Урок "Розв’язування прикладних задач."

Інтегрований урок з математики та фізики.

Тема: Розв’язування прикладних задач.

Мета: Систематизувати знання учнів про види задач; вчити винахідливості, підприємливості в поєднанні з точними науками; розвивати поняття, які вивчаються, і набути уміння та навички логічного мислення; виховувати  любов до природи.

Обладнання:  кабінет оформлений плакатами, схемами.

Тип уроку: Комбінований.

 

”Недостатньо тільки отримати знання;

їх треба застосувати.

 Недостатньо тільки бажати;

 треба діяти.”

 Йоганн Вольфганг фон Гете.

Підготовка до уроку: клас ділиться на  дві команди:

І команда– математики;

ІІ команда– фізики.

Хід уроку

Вступ.

Учитель математики:

Роль математики у вихованні винахідливості, фінансової грамотності, підприємливості полягає в тому, що методом доцільно підібраних задач, функціональних залежностей можна навчитися розуміти окремі поняття, переваги ведення приватного господарства, прищепити навички раціонального використання природних ресурсів, розкрити роль математики у пізнанні найбільш загальних і фундаментальних законів природи, створити базу для формування наукового світогляду.

Учитель фізики:

У галузі енергетики дедалі більше зростає попит на атомників, інженерів, які освоюють альтернативні види енергії та відновлювані джерела енергії (водень, вода, сонячна енергія, енергія вітру, біологічне паливо). Найвідомішим інноватором останніх років, безсумнівно, є  Ілон Маск -   інженер, підприємець, винахідник, інвестор, мільярдер. Засновник компаній «SpaceX», «PayPal»^[13], Neuralink і The Boring Company, головний дизайнер (Chief Product Architect), генеральний директор і голова ради директорів «Tesla Inc.», що керує заводом Tesla. Входить до ради директорів компанії «SolarCity». (див. Вікіпедія)

Учитель математики:

І тому сьогодні у нас незвичайний урок. Ми прослухавши все вище сказане створимо бізнес-проєкт вигідного вкладення стартового фінансового капіталу для отримання стратегічної вигоди в перспективі, і щоб він задовільняв таким умовам:

1. сучасний;
2. науково-обгрунтований;
3. фінансово-рентабельний.

 

Учитель фізики:

Охорона навколишнього середовища - найактуальніша проблема сьогодення. Природні ресурси, які дають нам енергію вичерпуються. Але є вид енергії, який ми використовуємо не в повній мірі, а саме – сонячна енергія.

 

Учитель математики:

Ми з’ясуємо, що вигідніше – відкрити депозитний вклад у банку, чи вкласти у бізнес-проєкт?

 

 

 

Учитель фізики:

Встановлення мережевої станції – самий простий и практичний спосіб використання сонячної   електроенергії. Для роботи такої станції не потрібні  дороговартісні аккумулятори, ні складні прилади керування. Ви просто встановлюєте фотомодулі, підключаєте  їх до мережевого інвертора, а інвертор – до електромережі  через пристрій обліку електричної енергії.  Автоматика інвертора синхронізує його з електромережею і забезпечує відключення  станції у  випадку  аварійного режиму роботи електромережі.

Команда фізиків  приготувала цікаві факти.

Цікаві факти:

1. Мережева станція призначена для зменшення споживання електроенергії з мережі або для вироблення електроенергії в мережу з подальшим продажем за “Зеленим тарифом”. Мережева станція не комплектується АКБ і не може використовуватися в якості єдиного джерела енергії.

Згідно Постанови НКРЕКП від 30.03.2017 № 428, тариф на електричну енергію для приватних домогосподарств, які виробляють електричну енергію із енергії сонячного випромінювання об’єктами електроенергетики, які  вмонтовані (встановленні) на дахах і/або фасадах приватних  домогосподарств (будинків, споруд), величина встановленної потужності яких не перевищує 50 кВт, і які введені в експлуатацію складає:

Період	Тариф без ПДВ
с 01 січня 2017 по 31 грудня 2019 года	521,09 коп/кВт•год
с 01 січня 2020 по 31 грудня 2024 года	468,36 коп/кВт•год
с 01 січня 2025 по 31 грудня 2029 года	417,18 коп/кВт•год

 

2. Підключення “Зеленого тарифу” для приватних осіб:

• Купити обладнання;
• Встановити обладнання;
• Зібрати необхідні документи для обленерго (схему станції, копію техпаспорту);
• Створити розрахунковий рахунок в банку;
• Встановити пристрій обліку електроенергії;
• Підписати з обленерго акт прийому-передачі електроенергії.

 

3. Використання монокристалічних фотоелементов.

