|
| ||
|
Güneşten Yararlanarak Enerji Tasarrufu PROJESİ Ek: Güneş Fırını Yapımı (Proje Önerisi)
Hacettepe, Fen Bilgisi Öğrt. Güz 2006, Yasin İnceler, Mehmet Oruç, Ömer Kemerkaya, Mehmet Koca,Emre Kömek
|
||
|
|
Giriş
Proje Konusu: “Güneşten Yararlanarak Enerji Tasarrufu” Düzey: İlköğretim 6–7–8 Süre: 4 Hafta Bütünleştirildiği Ders: Fen ve Teknoloji
Çalışma Planı: · Bu projenin grup olarak uygulanmasının daha verimli olacağı düşünülmüştür. · Proje için 4 hafta yeterli bir süredir. · Projenin Başlangıç ve bitiş tarihlerini belirlenecektir. · Öğrencilerle görüşülüp proje hakkında ayrıntılı bilgiler verilecektir. · Proje soruları öğrencilere yöneltilecektir. · Öğrencilere projenin materyal ve poster olarak sunulacağı bildirilecektir.
Önerilen Kaynaklar
İnternet Taramaları için; Google, www.google.com.tr, Windows Live, www.live.com önerilir. Diğer arama motorları ile zaman kaybetmeyiniz.
İnternet Kaynakları: · ELEKTRİK İŞLERİ ETÜT İDARESİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ, http://www.eie.gov.tr, www.eie.gov.tr/turkce/gunes/gunes_index.html· Boğaziçi Üniversitesi - Kandilli Rasathanesi,www.koeri.boun.edu.tr/meteoroloji/enerji1.htm
Projenin Amaçları
Projenin Hedefleri
Bunların yanında;
Proje Soruları
Geliştirme
Projenin Fen Teknoloji ve Toplum Boyutları
Güneş enerjisi yeni ve yenilenebilir bir enerji kaynağı oluşu yanında, insanlık için önemli bir sorun olan çevreyi kirletici artıkların bulunmayışı, yerel olarak uygulanabilmesi ve karmaşık bir teknoloji gerektirmemesi gibi üstünlükleri sebebiyle son yıllarda üzerinde yoğun çalışmaların yapıldığı bir konu olmuştur. Binaların ısıtılması, soğutulması, endüstriyel, bitkilerin kurutulması ve elektrik üretimi güneş enerjisinin yaygın olarak kullanıldığı alanlardır. Enerji ve tabi kaynaklar bakanlığının yayınladığı bir rapora göre: 1987 yılında yaklaşık 20.1 milyon ton olan petrol dışalımımızın o zamanki dolar karşılığı yaklaşık 2.1 milyar dolardır. Petrolün %43’nü binalarda; bununda %85’i doğrudan hacim ısıtmasında kullanılmaktadır. Bu veriler pasif güneş enerjisi sistemleriyle, konutlarda alınacak ısı kayıplarının azaltılması ve bina kabuğundaki değişikliklerle güneş enerjisinden yaralanmanın artırılması yoluyla ne büyük çevreyle ilgili ve ekonomik kazançlar elde edeceğimizin göstergesidir. Bu tasarruftan oluşacak kazanç: yatırım amacıyla değerlendirilecek, kalkınma hızını etkileyebilecek ve ülke insanının bayındırlık düzeyini artıracak önemli bir katkıdır.
Projenin doğrudan ilişkili olduğu fen teknoloji-toplum-çevre (FTTÇ) kazanımları:
Fosil kaynaklı yakıtların dünyada enerji ihtiyacını karşılamada kullanıldığını, dünyanın her yerine enerji ihtiyacını giderilebilmesi için bu kaynaklara başvurulduğunu fakat bu kaynakların enerji ihtiyacını karşılamada mutlak çözüm olmadığını bu kaynakların çevreye verdiği tahribatları, su, ha kirliliklerinin sebeplerinin neler olduğunu çevresinden gözlemler.
