para una salida óptima de un panel solar. La eficiencia de un panel solar es mayor cuando los rayos del sol golpean el panel desde un ángulo perpendicular. Los estudiantes deben relacionar este hecho con la ubicación del sol en el cielo y la orientación del panel solar. El sistema también debe poder distinguir entre verano e invierno, dado que la altura del sol en el cielo varía a lo largo del año. Para examinar la salida de su sistema, los estudiantes miden la corriente y el voltaje de su configuración. Es importante que se incluya una bombilla o una resistencia adecuada en el circuito para que los estudiantes puedan medir la corriente en el sistema de paneles solares. El tamaño de la bombilla depende de la potencia producida por los paneles solares y del número de paneles solares utilizados en el experimento. Por lo tanto, esto debe ser investigado antes de que el material sea utilizado.

Fable se programa para asegurar que el panel solar reciba la máxima luz solar. Los estudiantes deben ser capaces de describir el camino óptimo que debe seguir el panel solar. Aquí, también es posible diferenciar la tarea. El sistema se puede simplificar considerando solo la hora del día en que el sol está en su punto más alto (cenit). El grupo luego construye un sistema de control electrónico que toma en cuenta la posición del sol en el cielo en invierno y verano. La ilustración del proyecto muestra la posición del sol (en el cenit) sobre Copenhague en verano e invierno.

Para aumentar la dificultad del proyecto, la funcionalidad del sistema se puede ampliar para que el sistema pueda ajustar el ángulo del panel solar en la mañana, el mediodía y la noche en verano e invierno, respectivamente

Los estudiantes también pueden elegir una ubicación diferente en el mundo para desarrollar el sistema.

El almanaque en línea encontrado en http://www.torbenhermansen.dk/almanak/solhojde/solhojde.php  

Se puede utilizar para encontrar la altura del sol durante todo el año. Tenga en cuenta que los estudiantes deben asegurarse de permanecer dentro del hemisferio norte, ya que de lo contrario, será necesario invertir todas las direcciones.

Finalmente, los alumnos preparan una presentación de su sistema. Por eso es importante que los grupos documenten su trabajo a lo largo de las tareas.

Evaluación

Evaluación de la clase donde los alumnos presentan sus resultados.

Además, los alumnos completan un formulario de autoevaluación. Esta evaluación está destinada para el uso propio de los estudiantes, pero también puede ser utilizada por el profesor en relación con lecciones futuras.

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