pdf bestandSoorten energie

THEMA ENERGIE > Derde graad > Lessuggesties en activiteiten
2.
1. Lessuggesties
Oriënterendeen
activiteiten
activiteiten op klasniveau
1.3 Soorten energie
De leerlingen ontdekken in het eerste deel van deze
activiteit de problemen in verband met energie. Daarna
maken ze kennis met energiebronnen die deze nadelen
niet hebben.
Via het maken van eenvoudige constructies verkennen de
leerlingen de hernieuwbare energiebronnen. De methode
van TOS 21 (Techniek op School voor de 21e eeuw) wordt
hier toegepast.
Kernenergie
Terwijl Duitsland in 2022 de stekker uit de laatste kerncentrale trekt en nogmaals vraagt om de Belgische scheurtjesreactoren te sluiten, overweegt de Europese Unie forse investeringen in de omstreden energiebron. Onder meer door
tegen 2030 onderzoeksgeld te pompen in flexibele minikern­
reactoren. ‘Absurd, puur gekkenwerk’, vinden critici.
(Artikels verder terug te vinden.)
Het doel van deze werkwijze is dat kinderen zelf probleemoplossend gaan werken. De leerlingen krijgen een
probleemstelling voorgelegd en materiaal ter beschikking.
In groepjes gaan ze op zoek naar een manier om het
probleem op te lossen.
Verdeel de klas in drie groepen en geef elke groep een artikel. De artikels vind je verder in dit deel. (pag. 18-20)
Elk artikel gaat over een ander negatief gevolg van ons
energiegebruik. Laat hen de tekst in stilte lezen. Daarna
vertellen ze elkaar de inhoud van het artikel.
De drie belangrijkste negatieve gevolgen van energiegebruik
komen aan bod:
Ecologische voetafdruk
De groeiende populatie en daaruit voortvloeiende grotere
vraag naar voedsel kan al binnen enkele jaren leiden tot een
verdubbeling van de voedselprijzen. Belangrijkste oorzaken: klimaatverandering, waterschaarste en het verdwijnen
van landbouwgrond. Dat blijkt uit een rapport van Global
Foodprint Network (GFN) in samenwerking met de Verenigde Naties.
Opwarming aarde
Ondanks de steeds angstaanjagendere nieuwsberichten over de opwarming van de aarde, maken
we ons hoe langer hoe minder druk over het
probleem. Dat zit nu eenmaal ingebakken in onze
genen.
Besluit samen met de leerlingen dat we met z’n allen heel
veel energie gebruiken. Te veel, want de meeste gebruikte
energiebronnen zijn eindig én vervuilen het milieu. Vervolgens maak je de stap naar de hernieuwbare energiebronnen
(water, zon, wind, biomassa).
We voegen hier ook spierkracht, aan toe. Dit is geen hernieuwbare energiebron, maar het is een energievorm waar
kinderen voortdurend mee geconfronteerd worden.
Verdeel de klas in groepjes van ongeveer vier leerlingen. Elk
groepje zal een constructie moeten maken die een hernieuwbare energiebron illustreert. Je kan de klas eventueel
indelen in vijf groepjes, één per opstelling.
1
THEMA ENERGIE > Derde Graad > Lessuggesties en activiteiten
Confronteer elk groepje met de probleemstelling en het materiaal (zie hieronder). Laat daarna elk groepje de volgende
stappen doorlopen om de constructie te maken:
• Aan welke voorwaarden moet jullie uitvinding voldoen om het probleem op te lossen?
• Bekijk alle materialen die jullie gekregen hebben.
Bespreek in jullie groepje hoe jullie deze materialen
zullen gebruiken om jullie uitvinding te bouwen.
• Maak een tekening of plan van wat jullie gaan maken.
• Maak nu samen hetgeen jullie gepland hebben.
• Test jullie uitvinding. Is ze geslaagd? Waarom (niet)?
Wat kan eraan verbeterd worden?
• Stel jullie uitvinding voor aan de rest van de klas.
Waarschijnlijk zullen verschillende groepjes verschillende
oplossingen vinden. Gebruik deze verschillen
als leerkansen. Wanneer het groepje de uitvinding voorstelt
(stap 6), kunnen de andere leerlingen suggesties doen.