Dünyada enerji ihtiyacını karşılamak için fosil kaynakları kullanıldığında çevreye vermiş olduğu zararlarını( su, hava kirlilikleri) çevreye vermiş olduğu tahribatlar sonucu güvenilir enerji kaynağı olmadığını gözlemler. Dünyada enerji ihtiyacını karşılamak için güneşten yararlanıldığında düşük verimli olduğunu (%15); başlangıç maliyetinin çok yüksek olduğunu, Tüketiciler için maliyetinin yüksek olduğunu gözlemler ve bu gözlemlerden yola çıkarak enerji ihtiyacını karşılamak için kullanılan kaynaklar arasından bir seçim yapar
Fosil yakıtların enerji üretiminde yoğun bir şekilde kullanılması sonucu tükeneceğin araştırmaları sonucu farkına varır. Bu kadar yoğun kullanımının kendisiyle beraberinde getirmiş olduğu sorunların (bu yakıtların aranması, üretimi, taşınması, rafine edilmesi ve sonunda kullanılması) sonucu havaya, suya, toprağa her geçen gün zehirli maddelerin karıştığını ve hava, su kirliliklerinin giderek çözümlenmesi güç bir problem olduğunu araştırıp gözlemler. Çözüm olarak “DİKENSİZ GÜL temiz enerji” sloganından yola çıkarak güneş enerjisi kullanma yoluna gidebilir. Güneş enerjisi temiz, yenilenebilir ve sürekli bir enerji kaynağıdır. Fosil yakıtların kullanıldığında çevreye vermiş olduğu zararları, enerji üretiminde güneşten faydalanılarak önüne geçilebileceğini ve bu Zaraların önlenebileceğinin farkına varır. Güneş enerjisi ile çalışan sistemlerin kolayca taşınıp kurulabildiğini gerektiğinde enerji ihtiyacına bağlı olarak basitçe değiştirilebilen sistemler olduğunun farkına varır Projenin ilişkili olduğu diğer fen-teknoloji-toplum-çevre (FTTÇ) kazanımları:
Projenin Bilimsel ve Teknolojik Yönleri Gürsoy’un (1999) ulaştığı sonuç şudur: Fosil Yakıtlar (Petrol, doğalgaz v.b.) insanlar için kolay ve hazır enerji kaynaklarıdır. Çalışmadan, yorulmadan ya da göreceli olarak az çalışılarak kullanılan bu kaynaklar, bu kadar yoğun kullanım sonucu tükenecektir. Ayrıca bu yoğun kullanım sonucu, petrolün doğrudan kullanımı ve ulaşımına bağlı sorunları beraberinde getirmiştir. Petrol aranması, üretimi, taşınması, rafine edilmesi ve sonunda kullanılması ile havaya, suya ve toprağa her geçen gün artan oranda zehirli birleşikler karışmaktadır. Siyah altın diye bilinen bu maddenin daha karanlık bir yüzü vardır ki bu yüzüyle çevre tahribatı, su, hava ve toprak kirliliğine prim verir. Petrol bağımlılığı devam ettiği sürece de petrol insan yaşamında ve çevresinde tahribata devam edecektir. Günümüzde bile hala pek çok savaşın bir petrol savaşı olduğu unutulmamalıdır. Greenpeace’in yayımladığı “Değişen bir iklimde Fosil Yakıtlar” adlı çalışma, fosil yakıtları ve nükleer enerjiden 100 yıl içinde kurtulmanın, işe hemen şimdi başlamak kaydıyla teknolojik ve ekonomik açıdan mümkün olduğunu göstermiştir. “Değişim Gücü” isimli bir başka çalışmanın örnekleri ise şunlardır: İsrail’de güneş toplayıcıları. Her üç evin ikisinde kullanılan bu sistemin yeni oteller, kurumlar ve konutlarda artık yasal bir zorunluluktur. İsrail’de kullanılan güneş enerjisi birincil enerji gereksiniminin % 3’ünü sağlar. Yılda 300 000 ton petrolün yerini alarak, 1 000 000 ton CO2’nin yayılmasını önler. Günlük güneş enerjisinden yararlanılması, dünyada günlük 300 trilyon ton kömür yakılmasına eşdeğerdir. Başka bir hesaplamayla dünyamıza bir yılda düşen güneş enerjisi, dünyadaki çıkarılabilir fosil yakıt kaynakları rezervlerinin 15-20 katı kadardır. Ülkemiz açısından da bu durum heyecan vericidir. Ülkemize düşen güneş enerjisi, tüm Avrupa ülkelerine düşen güneş miktarının toplamına eşittir. Yine ülkemiz topraklarına düşen ortalama güneş enerjisi miktarı metre kareye 4,2 milyon kalori; tüm ülke yüzölçümüne düşen olarak ise yılda toplam 111,5 TW’a denktir. Bu ise yılda 128 milyar ton taşkömürüne eşdeğerdir. Ülkemizin yılda almış olduğu güneş enerjisi: Bilinen kömür rezervimizin32, biline petrol rezervimizin 2200 katıdır. Güneş enerjisinin depolanabilmesi ve diğer enerji çeşitlerine dönüşebilmesi, ısıl, mekanik, kimyasal ve elektrik yöntemlerle olur. Isıl depolama veya çevrimde: özgül ısı kapasitesi yüksek ve kolay bulunur ucuz maddeler kullanılır. Su, yağ ve çakıl taşı yatakları bunlar arasındadır. Mekanik depolamada güneşle çalıştırılan bir pompa ya da kompresör tarafından basılan yüksek basınçlı akışkan, uygun bir ortamda toplanır. Kimyasal depolamada hidrat tuzundan yararlanılır. Elektrik depolama da bataryalarla (akü) yapılır.
