Teknik åk 9- Vindkraftsprojekt med microbitprogrammering

I det här temat ska eleverna bygga sina egna vindkraftverk, som ska vara ihopkopplade med en microbit som räknar antal varv som vindkraftverket gör under en viss tid.

Att utnyttja vinden har människan kunnat i hundratals år, t.ex. för framdrivning av båtar. Idag är vindkraft är en av de förnybara energitekniker som Sverige och många andra länder satsat mycket på att bygga ut som del av landets produktion av elektricitet. Vindkraftverk producerar bäst på öppna ytor och gärna också platta ytor där finns vinden blir jämn utan virvlar, t.ex. på havet. Havsbaserade vindkraftverk finns t.ex. utanför Gotland. Men det även små vindkraftverk som fungerar i stadsmiljö, t.ex. på höga byggnaders tak.

 

Vad ska vi arbeta med?

I det här projektet ska ni elever bygga era egna vindkraftverk. Vindkraftverket ska kunna fungera med hjälp av vinden från en hårtork. Vindkraftverket ska överföra den roterande rörelsen till att driva en Microbit som ska programmeras att fungera som en förenklad ”energimätare”; Microbiten räknar antalet varv som vindkraftverket snurrar. Målet är att varje grupp ska färdigställa ett vindkraftverk som fungerar tillsammans med Microbiten. Vindkraftverket ska konstrueras med hållbar design i tanken, d.v.s. vindkraftverket ska kunna återvinnas efter projektets slut.

Vidare ska varje elev ska skriva en individuell teknisk rapport för projektet med tillhörande faktadel och resonemang om vindkraft samt skapa en tredimensionell digital modell av det byggda kraftverket.

Temat spänner över ca 22 veckor (1h/vecka). 

 

Hur ska vi arbeta?

Ni elever arbetar i grupper om två-tre personer enligt den indelning som lärare har gjort. Tillsammans ska ni arbeta med ett gemensamt vindkraftverk som ni bygger utifrån det material som finns i tekniksalen. Ni ska parallellt med bygget också arbeta med att programmera den tillhörande microbiten och bestämma hur den ska integreras med ert vindkraftverk. Efter slutförande av kraftverket ska också ett 3D digital modell tas fram för det byggda vindkraftverket i lämplig programvara.

Arbetet är praktiskt och projektbaserat och ni håller de deadlines som finns i projektplaneringen. Grupperna arbetar självständigt på lektionerna. Lektioner i microbitprogrammering, 3D modellering samt om vindkraft i allmänhet ingår. Ett visst antal lektioner avsätts för att skriva på den individuella rapporten.

Vad ska du lära dig?

•  identifiera och analysera tekniska lösningar utifrån ändamålsenlighet och funktion,
•  identifiera problem och behov som kan lösas med teknik och utarbeta förslag till lösningar,
•   använda teknikområdets begrepp och uttrycksformer
•   värdera konsekvenser av olika teknikval för individ, samhälle och miljö, och
•   analysera drivkrafter bakom teknikutveckling och hur tekniken har förändrats över tid.

 

Begrepp att kunna vid slutet av arbetsområdet:

Vindkraftverk, horisontellt vindkraftverk, vertikalt vindkraftverk, havs- och landbaserad vindkraft, rotoraxel, rotor, rotorblad, nav, torn, fundament, maskinhus, girsystem, generator, effekt( och enheter för detta), energi (och enheter för detta), begrepp kopplade till material och materialens egenskaper, hållbar design, återvinning, Sveriges elproduktion, vindkraftsutbyggnad och energipolitik, koldioxidavtryck, elcertifikat, produktionskostnad, elpris, miljöpåverkan, microbit, variabel i programmering, varv och varvtal, villkorssats i programmering, display

 

Hur ska du visa vad du lärt dig?

Det praktiska arbetet under lektionerna observeras av läraren och antecknas, därför är det viktigt att aktivt delta i varje lektion.

Vidare ska följande levereras:

1. Varje grupp ska presentera ett fungerande vindkraftverk med tillhörande programmerad energimätare.
2. Varje grupp ska muntligen presentera sitt projekt där gruppen tar hjälp av power point.
3. Varje elev ska skriva en individuell rapport enligt instruktion
4. Varje elev ska göra en individuell digital modell av vindkraftverket i anvisat ritprogram 

 

Läroplanskopplingar

Centralt innehåll

• Tekniska lösningar för styrning och reglering av system. Hur mekanisk och digital teknik samverkar, till exempel i värme- och ventilationssystem.
• Tekniska lösningar för hållfasta och stabila konstruktioner, till exempel armering och balkformer.
• Hur komponenter och delsystem samverkar i ett större system, till exempel vid produktion och distribution av elektricitet.
• Ord och begrepp för att benämna och samtala om tekniska lösningar.
• Teknikutvecklingsarbetets olika faser: identifiering av behov, undersökning, förslag till lösningar, konstruktion och utprövning. Hur faserna i arbetsprocessen samverkar.
• Egna konstruktioner där man tillämpar styrning och reglering, bland annat med hjälp av programmering.
• Dokumentation i form av manuella och digitala skisser och ritningar med förklarande ord och begrepp, symboler och måttangivelser samt dokumentation med fysiska och digitala modeller. Enkla, skriftliga rapporter som beskriver och sammanfattar konstruktions- och teknikutvecklingsarbete.
• Samband mellan teknisk utveckling och vetenskapliga framsteg. Hur tekniken har möjliggjort vetenskapliga upptäckter och hur vetenskapen har möjliggjort tekniska innovationer.
• Återvinning och återanvändning av material i olika tillverkningsprocesser. Samspel mellan människa och teknik samt människans möjligheter att skapa tekniska lösningar som bidrar till hållbar utveckling.
• Konsekvenser av teknikval utifrån ekologiska, ekonomiska, etiska och sociala aspekter, till exempel i fråga om utveckling och användning av biobränslen och krigsmateriel.
• Tekniska lösningar som utnyttjar elektronik och hur de kan programmeras.
• Hur digitala verktyg kan vara stöd i teknikutvecklingsarbete till exempel för att göra ritningar och simuleringar.

Uppgifter

Inlämning introduktion

Här lämnar du in introduktion till vindkraft

Inlämning introduktion vindkraft

Här lämnar du in din text "Introduktion" som är del av vindkraftsprojektet.