Omdat sommige constructies moeilijker zijn dan andere,
vind je daarbij een lijstje met hints. Dit lijstje kan je aan de
leerlingen geven, maar je kan het ook gebruiken als inspiratiebron voor voorbereidende proefjes met de hele klas. Een
voorstel van oplossing voor de leerkracht staat onderaan
elke constructie.
2) Zonne-energie
Opdracht:
Water warmt op als je het in de zon zet. Maak met het
beschikbare materiaal een toestel dat het water sneller
opwarmt dan normaal.
Zorg dat je de opwarming door dit toestel kan vergelijken
met de normale opwarming.
Materiaal:
drie doorzichtige, bokalen of flessen van dezelfde grootte,
zwart papier, wit papier, rood papier, water, thermometer,
plakband, lijm, zon of een sterke halogeenlamp, aluminiumfolie, stuk stof, plastic…
Hints:
• Zwart houdt warmte vast.
• Om te kunnen vergelijken, moeten er verschillen zijn.
Mogelijke oplossing:
Omwikkel één bokaal met zwart papier. Doe in de drie bokalen evenveel water. Meet de temperatuur. Zet de bokaal
met zwart papier en een bokaal zonder papier in de zon.
De andere bokaal zet je in de schaduw.
Meet na een tijdje (minstens een half uur) opnieuw de
temperatuur. Het water in de bokaal met zwart papier zal
sneller opwarmen dan dat in de bokaal zonder papier die
in de zon staat. Dat zal dan weer sneller opwarmen dan
dat in de bokaal in de schaduw.
Op de tafel ligt extra materiaal, zodat de experimenteerruimte en de keuzemogelijkheden groter worden.
Tip: extra begeleiding zal bij deze activiteit welkom zijn!
1) Windenergie
Opdracht:
Wind zet dingen in beweging. Maak met een deel van het
beschikbare materiaal een toestel
dat voortbeweegt door de wind.
Materiaal:
lijm, plakband, botervlootje, kurk, satéstokje, stuk papier,
stuk stof, een teil met water, stuk
plastic, stof van een oude paraplu, piepschuim, plankje
hout, spijkers, touw…
Hints:
• Een bootje blijft drijven op het water.
• Wind kan je ‘vangen’ in bijvoorbeeld een zeil.
Mogelijke oplossing:
Maak in het midden van het botervlootje de kurk vast.
Daarin komt het satéstokje als mast. Maak het stuk papier
of het stuk stof vast aan het satéstokje: dat is het zeil.
Wind kan je buiten opzoeken of nabootsen door te blazen
met een haardroger.
2
3) Biomassa
Tips:
Deze opdracht wordt best buiten uitgevoerd.
Bij deze opdracht is best steeds een volwassene aanwezig.
Voorzie eventueel extra begeleiding en hou een emmer en
een vochtige dweil bij de hand.
Opdracht:
In dingen uit de natuur (biomassa) zit zonneenergie opgeslagen. Soms kunnen we die op een eenvoudige manier
vrijmaken. Bedenk een veilige (!) manier om de energie uit
dit materiaal te gebruiken.
THEMA ENERGIE > Derde Graad > Lessuggesties en activiteiten
Materiaal:
een doosje lucifers, een metalen koekjesdoos of een vrij
groot conservenblik (let op voor de scherpe rand!), een
knackworstje, een ijzeren staafje (spit), een stevige schaar
of een kniptangetje, papier, houtzaagsel, schors, wol …
Hint:
Metaal (blik) is een materiaal dat niet brandt (tenzij bij heel
hoge temperaturen).
Mogelijke oplossing:
Spies het worstje aan het spit. Maak in het blik tegenover
elkaar twee inkepingen waar het spit in past. Zet het blik
op een ondergrond die ongevoelig is voor warmte. Maak
een paar gaten onderaan in het blik, zodat het vuur zuurstof krijgt.
Maak met de lucifers een minivuurtje in het blik. Het hout
van de lucifers, houtzaagsel, schors … zijn vormen van
biomassa. Hang het spit boven het vuurtje en rooster het
worstje.