Güneşten enerji için en çok başvurulan çevrim yolları ise şunlardır: · Güneş Enerjisinden Doğrudan Isı Enerjisi, · Güneş Enerjisinden Doğrudan Elektrik Enerjisi, · Güneş Enerjisinden Hidrojen Enerjisi elde etme. Güneş enerjisi yeni ve yenilenebilir bir enerji kaynağı oluşu yanında, insanlık için önemli bir sorun olan çevreyi kirletici artıkların bulunmayışı, yerel olarak uygulanabilmesi ve karmaşık bir teknoloji gerektirmemesi gibi üstünlükleri sebebiyle son yıllarda üzerinde yoğun çalışmaların yapıldığı bir konu olmuştur. Binaların ısıtılması, soğutulması, endüstriyel, bitkilerin kurutulması ve elektrik üretimi güneş enerjisinin yaygın olarak kullanıldığı alanlardır. (http://www.koeri.boun.edu.tr/meteoroloji/enerji1.htm#GÜNES%20ENERJISI)
Projeyle İlgili Basından Haberler
Google,
güneş enerjisine geçecek
(Hürriyet, 18 Ekim 2006)
Güneşköy kuruluyor (Hürriyet, 15 Mayıs 2006)
Trafikte
güneş enerjili düzen yaygınlaşıyor
(Hürriyet,
24 Eylül 2006)
Tasarruflu, uzun ömürlü ve bakım maliyetinin düşük olması
nedeniyle güneş enerjisiyle çalışan sinyalizasyon ve yol butonu
kullanımının giderek yaygınlaştığı bildirildi. "ŞARJ PİLİ 3 YIL ÇALIŞIYOR" Sistemin, içerisinde bulunan güneş panelleriyle çalıştığı ifade eden Tanal, şunları kaydetti:“İki tane güneş paneli ve içerisinde bir adet şarj olabilir pil var. Panellerin aldığı enerji, şarjlı pillerde depolanıyor. Bin kez şarj olan pil, 3 yıl boyunca sorunsuz bir şekilde çalışıyor. Karayolları ve belediyelerin tercih ettiği sistem, trafikte tehlike arz edebilecek yerlerde genellikle de refüj başlarında, kavşaklarda, hız kesici kasislerle, bariyerlerin olduğu yerlerde kullanılıyor.” Güneş enerjisi ile çalışan sistemleri kullanımının yeni bir uygulama olduğunu belirten Tanal, kullanım alanlarının ise üretimle birlikte sürekli olarak genişlediğini ifade etti. Sistemlerin İstanbul, Ankara, İzmir ve Adana gibi büyükşehir belediyeleri ve karayolları müdürlükleri tarafından tercih edildiğini anlatan Tanal, şöyle konuştu:“Maliyeti yüksek, ama tasarrufu ve getirileri düşünüldüğü zaman kullanım alanı gittikçe artacaktır. Türkiye'de şu an bizimle birlikte 2 firma üretim yapıyor. Biz geçtiğimiz yıl başladığımız üretimde, şu ana kadar 12 bin yol butonu, 500 civarında ise sinyal lambaları ürettik. İsteğe göre üretim miktarımız artabiliyor. Kullanım kolaylığı ve sağladığı tasarruflar görüldükçe, belediye ve karayollarının ilerleyen yıllardaki kullanımının daha da artacağını düşünüyoruz.” Güneş enerjili sistemlerin maliyetlerinin belediyeleri korkutmaması gerektiğini de vurgulayan Tanal, sistemin kendisini 6 ayda amorti ettiğini aynı zamanda, normal çalışmalar sırasındaki zaman kaybı ve çirkin görüntünün ise önüne geçildiğini kaydetti.
Güneşte yaprak dolma
(Hürriyet, 4 Temmuz 2006)
Harun GÖKÇEOĞLU / DHA
Güneş enerjisi ile yemek pişirecek
(Hürriyet,
12 Aralık 2003)
Prof. Dr. Erdiller, Şanlıurfa'nın dünyanın en fazla güneş enerjisi alan bölgesinde yer almasına rağmen güneş enerjisinden istenilen oranda faydalanamadığını söyledi.
Güneş enerjisiyle yemek pişiren 3 çeşit mekanizma geliştirdiklerini ve araştırmalarının devam etmekte olduğunu anlatan Prof. Dr. Erdiller, şöyle konuştu:
''Üzerinde çalıştığımız sistemde çalışmaların bir kısmının tamamlandık. Pazara sunulmaya hazır üç yemek pişirici sistemi geliştirdik. Sistem, çanak anten şeklinde güneşi depolayan ve ısıyı tencereye aktaran bir düzenekten oluşuyor. Bunlar, düz yüzeyli, çizgi ve nokta odaklı kolektörlerdir.
Hazırlanan her türlü kebap, ızgara ve sulu yemeğin damak zevkine uygun olduğunu gözlemekteyiz. Tıp Fakültesi'nde yapılan araştırmalarda, pişirilen yemeklerin insan sağlığına olumsuz etki yaratmadığını tespit ettik. Geliştirdiğimiz mekanizma ile GAP çiftçisi rahat edecek. Kırsal kesimdeki insanlar, kömür ateşi ile yemek pişirmektedirler.
