DESCRIZIONE
Laboratorio didattico sull'energia rinnovabile fotovoltaica e solare termica, progettato per fornire una formazione pratica e teorica sull'utilizzo di energia eletrica ottenuta a partire da energia solare. Questo laboratorio permette agli studenti di esplorare le tecnologie e i principi che stanno alla base della produzione e gestione dell'energia rinnovabile, con un focus sulle soluzioni innovative e sostenibili per il futuro. Il laboratorio offre postazioni attrezzate per esperimentazioni pratiche sui sistemi di produzione di energia pulita.
OBIETTIVI
Il laboratorio mira a sviluppare negli studenti una conoscenza approfondita e pratica dell’energia solare rinnovabile, con i seguenti obiettivi didattici:
- Comprendere i principi dell'energia solare e le sue applicazioni nelle tecnologie fotovoltaiche e termiche.
- Acquisire competenze pratiche nella gestione e installazione di sistemi fotovoltaici e solari termici.
- Analizzare l'efficienza di vari componenti di impianti energetici, misurando e interpretando parametri tecnici.
- Studiare il bilancio energetico tra batteria, carico e rete, identificando flussi di potenza e variazioni nella domanda di energia.
- Simulare condizioni ambientali per valutare la resa energetica dei pannelli solari in diverse situazioni.
- Integrare teoria e pratica attraverso esperimenti di misurazione, regolazione e configurazione di impianti solari.
- Promuovere la sostenibilità energetica, analizzando l'impatto ambientale delle energie rinnovabili e il loro ruolo nella transizione ecologica globale.
COMPONENTI
- Trainer modulare per l'energia solare fotovoltaica: per studiare, in maniera approfondita, tutti i parametri coinvolti nella conversione diretta della radiazione solare in energia elettrica;
- Unità didattica per l'Energia Solare Termica: un sistema didattico progettato per trasformare l'energia solare in energia termica utilizzabile;
- Kit didattico per la produzione di corrente solare tramite idrogeno;
- Lampada per simulazione luce solare;
- Luxmetro;
- PC.
ATTIVITÀ DIDATTICHE
- Studiare i principi base dell'energia solare rinnovabile;
- Comprendere come ricavare energia elettrica a partire da energia solare;
- Determinazione della corrente inversa (o di saturazione) della cella senza illuminazione;
- Determinazione della resistenza parallela e in serie di una cella solare senza illuminazione;
- Dipendenza della tensione a circuito aperto (Voc) con i lumen (flusso luminoso);
- Misurazione dell'energia solare;
- Determinazione della disposizione delle celle in un pannello solare;
- Conoscenza dei parametri del regolatore;
- Studio dell'inverter con connessione alla rete;
- Pratiche di configurazione in serie e in parallelo dei pannelli;
- Studio della configurazione dell'inverter ibrido;
- Studio del processo di ricarica della batteria dalla rete di laboratorio tramite l'inverter ibrido;
- Studio dei flussi di potenza della batteria e della rete in variazioni della domanda di energia con il carico resistivo variabile;
- Studio della risposta dell'inverter ibrido quando viene raggiunto il punto di scarica critico della batteria;
- Studio del bilancio energetico tra batteria-carica-rete mediante gli amperometri e voltmetri analogici incorporati nel kit;
- Studio del funzionamento del sistema a termosifone: Analisi del processo di riscaldamento dell'acqua senza l'uso di pompe;
- Analisi del sistema di pompaggio tradizionale: Valutazione dell'efficienza e delle caratteristiche operative del sistema con pompa;
- Monitoraggio della temperatura dell'acqua: Utilizzo di sensori per registrare le variazioni di temperatura durante il processo di riscaldamento;
- Calcolo dell'efficienza energetica: Determinazione dell'efficienza dei sistemi nel convertire l'energia solare in energia termica;
- Simulazione di diverse condizioni ambientali: Utilizzo del pannello solare simulato per replicare varie intensità di radiazione solare;
- Imparare a produrre corrente solare tramite idrogeno;
- Imparare l'estrazione e l'elaborazione dei valori sperimentali misurati;
- Approfondire l’impatto ambientale delle energie rinnovabili e il loro ruolo nella sostenibilità globale.
Attenzione a spazi di apprendimento inclusivi e accessibili
Il laboratorio è caratterizzato da flessibilità, adattabilità, multifunzionalità e mobilità, connessione continua con informazioni e persone, accesso alle tecnologie, alle risorse educative aperte, al cloud, apprendimento attivo e collaborativo, creatività, utilizzo di molteplici metodologie didattiche innovative.
Parità di accesso e pari opportunità
L'ambiente laboratoriale che verrà realizzato rafforzerà il ruolo della scuola nella promozione della pari opportunità e nel contrasto agli stereotipi.