5) Spierkracht
De leerkracht zoekt een zwaar voorwerp dat één persoon
alleen niet kan verplaatsen, maar de hele groep wel.
Opdracht:
Spierkracht gebruiken we de hele dag door. Het is zo vanzelfsprekend dat we het
nauwelijks merken (behalve als we spierpijn hebben!).
Toch is spierkracht niet te verwaarlozen. Zoek een
manier om dit zware voorwerp te verplaatsen.
Materiaal:
afhankelijk van het voorwerp dat je wil
verplaatsen, bijvoorbeeld een touw, een wollen
doek, iets dat als hefboom kan dienen (een stuk
rond, hard hout, een blokje en een stevige plank, een koevoet…)
Hint:
Samen zijn we sterker dan alleen!
Mogelijke oplossingen: Maak een touw vast aan het voorwerp zodat je met velen tegelijk kan trekken. Bijvoorbeeld
een plint in de turnzaal of een zware kar op de speelplaats.
Hef met z’n allen een volwassen persoon op.
Verschuif een zwaar voorwerp makkelijk door er een wollen
doek onder te plaatsen. Je kan de opdracht uitdagender
maken door geen materiaal aan te bieden, maar de leerlingen zelf materiaal te laten zoeken.
4) Waterkracht
Opdracht:
De kracht van water in beweging kan andere dingen in
beweging zetten. Maak een toestel dat door water in beweging gezet wordt.
Materiaal:
gieter met water, plastic fles, kurk, 4 à 6 stukjes stevig
plastic (ongeveer 3 op 2 cm), twee tandenstokers, schaar,
breekmesje, onderlegger, kleine plastic lepeltjes, stuk tuinslang, teil of badje …
Hint:
In watermolens gebruikt men dikwijls een waterrad.
Mogelijke oplossing: Maak een rad door met het mesje
gleufjes te maken in de lengte van de kurk en daarin de
stukjes plastic te klemmen.
Steek een tandenstoker langs elke kant van de kurk in
het midden van het ronde stuk. Snij de bovenkant van de
plastic fles. Maak tegenover elkaar twee kleine inkepingen,
waarin de tandenstokers vlot kunnen bewegen.
Leg het rad in de inkepingen in de fles. Laat het rad bewegen door er met de gieter water over te gieten.
3
THEMA ENERGIE > Derde Graad > Lessuggesties en activiteiten
“Water wordt schaars, voedselprijzen
verdubbelen mogelijks”
De groeiende populatie en daaruit voortvloeiende grotere vraag naar voedsel kan al binnen
enkele jaren leiden tot een verdubbeling van de
voedselprijzen. Belangrijkste oorzaken: klimaatverandering, waterschaarste en het verdwijnen
van landbouwgrond. Dat blijkt uit een rapport
van Global Foodprint Network (GFN) in samenwerking met de Verenigde Naties.
Vooral de stijgende vraag naar producten met een grote
ecologische voetafdruk, zoals vlees, in opkomende economieën als India en China draagt bij aan de stijging van de
voedselprijzen.”Tot nu toe konden landen de voedselproductie opschroeven als er een tekort ontstond, maar dat
wordt steeds moeilijker omdat er minder grond en water
beschikbaar is’’, zegt Martin Halle, politiek analist bij GFN
tegen Reuters. Het logische gevolg is een stijging van de
voedselprijzen.
De effecten van langdurige droogte zijn nu al te zien in
zuidelijk Afrika. In 2015 bereikte de prijs van een kilo maïs
recordhoogtes in Zuid-Afrika. Oorzaak was de uitblijvende
regen in maïsproducerende gebieden.
Ook is er door de droogte steeds minder vruchtbaar land
beschikbaar voor boeren in de getroffen gebieden. Er
verdwijnt daarnaast veel land door toenemende verstedelijking. Steeds meer grond wordt bebouwd om tegemoet te
komen aan de vraag naar woonruimte. In 2030 zal het aantal mensen dat in stedelijk gebied woont met 175 procent
zijn gestegen. Om al die mensen te voeden is het dubbele
aan landbouwgrond nodig dan dat nu in gebruik is.