Oysa bu son derece sağlığa zararlıdır. Bizim ürettiğimiz bu sistem, kırsal alanlarda ateş üzerinde pişirilen yemeklerden kaynaklanan hastalıkları da önleyecektir.''
İLKÖĞRETİM ÖĞRENCİSİNİN DÖNEME HAS ÖZELLİKLERİ VE BUNUN PROJEMİZLE İLİŞKİSİ
Altı, yedi ve sekizinci sınıflarda bulunan öğrenciler çocukluktan ergenlik dönemine geçmektedirler. Bu öğrenciler kişisel bakımdan somut düşünme döneminden soyut düşünmeye doğru gelişmektedirler. Duyuşsal olarak, onlar büyüklere bağımlı olmaktan bağımsızlığa geçmektedirler. Bu yaş grubu öğrencilerine en uygun olan projenin seçiminde bu etkenlerin hepsinin dikkate alınması gerekir.
Bu yaş grubunun projesinin nasıl olması gerektiği belirlenmeden önce, ortaokul öğrencilerinin bilişsel, duyuşsal ve toplumsal niteliklerinin kısaca belirtilmesinde yarar vardır.
Öğrencilerin Bilişsel Gelişimi
Ortaokul sınıflarında bulunan öğrencilerin bilişsel gelişiminde çok büyük bireysel farklar görülür, çünkü bu dönem somut düşünme biçiminden soyut düşünme biçiminde geçiş dönemidir. Fakat bu dönem öğrencilerinin çoğunluğu soyut düşünme süreçlerini kullanabildikleri halde, fen bilimlerinde onların kavrayamayacağı birçok soyut düşünce vardır. Özellikle, bu düşünceler 6. sınıf öğrencilerinin yaşantıları dışındaysa, üst düzeyde mantık formları gerektiriyorsa, kavramsal veya matematiksel modellere dayanıyorsa onlar tarafından kavranamaz.
Bu yaşlarda deneysel incelemeler o kadar zor gelmez; çünkü deneylerde değişkenleri kontrol etmek ilkokul düzeyine göre daha kolaydır. Bu dönemde çocuklar hipotezlerin, doğruluğu henüz kesinlik kazanmamış önermeler olduğunu anlamaya başlarlar. Fakat hipotezlerini doğrulamayan kanıtlardan ziyade doğrulayan kanıtlar üzerinde dikkatlerini yoğunlaştırırlar. Bir denemede beklenen sonucu vermeyen herhangi bir kanıt ya görülmez ya da dikkate alınmaz. Daha karmaşık bir düşünme zinciri gerektiren çoklu hipotez kurma (bir soruna aynı zamanda birden fazla olası çözüm üretme) hiç anlaşılmaz; çünkü 6.–8. sınıflar düzeyindeki öğrenciler aynı olay veya aynı veriler takımı için alternatif açıklamaları anlayamazlar.
Bu düzeydeki öğrenciler somut fiziksel modelleri anlayabilirler, fakat kavramsal ve matematiksel modelleri pek az anlarlar. Onlar kavramsal ve matematiksel modelleri doğal olayları açıklama yolları olarak düşünmekten ziyade, gerçeklerin fiziksel kopyaları olarak düşünme eğilimindedirler.
Öğrencilerin Bedensel, Duyuşsal ve Toplumsal Gelişmeleri
Altı, yedi ve sekizinci sınıf öğrencilerinin bedensel, duyuşsal ve toplumsal gelişimleri de onların fen öğrenmelerini etkiler.. Ergenlik dönemine girişle birlikte gencin karşı cinse ilgisi artar, güzel veya yakışıklı görünme çabası belirginleşir, karşı cinsin dikkatini çekme isteği uyanır, akranlarının tasvibini kazanmak ve sosyal ilişkilerde popüler olmak girişimleri artar. Bu dönemde gençlerin zihinleri kişisel ve sosyal ilişkilerle meşguldür. Onlar akranlarıyla birlikte olmak için okula giderler. Onların duyuşsal ve sosyal gereksinimleri okuldaki akademik etkinliklerden daha önemlidir. Bu nedenlerle ergenlik döneminde öğrencilerin okula ve özellikle fen derslerine ilişkin tutumları olumsuz veya daha az olumludur. Şimdi bir ortaokul seviyesindeki projenin nasıl olması gerektiğini bilmek için bilimsel yöntem basamaklarına ihtiyacımız olacak. Bunun için de bilimsel yöntem basamaklarını aşağıda veriyoruz;
Şimdi gelelim proje ortaokul düzeyinde nasıl olmalıdır kısmına;
Ortaokul Seviyesinde Proje Nasıl Olmalıdır?
Projeler 6.-8. sınıflardaki öğrencileri; soyut düşüncelerle boğmadan fen konularıyla uğraşmaya sokmak için desenlenir. Bu, aynı zamanda ergenler için okulun kişisel ve duyuşsal gereksinimlerinden daha az önemli olduğu bu dönemde, onların dikkatini akademik konulara çekmeyi de amaç alır. Fen eğitimcileri öğrencilerin ilgilendikleri konular üzerine kurulan programların, onlara birçok karar verme, sosyal etkileşime girme, fenin nasıl olduğunu keşfetme olanakları sunduğunu meydana çıkarmışlar; soyut düşüncelerden ziyade gerçek yaşam sorunlarıyla uğraşan projelerin 6.-8. sınıflarda çok başarılı olduğunu görmüşlerdir.