Характеристики:

• ККД від 15 до 18 відсотків;
• Форма прямокутна;
• Товщина 0,2 – 0,3мм;
• Колір від темно-синього до чорного
•  з антивідбиваючим покриттям або без покриття;
• Зовнішній вигляд – однорідний

 

Команда математиків:

Якщо  в 2015–2016 роки за сонячну електростанцію потужністю  10 кВт потрібно було заплатити 16000–18000$, то зараз вартість такої станції       “під ключ“ – 9000–10000$.

При цьому  ціна, по якій  домогосподарства  можуть  продавати електроенергію, більше, ніж в 3 рази перевищує ціну, по якій вони її купують для своїх потреб — 5,54 грн/кВт⋅год (продаж) проти 1,68 грн/кВт⋅год (купівля).

Пропонуємо розв’язати такі задачі:

Команда фізиків:

Задача 1. Встановлено,що найбільше електроенергії в річному еквіваленті

(10227 кВт*год) станція виробляє, якщо кут нахилу фотомодулів до горизонту становить 30⁰. Розра хувати  яку кількість електроенергії виробить станція для продажу по “Зеленому тарифу”, якщо щомісячне використання електроенергії споживачем 150 кВт*год.

Розв’язання:

За рік споживається електроенергії 150*12=1800 кВт*год.

 10227-1800=8427 кВт*год  електроенергії можна продати по “Зеленому тарифу”                   

Відповідь: 8427 кВт*год.  

Команда математиків:

Задача 2. Обчислити вартість виробленої електроенергії  та електроенергії проданої по “Зеленому тарифу”за рік, та окупність станції на 10 кВт придбану за 10000$?

Розв’язання:

Вартість виробленої електроенергії за рік становить 10227*5,54=56657,58грн., а  вартість електроенергії проданої по “Зеленому тарифу”за рік буде

8427*5,54=46685,58грн.

Вартість станції по курсу 25,15грн. за 1$ становить 25,15*10000=251500грн.

Окупність станції 251500/56657,58=4,44 (років)

Період (роки)	Очікувані грошові потоки, грн
0	-251500,00
1	-194842,42
2	-138184,84
3	-81527,26
4	-24869,68
5	31787,9
6	88445,48

 

Період (роки)	Очікувані грошові потоки, $	Дохід,$	Дохід, грн.
0	10000.00	0	0
1	10375.00	375	9431,25
2	10764.06	764,06	19216,11
3	11167.71	1167,71	29367,90
4	11586.50	1586,50	39900,48
5	12021.00	2021,00	50828,15
6	12471.79	2471,79	62165,52

Задача 3. Обислити дохід при вкладі в банк 10000$ під 3,75% за складними відсотками.

 

 

 

 

 

 

 

 

Команда фізиків:

Кут нахилу фотомодулів ------------30⁰

Орієнтація фотомодулів       ------   Південь

Власне споживання -------------------150кВт*год

Вартість по “Зеленому тарифу”--- 0,18€

 

  

Команда математиків

Задача: Встановити у якому місяці найбільше виробляється, а в якому найменше – сонячної електроенергії за данною діаграмою

 Відповідь: найбільше у липні, найменше – у грудні.

Команда фізиків

Цікаві факти про світло

Сонячний промінь долає відстань від Сонця до Землі зі швидкістю

 

Колективна робота з класом

Завдання пропонують для всіх учнів. Хто правильно перший розв’язав, той отримує найвищий бал.

Задача: За який приблизно час світло проходить відстань від Сонця до Землі – 150 млн км?

 

Підбиття підсумків:

Генерація сонячної електроенергії призводить:

• Вирішення екологічних проблем середовища;
• Продаж електроенергії в  мережу по “Зеленому тарифу”;
• Вигідна інвестиція коштів з окупністю протягом 5 років;
• Освітлення, відеонагляд віддалених об’єктів.

Рефлекція.

1. Обговорення та обмін враженнями між учасниками проєкту.

2. Гра «Незакінчені речення»:

    Сьогодні я дізнався про…

3. Рефлексійне анкетування. Доберіть слова, які відображають ваші враженням від роботи над проєктом.

Проєкт пройшов:
Цікаво,
 

Корисно,
Ефективно

Нецікаво
 

Я працював (-ла):
Творчо
Активно
Незадовільно
 

Домашнє завдання.

Задача №1 У сонячний день довжина тіні метрової лінійки дорівнює 24см, а довжина тіні від дерева – 3,6м. Визначте якомога безпечніше висоту дерева.

Задача №2 Знаючи розміри фотомодуля 1010мм*680мм*30мм. Обчислити їх кількість розміщення на поверхнях будівель площею 70м² .