Uitstoot
Verrassend genoeg stuwt ook het tegengaan van klimaatverandering de voedselprijzen op. De CO2-uistoot van de
agrarische sector bedraagt 14 procent. Volgens het onderzoek stijgt dat percentage de aankomende jaren naar ruim
30 procent. Nu er harde afspraken zijn gemaakt over de
maximale uitstoot zullen ook boeren op milieuvriendelijkere manieren moeten gaan werken. Een waarschijnlijk
gevolg is een daling van de voedselproductie.
De vraag naar biobrandstoffen is ook een belangrijke oorzaak van de stijgende voedselprijzen. Veel graan en mais
wordt niet meer geproduceerd als voedsel, maar als brandstof. Hierdoor nemen de graan- en maisvoorraden snel af,
terwijl de vraag ernaar alleen maar groeit.
Crisis
Meer inkomen, minder water
De agrarische sector verbruikt wereldwijd 70 procent van
al het drinkbare water. In ontwikkelingslanden is dit zelfs
90 procent. Dit percentage daalt niet, omdat de vraag naar
vlees, zuivelproducten en fruit stijgt in deze gebieden. Dit
is een direct gevolg van de economische ontwikkeling in
die landen, waardoor de bevolking meer te besteden heeft.
De vraag naar water zal de aankomende jaren in alle sectoren stijgen. De daardoor toenemende schaarste betekent
een hogere waterprijs, die door boeren wordt doorberekend. Noord-west India, Noord-oost China, en grote delen
van de Verenigde Staten worden volgens de onderzoekers
het hardst getroffen.
Droogte
Halle noemt extreme droogte als belangrijkste oorzaak voor
hedendaagse voedselschaarste. “Vooral de combinatie van
klimaatverandering, het tekort aan land en waterschaarste
veroorzaakt problemen’’, zegt hij.
4
De laatste wereldwijde voedselcrisis vond plaats in 2007 en
2008. Prijzen van basisvoedsel zoals graan en rijst stegen
in korte tijd met 80 procent vanwege mislukte oogsten de
jaren daarvoor. De crisis leidde toen tot politieke onrust in
Noord Afrika, het Midden Oosten en Azië.
De onderzoekers waarschuwen dat de door hen voorspelde
voedselschaarste opnieuw kan leiden tot extreme prijsstijgingen en politieke onrust in ontwikkelingslanden.
Bron: De Morgen - 25 mei 2016
THEMA ENERGIE > Derde Graad > Lessuggesties en activiteiten
Waarom de opwarming van de aarde ons
nog altijd koud laat
Ondanks de steeds angstaanjagendere nieuwsberichten over de opwarming van de aarde, maken
we ons hoe langer hoe minder druk over het
probleem. Dat zit nu eenmaal ingebakken in onze
genen.
De jaren 2014 en 2015 waren de warmste jaren die ooit in
de menselijke geschiedenis zijn gemeten. Januari 2016 was
zelfs de warmste januari ooit en dan was er nog februari
2016...
En dat is precies wat de dreiging zo gevaarlijk maakt. De
dreiging slaagt er met andere woorden niet in om onze
hersenen te alarmeren, waardoor we rustig blijven doorslapen in een brandend bed. We weigeren te aanvaarden
dat onze manier van ‘zijn’ tegenwoordig samengaat met de
meest onwaarschijnlijke verwoesting op aarde.
Als we daar niet mee kunnen omgaan, komen we vast te
zitten. Net zoals het eigen is aan de mens dat hij niet in
staat is om op korte termijn iets van zijn luxe in te leveren voor het geluk van toekomstige generaties. Het zit nu
eenmaal niet ingebakken in de mens.
Februari 2016 verbrak niet alleen de klimaatrecords. Het
verpulverde de records. Bepaalde regio’s in de noordpool
waren maar liefst 16 °C warmer dan normaal, of wat ‘normaal’ tegenwoordig ook nog moge betekenen.
Nog straffer is dat het aardoppervlak ten noorden van de
evenaar van onze aarde in diezelfde februari een spectaculaire 2°C warmer was dan de temperatuur van voor de
industriële revolutie. Jawel, de vermaledijde 2 graden of
het zogenaamde kantelpunt dat we zogezegd niet mochten
overschrijden...