Ortaokul fen projesi fen, teknoloji ve toplum ilişkilerine giren konuları içermelidir. Bu konular bir fen disipliniyle yakından ilişkisi olan problemlerle düzenlenmelidir. Fen projeleri öğrencinin zaten bildiği veya daha önce öğrendiği fen ilkelerini doğrulama egzersizi olarak yaptırılmamalıdır. Projeler fen bilimlerinde doğanın sırlarının deneylerle nasıl çözüldüğünü öğrencilere gösterecek şekilde düzenlenmelidir. Bunlar öğrenciler için önemli olan gerçek yaşam sorunlarından seçilmelidir. Fen okuryazarlığını besleme, yaşam boyu sürecek fen ilgileri geliştirme ortaokul projesinde belirli bir konuyu veya ilkeyi araştırmaktan daha önemli amaçlardır.
Özet olarak bu dönemdeki öğrencilerin bilişsel gelişim özellikleri, proje ve bilimsel yöntemle genel anlamda ilişkisi şunlardır;
1. Bu dönem somut düşünme biçiminden soyut düşünme biçiminde geçiş dönemidir. Fakat soyut düşünme yaşantılarıyla ilişkili ise yapılabilir. Mesela ‘Güneş Ocağı’ örneği öğrencinin ilgisini çekecektir. Çünkü günlük yaşamında olan yemek ile ilişkilidir. Bu da ona cazip gelecektir. Ayrıca Güneş enerjisinin mevcut kullanım alanları şunlardır:
· Yapılarda aktif ısınmada ve elektrik enerjisi elde edilirken, · Kullanım suyu ısıtma, yüzme havuzu suyu ısıtma, kaynatma ve pişirme, · Acı ve tuzlu suların distilasyonları, · Sıcak hava motorları ile diğer termodinamik ısıl çevrimlerin üretilmesi, · Seraların ısıtılması, bitkisel ürünlerin kurutulması, · Gündüz ve gece aydınlatılmasında, · Fotokimyasal ve foto sentetik çevrimler gerçekleştirmesi, · Elektroliz yöntemi ile güneş enerjisinden hidrojen gazı elde edilmesi. Bu da yaşantısıyla ilişkilendirebileceği kullanım alanları olduğunu gösterir. Bunlardan yapılarda ısınmada kullanıldığı yer olan güneş enerjisi ve elektrik enerjisi elde edilirken kullanıldığı yer olan güneş pilleri ve güneş bacaları onun projeyi yapabileceğine delillerdendir. Aynı zamanda bilimsel yöntemin ilk gözlem kısmını oluşturabilir. Yaşamındaki örneğin; güneş enerjilerinin nasıl çalıştığını merak etmesi olabilir. Bunlarla ilgili kaynak taramasını, nerelerden faydalanılabileceğini rahatlıkla yapabilir.(Bilgi Toplama)
Projenin yapılabilir olduğuna dair toplanan görüşler
E. TAN ve A.D. ŞAHİN’İN (2000) yayımladıkları makalenin özetinde;
“Türkiye’nin en önemli problemlerinin başında enerji gelmektedir. Enerjinin de en önemli problemlerinin başında çevre ile uyumsuzluk ve sonlanabilirlik gelmektedir. Bu sorunlardan dolayı temiz ve sürekli olan enerji kaynaklarına birinci dereceden ihtiyaç vardır. Güneş bir anlamda Dünyada bulunan tüm enerji kaynaklarına dolaylı veya doğrudan temel oluşturmaktadır. Bu temel kaynaktan en üst düzeyde yaralanmak enerjiye hem çevre uyumu hem de süreklilik getirecektir.” denilmektedir. (s. 58)
E. TAN ve A.D. ŞAHİN’İN (2000) yayımladıkları makalede şu bilgileri veriyorlar.
“Güneş enerjisi konusundaki çalışmalar 1600 yılında Galile’nin merceği bulmasıyla artmıştır. İlk defa Fransa’da 1725’de Belidor tarafından güneş enerjisi ile çalışan bir pompa yapılmıştır. Fransız bilim adamı Mouchot 1860’da parabolik aynalar yardımıyla güneş ışınımını odaklamış ve küçük bir buhar makinesi yapmıştır.” (s. 60)
M. Ali ÇINAR (2000)
“Dünyadaki endüstri devrimi neticesinde insanlar enerjiye daha fazla ihtiyaç duymuşlardır.Ancak kaynakların tükenir olması ile çevreyi kirletmeleri yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları arama ihtiyacını ortaya çıkartmıştır.Yenilenebilir enerji kaynaklarının en büyük potansiyelini güneş oluşturmaktadır.Güneş ışınımının ise her yerde kafi şiddete bulunmayışı ve bazı kesimlerde düşük seviyede olmasından dolayı; artık Foton Yüzyılı’na girerken bu enerjinin toplanabildiği bölgelerden yoksun olduğu bölgelere nakli ve kullanılabilmesi gündeme gelmiştir. Bu sorundan yola çıkarak , güneş enerjinin toplanıp iletimi ile elektrik üretimi,çalışmanın esasını oluşturmaktadır.Sorunun çözümü amacıyla, güneş enerjisinin optik odaklayıcılı ve foto-optik iletim hatlı bir toplama ve nakil sistemi vasıtasıyla foto-termik olarak elektrik üretimi düşünülmüştür; bunlar foto-termik elektrik santralleri olacaktır.” (s.67)
Recep YUMRUTAŞ ve Mazhar ÜNSAL (2000)
“Enerji açığının artması, fosil yakıtlara baplı enerji kaynaklarının azalması, yakıt fiyatlarının yükselmesi ve fosil yakıtların yanması sonucu meydana gelen çevre kirliliği yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarının önemini artırmaktadır. Ülkemizde güneş enerjisi kullanımı su ısıtılmasının dışındaki diğer alanlarda yaygınlaşmamıştır ve bu enerjiden yaralanma oranımız düşüktür.” (s. 82)
Mehmet ESEN ve Ahmet KOCA (2000)
“Dünya enerji tüketiminin büyük bir kısmını karşılayan fosil kaynaklı yakıtlar kısa sürede tükeneceği için, pişirme için bu klasik kaynakların yerinin alacak yeni enerji kaynaklarını bulma kaçınılmaz olmaktadır. Güneş enerjisi bu amaç için en uygun aday kaynaktır. Bedava olan güneş enerjisi ile bu tüketimi karşılamak ülkemizin ulusal enerji kaynaklarının tasarrufuna destek olacaktır. Yakıtın yüksek maliyeti ve odun arzının azalması gelişmekte olan bir çok ülkede pişirme için güneş enerjisinin kullanımı üzerine araştırmalara yol açmıştır. Güneş enerjili pişiriciler basitlikleri ve dolayısıyla düşük maliyetlerinden dolayı pratiktir. Şu anda genel olarak kullanılan güneş enerjili pişiriciler kutu tip, yoğunlaştırıcı tip ve düzlemsel termosifon kolektör tipleridir.” (s. 51)
Mehmet ESEN ve Ahmet KOCA (2000)
“Ağaçların kesilmesi ormanlarımızı yok ederken beraberinde herkesçe bilinen birçok olumsuzlukları da getirmektedir. Bunun için yemek pişirmede fosil yakıtların yerini alacak ekonomik alternatiflerin araştırılması ihtiyacı vardır. Son yıllarda bilhassa fazla güneş ışınımı alan birçok ülkede güneş enerjisi kaynaklı pişiriciler yaygın olarak kullanılmaktadır. Günümüzde çok sayıda güneşli pişirici modeli geliştirilmiş ve kullanıma sunulmuştur. Ülkemizde ise güneş enerjili yemek pişiriciler henüz kullanılmamaktadır. Bu konudaki çalışmalar yalnızca akademik düzeydedir. Geliştirilecek bir pişiricinin yaygın bir kullanıma erişebilmesi için küçük boyutlarda imal edilebilmesi, kullanım, bakım ve onarım kolaylığına sahip olması, yerel malzeme ile ve teknik elemanlarca yapılması, yaşam biçimi ve alışkanlıklarına uyumlu olması ve geleneksel pişirme sistemlerine nazaran daha çok avantajlara sahip olması ve yerine geçebilmesi gerekir.” (s.52)
Mehmet ESEN ve Ahmet KOCA (2000)
“Güneş enerjili sistemlerin verimli kullanıla bilmesi, genel iklimsel koşullara ve güneş ışınımı potansiyeline bağlıdır. Bir yüzeye gelen güneş ışınımı, bulunulan yerin gün içinde güneşe göre pozisyonu ve coğrafik enlem derecesi, bulutluluk vb. faktörler nedeniyle, günlük ve mevsimlik olarak değişim gösterir. Diğer önemli parametreler ise çevre sıcaklığı ile rüzgar yönü ve şiddetidir. Ülkemizin güneş ışınımı potansiyeline baktığımızda, örneğin yıllık ortalama tüm güneş ışınımı miktarının 11-16 MJ/m2 .gün değerleri arasında olduğu görülür. Henüz enerji ihtiyacını tamamıyla karşılama konusunda yetersiz olan ve tükettiği enerjinin büyük bir miktarını da ithal eden ülkemizde bilhassa kırsal kesimler başta olmak üzere tüm yurt çapında güneş enerjili pişiriciler rahatlıkla kullanılma olanağına sahiptir.” (s.58)
Recep YUMRUTAŞ ve Mazhar ÜNSAL (2000)