Een wereldwijde temperatuurstijging van 2 °C wordt
algemeen beschouwd als ‘gevaarlijk voor de mens’. Je kan
het zien als een soort snelheidslimiet voor ons klimaat,
waarvan de onderhandelaars op de Klimaattop van Parijs
beslisten dat we die niet mochten overschrijden en zelfs
moesten streven naar een stijging van amper 1,5 °C.
De temperatuurstijging van 2 °C afgelopen februari situeerde zich dan wel enkel in de noordelijke hemisfeer en er
is natuurlijk ook nog altijd de zeer krachtige El Niño, toch
blijft dit verontrustend nieuws.
Bovendien begint ook de absorptiecapaciteit van onze
planeet met betrekking tot broeikasgassen te sputteren. In
2015 was de jaarlijkse uitstoot van CO2 nog nooit zo hoog
sinds een periode van honderdduizenden jaren. Meer CO2
in de atmosfeer betekent warmere temperaturen, waardoor
de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer stijgt,
wat de temperaturen nog verder doet stijgen. Een verdere stijging van de temperatuur betekent dan weer de
dooi van de permafrost met een aanzienlijke uitstoot van
het zeer krachtige broeikasgas methaan. Dit alles kan de
wereldwijde temperatuurstijging ver boven de 2°C laten
uitkomen.
Te pijnlijk om dragen
Daarnaast vindt ons brein het moeilijker om met trapsgewijze veranderingen om te gaan dan met snelle wijzigingen. De klimaatverandering heeft zich op een dergelijk
trage manier ontwikkeld dat onze hersenen het fenomeen
als normaal zijn gaan beschouwen.
Een nieuw verhaal
Maar hoe moet het dan wel? In een studie onderzochten
wetenschappers van de universiteit van Tennessee en de
Florida State University de beste manieren om mensen aan
te moedigen om thuis minder energie te laten verbruiken.
Zo blijkt dat de nadruk leggen op de economische voordelen veel beter resultaten oplevert dan het argument ‘het is
goed voor de planeet’.
In een andere studie gingen onderzoekers na waarom
mensen een elektrische wagen zouden kopen. Niet de
milieuvoordelen, maar ook niet de economische voordelen
waren bij de zogenaamde early adopters doorslaggevend,
maar wel het feit dat het hen een goed imago bezorgt. En,
verrassend genoeg, bij dat imago horen zelfs de kleine foutjes die elektrische wagens soms met zich meebrengen.
Een mogelijk kantelpunt in de strijd tegen klimaatverandering zou kunnen zijn dat de media en het beleid in plaats
van telkens weer te focussen op de mogelijke nachtmerries
die ons staan te wachten, ze zich meer richten op het positieve van een nieuwe toekomstdroom.
De droom van het groene, gezonde leven, meer leefbare
steden, een hogere levenskwaliteit en de veerkracht van de
natuur. Of zoals paus Franciscus het omschrijft: ‘We zijn
opgegroeid met de overtuiging dat we de eigenaren en
meesters zijn van de natuur, en dat we het recht hebben
om ze te plunderen, maar eigenlijk moeten we een partner
van haar zijn en haar beschermen.’ (TE)
Bron: De Morgen - 8 april 2016
5
THEMA ENERGIE > Derde Graad > Lessuggesties en activiteiten
Absurd? EU opent deur naar... meer kernenergie
Terwijl Duitsland in 2022 de stekker uit de laatste kerncentrale trekt en nogmaals vraagt om de
Belgische scheurtjesreactoren te sluiten, overweegt de Europese Unie forse investeringen in de
omstreden energiebron. Onder meer door tegen
2030 onderzoeksgeld te pompen in flexibele
minikern­reactoren. ‘Absurd, puur gekkenwerk’,
vinden critici.
Het was Der Spiegel dat gisteren de knuppel in het hoenderhok gooide. Op de website van het Duitse weekblad
werd een intern strategisch document gelekt, waarin
duidelijk te lezen staat dat de Europese Unie haar technologische voorsprong op het vlak van kernenergie moet
verdedigen.