“Yaz aylarında bol olan güneş enerjisinin yer altında mevsimlik olarak depolanması ve kış aylarında ısı pompası desteği ile konutların ısıtılmasında kullanılması durumunda güneş enerjisinden daha etkin yararlanabilme imkanı doğacak ve bu yöntemle önemli ölçüde enerji tasarrufu sağlanabilecektir. Güneş enerjisinin depolanarak konut ısıtmasında kullanılması çalışmalarına 1970’li yıllarda meydana gelen Dünya enerji krizinden sonra başlanmıştır. Bu konudaki çalışmalara özellikle kuzey Avrupa ülkelerinde hız verilmiştir. 1979’da güneş enerjisi ile konut ısıtma programları başlatılmış ve o zamandan beri 30 proje hayata geçirilmiştir.” (s.82)
SONUÇ:
Yaptığımız bu alıntılar göstermektedir ki; güneşten yararlanarak enerji tasarrufu konusu üzerinde ayrıntılı bir şekilde durulmuş ve durulmaya devam edilmektedir. Güneşten yararlanarak enerji tasarrufu konusunda bir çok proje geliştirilmiş ve bu konuda ki çalışmalar teorik boyuttan pratik boyuta yansıyarak devam etmektedir. Ülkemizde ise bu konu üzerinde durulması ve pek çok projeni geliştirilmesi gerekmektedir. Çünkü ülkemiz enerji kaynağı bakımından zengin olsa da enerji üretimi açısından çok fakir bir ülkedir. Bu tür projelere ihtiyacımız diğer pek çok ülkeden daha fazladır. İlköğretim ikinci kademe öğrencilerinin bu konuda yapabilecekleri herhangi bir proje için görüldüğü gibi pek çok makale, kitap ve çalışma mevcuttur. Ülkemizde bu tür çalışmalar yeni başlamış sayılsa bile pek çok kaynağa ulaşmak mümkündür. Ayrıca bu kaynaklar öğrenci çalışmalarına ışık tutar niteliktedir.
Projenin Ortaokul Fen Müfredatını İlgilendiren Kazanımları
Proje konumuzun esas itibariyle odaklandığı ünite 6.sınıfın 6.ünitesi olan Madde ve Isı Ünitesidir.
6.SINIF, 6. ÜNİTE : “Madde ve Isı”
· Gündelik gözlemlerinden, doğrudan temas olmadan ısı aktarımı olabileceği çıkarımını yapar. (Esasen konumuz “Güneşten Faydalanmak” olduğu için, temas olmadan ısı aktaran en bariz ısı kaynağının Güneş olduğu apaçıktır.) · Isının ışıma yoluyla (görünmez ışınlarla) yayılabileceğini belirtir. (Öğrenciler Güneşten yararlanma sistemleriyle uğraşırken, ısının ışıma yoluyla yayıldığını fark edeceklerdir.) · Geceleri yeryüzünün neden soğuduğunu sorgulayıp açıklar. (Yeryüzünün ana ısı kaynağı güneş olduğundan, öğrenciler geceleyin ki hava soğumasını güneşten mahrum kalmaya bağlayacaklardır. Çünkü öğrenciler Güneşi kullanarak birçok enerji elde düzeneği kuracaklarından, Güneşin yeryüzü için yegâne ısı kaynağı olacağının bilincinde olacaklardır.) · Yüzeyi koyu renkli cisimlerin, açık renklilerden daha hızlı ısınmasının sebebini açıklar. (Güneş yoluyla enerji eldesi sistemlerinde özellikle koyu renkli cisimler güneş ışığına mağruz bırakıldığından, öğrenciler bu konuyu sorguladıklarında, neden koyu renkli cisimlerinin özellikle kullanıldığının farkına varacaklardır. ) · Isı yalıtım kaplarının yüzeylerinin neden parlak kaplandığını izah eder. (Güneşten maksimum düzeyde yararlanmak için aynalar(=yüzeyi maksimum parlaklıktaki nesneler) kullanıldığından, öğrenciler bunun ısının en iyi şekilde ve kayıpsız olarak geri yansıtılması için olduğunu fark edeceklerdir.) · Sıvılarda konveksiyon ile ısı yayılmasını deneyle gösterir. (Günümüzde, Güneşten en yaygın şekilde kullanma yöntemi Su ısıtma sistemleri olduğundan, bu sistemler üzerine yoğunlaşan öğrenciler, sistemi incelediklerinde, konveksiyon yolu ile yayılma ilkesini de öğreneceklerdir. Bunu öğrendikten sonra yapımı fazla zahmetli olmayan bir prototip su ısıtma düzeneği kurarak bunu deneyle gösterebileceklerdir.) · Isının iletim, konveksiyon ve ışıma yolu ile yayıldığı durumları ayırt eder. (Farklı sistemler üzerinde çalışan öğrenciler, bu üç farklı ısı yayılım durumunu da tanıma fırsatı bulup ayırt edeceklerdir. Örneğin; ışıma yolu ile iletim için Günebakan sistemi, konveksiyon yolu ile yayılma için Güneş enerjili su ısıtma sistemi, iletim yoluyla yayılma için bu projede tek bir örnek verilemez ise de güneşten faydalanılan tüm sistemlerde ısının iletim yoluyla yayılmasının gözlemlenmesi mümkündür.) · Yalıtımın hangi durumlarda gerekli olabileceğini tahmin eder. (Güneş enerjisi sistemleri üzerinde yoğunlaşan öğrenciler, kazanılan enerjinin kolayca kaybedilmemesi için yalıtım gerektiğini ve hangi durumlarda yalıtıma ihtiyaç duyulabileceğini fark edeceklerdir.) · Yalıtım yerine iletimin tercih edildiği durumlara örnekler verir. (Güneş enerjisi sistemleri üzerinde yoğunlaşan öğrenciler, enerji eldesi için yer yer iletime ihtiyaç duyulabileceğini fark edeceklerdir.) · Yaygın ısı yalıtım malzemelerine örnek verir; yalıtım malzemelerinin yanma özelliklerini ve ömürlerini de hesaba katarak değişik amaçlar için malzeme önerir.(Güneş enerjisi sistemleri üzerinde yoğunlaşan öğrenciler, projelerini geliştirirlerken farklı yalıtım malzemelerini öğrenip, hangi durumda hangilerinden daha verimli yararlanılabileceğini, malzemelerin özelliklerine göre belirleyebileceklerdir.)
Projemiz 6.Sınıf, 6.Ünite dışında aşağıdaki kazanımları da bünyesinde barındırır.
6.SINIF, 7.ÜNİTE : “Işık ve Ses” · Işığın madde ile karşılaştığında yansıyabileceğini keşfeder. (Özellikle Günebakan ve Güneş santrali gibi sistemleri inceleyen ve bunları proje konusu yapan öğrenciler, kullanılan aynalardan güneş ışığının yansıdığını fark edeceklerdir.) · Yansıma olayında; düzlem ayna kullanarak gelme ve yansıma açılarının birbirine eşit olduğunu keşfeder. (Günebakan sisteminde aynalar ve toplayıcı aynanın aralarındaki açı ilişkilerini inceleyen öğrenciler, gelme ve yansıma açılarının birbirine eşit olduğunun farkına varacaklardır.)
8.sınıf, 5.ÜNİTE: “Madde ve Isı”
· Maddelerin ısınmasının enerji almaları anlamına geldiğini belirtir. (Öğrenciler, tüm Güneş Enerjisi sistemlerinde, başlangıçta soğuk olan düzeneğin, güneşten gelen enerjiyle ısındığının farkına varacaklardır. )
Sonuç
Proje çerçevesinde öğrencilerin yapması planlanan aktiviteler ve araştırmalar sonunda projenin konusu olan problemin çözümüne yönelik öğrencilerin ne gibi girişimlerde bulunmaları teşvik edilebilir?
Baktığımız zaman uygarlığın doğuşu, mağara adamının yaktığı ilk ateşle belirlenebilir ve gelişimi de enerjinin kullanımındaki artış ile bağdaştırılabilirse, insanlığın gelişimi ile kişi başına enerji kullanımı arasındaki orantılı bir artış olduğu görülebilir. Tarih başlangıcından 1900’lü yıllara kadar, insanlığın kullandığı toplam enerjinin nüfus artışı ile hemen hemen orantılı olduğu görülmektedir. Ancak, 20. yüzyılda enerji kullanımı hızlı bir artış göstermiştir. Dünya, bilinen fosil yakıt kaynaklarının % 0,1 kadarını bile kullanıyor olsa, hesaplar sonucu elde edilen kullanma değerleri ile karşılaştırıldığında, bilinen tüm kaynakların 100 yıldan daha az sürede tükenmesi beklenmektedir Günden güne artan sanayileşme ve bunun sonucunda ortaya çıkan makinalaşma, gittikçe artan bir enerji gereksinimi doğurmaktadır. Özellikle 1950’lerden önce, kömür, enerji üretim ve tüketiminde önemli bir yer tutarken bu yıllardan sonra, Ortadoğu ve Güney Amerika’da bulunan zengin petrol yatakları sayesinde, petrol ön plana geçmiştir. 1950–1973 yılları arasında, neredeyse sabit seyreden petrol fiyatları nedeniyle, enerji gereksinimi petrolden karşılanmıştır. Petrolle rekabet edilememesi nedeniyle, Batı Avrupa ve ABD’de pek çok kömür madeni kapanmıştır. Ancak, 1972 yılında varili 2,5 $ olan petrol, 1974 yılında 11 $ ‘a fırlamış ve politik bir baskı unsuru olarak kullanılmaya başlanmıştır. 1973 Arap-İsrail savaşı sırasında, ABD’nin İsrail yanlısı politika izlemesi üzerine, petrol üreticisi Arap ülkelerinin petrol ihracatını kısıp, fiyatları arttırmaları dünyada bir krize yol açmıştır. Bu tarihten sonra, fiyat artışı devam etmiştir.
| |