Europese lidstaten moeten volgens de strategische nota
beter samenwerken op het vlak van onderzoek, ontwikkeling en financiering van kernenergie. Geld dat gehaald zou
kunnen worden bij de Europese Investeringsbank (EIB) en
het zogeheten Juncker-fonds (EFSI) voor de financiering van
grote infrastructuurwerken.
Volgens het interne Europese document moet het geld
onder meer gebruikt worden voor nieuwe revolutionaire
projecten, zoals de bouw van flexibele minikernreactoren in
Europa tegen 2030. Ingewijden stellen dat de extra investeringen in kernenergie Europa moeten helpen om twee
belangrijke doelen te bereiken.
Enerzijds heeft de Europese Commissie zich tot doel gesteld
om Europa veel minder afhankelijk te maken van Russisch
gas. Anderzijds is het terugdringen van de CO2-uitstoot in
de EU een prioriteit. In dat opzicht is het dan ook meegenomen dat kerncentrales, in tegenstelling tot gas- en
steenkoolcentrales, CO2-neutraal zijn.
In het gelekte document wordt wel benadrukt dat veiligheid de hoogste prioriteit blijft bij de bouw van eventuele
nieuwe kerncentrales.
Nieuwe investeringen zullen afhangen van de resultaten
van een grootschalig Europees onderzoek naar metaalmoeheid bij oudere kernreactoren in Europa, inclusief de
scheurtjesreactoren bij de Belgische kerncentrales van Doel
2 en Tihange 3.
Tot 750 miljard in kernenergie
blijft van de Europese energiemix’. Om dat te realiseren, zal
sowieso flink geïnvesteerd moeten worden. De Commissie
stelde eerder dat er tussen 2015 en 2050 naar schatting
650 tot 750 miljard euro extra in kernenergie zal moeten
worden gepompt.
Maar een beslissing over hoeveel geld er naar welke
energiebron binnen Europa moet gaan, is nog lang niet
genomen. De Europese Commissie haastte zich gisteren te
zeggen dat het strategisch document niet meer is dan een
discussienota voor nationale experts. ‘Dit is voorbarig. Er is
nog geen einddocument dat het standpunt van de Europese Commissie weergeeft’, klonk het zenuwachtig.
Een nervositeit die wellicht te verklaren is door de heftige
reacties. De Duitse minister van Economie, Sigmar Gabriel,
haastte zich gisteren om de strategische energienota af te
schieten. ‘Het is toch absurd om zelfs maar te onderzoeken
hoe je een van de oudste technologieën voor energie in
Europa nieuwe subsidies zou kunnen geven.’
Waarop de Duitse groenen er nog een schep bovenop
deden. ‘De Duitse regering moet nu eindelijk haar invloed
in Brussel gebruiken om het onverantwoorde energiebeleid
van de Europese Unie af te stoppen’, reageerde fractievoorzitter Anton Hofreiter furieus op de site van de krant
Frankfurter Allgemeine.
Zelf kiezen
Toeval is dat niet. Onze oosterburen hebben enkele jaren
geleden al resoluut gekozen voor een overstap naar groene
energie, de zogeheten Energiewende. De bedoeling daarbij
is dat de Duitse overheid tegen 2022 de stekker uit de laatste kerncentrale trekt. Bovendien blijft Duitsland ook eisen
dat de Belgische kerncentrales van Doel 2 en Tihange 3 van
het net gehaald worden vanwege de omstreden scheurtjesreactoren.
De Europese Commissie benadrukte dan ook dat de
strategische nota, die op woensdag 24 mei verder wordt
besproken, enkel zal leiden tot een niet-bindende intentieverklaring. De lidstaten zullen zelf mogen kiezen of ze
investeren in kernenergie of niet. Maar echt geruststellend
is dat volgens de critici niet.
Op dit moment draaien nog altijd 131 atoomcentrales in 14
lidstaten. In evenveel lidstaten zijn nieuwe investeringen in
kernenergie gepland.
Bron: De Standaard - 18 mei 2016
Een verrassing is het warme pleidooi voor kernenergie niet.
In een eerder rapport ging de Europese Commissie ervan
uit dat ook in 2050 kernenergie ‘een belangrijk onderdeel
6