海洋能源计画

「海洋能源」計畫2019/8/15教育部補助海洋科學及海洋生物科學教材發展計畫—海洋能源計畫主持人：國立台灣海洋大學蘇達貞副教授協同主持人：基隆海事職業學校許修豪老師台北縣立欽賢國中林鳳鈴老師台北縣立海山國小曾文正老師執行單位：國立台灣海洋大學執行期程：97年06月20日至98年02月20日2019/8/15引導學子認識、親近、喜愛海洋★計畫目標★2019/8/15★編研團隊之運作★大學教師/社教館所研究人員高中教師/校長高中教師/校長高中教師/校長高中教師/校長高中教師/校長國中教師/校長國中教師/校長國中教師/校長國中教師/校長國中教師/校長國小教師/校長國小教師/校長國小教師/校長國小教師/校長國小教師/校長2019/8/15★縱向會議(團隊成員研商)資料-1★次序日期報告暨討論事項學習議題197年08月20日1.計畫目標及執行方式說明。2.「執行備忘書」與「教材內容章節設計表」事宜3.討論實作暨野外探索地點及時間。297年08月25日1.計畫目標及預定執行方式規劃說明。2.「執行備忘書」與「教材內容章節設計表」事宜。3.計畫內容初稿討論。397年09月03日海洋溫差發電探討。海洋能源概論497年09月17日1.執行備忘書及教材內容章節設計表之確認2.海洋能源概論及海洋溫差發電內容之討論3.第一次野外實作探勘之實作說明海浪能源2019/8/15★縱向會議(團隊成員研商)資料-2★次序日期報告暨討論事項學習議題597年10月04日1.各級海浪發電教材內容討論。2.訂定實驗暨野外實作日期及行程。697年11月05日1.第1-3單元綜合討論。2.實驗計畫說明(請見附件)3.橫向會議時程討論。海流發電797年12月03日1.各單元活動學習單討論。2.第1-5單元教材綜合討論。潮汐發電897年12月14日1.花蓮海洋教育現況2019/8/15★A.主持人帶領協同主持人學習授課★次序日期講習議題/學習議題97年09月03日海洋能源概論97年09月17日海浪能源97年11月05日海流發電97年12月03日潮汐發電97年12月13日台灣地區發展海洋能源之獨特性與遠景2019/8/15★主持人帶領協同主持人學習授課相片展示★海流發電講座海洋溫差發電實驗潮汐發電講座黑潮之形成2019/8/15★B.主持人帶領協同主持人實驗暨野外實作探索★次序日期地點實驗暨野外實作探索主題標的197年11月05日野柳目的藉由野柳特殊海洋氣象(海風與海浪)、觀察對海岸地形與地質景觀之影響，與未來規劃海風與海浪能源之可行性做出探勘與模型實驗之規劃。297年12月13-14日花蓮東海岸實際體驗、紀錄海風、海浪、海岸地形、地質景觀並觀察海岸生態，對照海洋溫差發電、海洋生物發電、海浪發電、與海流發電等模型實驗。2019/8/15★主持人帶領協同主持人實驗暨野外實作探索相片展示★海浪發電之場景花蓮東海岸地區之海洋物理現象海洋風力發電之工程技術考量問題與花蓮溪出海口觀察迴瀾景象東海岸制高點觀察黑潮海流景象著名風化現象之最佳教材2019/8/15★C.邀請之專家學者帶領協同主持人學習★次序日期學習議題/講習議題主講人(姓名/單位/職稱)97年11月05日海流發電講座鄭啟佑/胡海平國立台灣海洋大學97年12月03日潮汐發電講座黃偉倫/蔡順峯國立台灣海洋大學97年12月14日花蓮海洋教育現況楊維邦、王敏國立東華大學2019/8/15★邀請之專家學者帶領協同主持人學習照片展示★海流發電講座海流發電講座潮汐發電講座花蓮海洋教育發展東部海岸生態介紹2019/8/15★橫向會議(同級教師討論)資料★教學等級日期報告暨討論事項國小97年12月03日國小級教材第1單元至第5單元綜合討論。國中97年12月03日國中級教材第1單元至第5單元綜合討論。高中(高職)97年12月03日高職級教材第1單元至第5單元綜合討論。2019/8/15★橫向會議照片展示★國小級國小級國中級國中級高職級高職級2019/8/15★撰寫教材總表★適用對象教材名稱單元數冊數國小海洋能源知識單元：8單元實驗單元：2單元分級分冊，共3冊國中海洋能源知識單元：8單元實驗單元：2單元高中(高職)海洋能源知識單元：8單元實驗單元：2單元2019/8/15★撰寫教材單元內容★(分級分冊，一冊一表)教材名稱海洋能源適用對象國小/中高年級知識單元單元目次單元名稱第一單元海洋能源概論第二單元海洋溫差發電第三單元海浪發電第四單元海流發電第五單元潮汐發電第六單元海洋生物發電第七單元海洋環保與生態第八單元永續能源發電實驗單元單元目次單元名稱實驗單元一海岸生態之觀測實驗單元二海浪之觀測2019/8/15★撰寫教材單元內容-1★(分級分冊，一冊一表)教材名稱海洋能源適用對象國中知識單元單元目次單元名稱第一單元海洋能源概論第二單元海洋溫差發電第三單元海浪發電第四單元海流發電第五單元潮汐發電第六單元海洋生物發電第七單元海洋環保與生態第八單元永續能源發電實驗單元單元目次單元名稱實驗單元一海岸生態之觀測實驗單元二海浪之觀測2019/8/15教材名稱海洋能源適用對象高職知識單元單元目次單元名稱第一單元海洋能源概論第二單元海洋溫差發電第三單元海浪發電第四單元海流發電第五單元潮汐發電第六單元海洋生物發電第七單元海洋環保與生態第八單元永續能源發電實驗單元單元目次單元名稱實驗單元一海岸生態之觀測實驗單元二海浪之觀測★撰寫教材單元內容-2★(分級分冊，一冊一表)2019/8/15★撰寫教材樣本內容★(僅呈現具代表性之知識單元一個、實驗單元一個)知識單元：收窄水道式波浪發電系統企鵝博士補給站波浪的傳遞小朋友您知道嗎？我們平常時在海邊看著海浪一波接著一波的向岸邊前進，其實海水並沒有跟著前進唷！波浪的前進只是能量向前傳遞，海水的水分子本身就在原地上下起伏，並不會跟隨著波浪的能量前進。2019/8/15利用一個不斷變窄的水道將波浪聚集到比海平面高數米的儲水湖中。當波浪進入縮減水道越是接近儲水湖，波浪高度也就越高。當水進入儲水湖後，波浪的動能轉化為儲水湖中的水位能。最後，儲水湖中的水會被送到渦輪機進行發電。★撰寫教材樣本內容★(僅呈現具代表性之知識單元一個、實驗單元一個)實驗單元：收窄水道式波浪發電系統2019/8/15海洋生物能知識單元：2019/8/15★與人爭食?★隨化石燃料不斷被消耗使用，原油價格攀升，利用替代方案製造燃料為勢在必行。目前生物能源原料可生產酒精、氫氣與柴油，其物料源主要為玉米、花生、大豆、橄欖、棕櫚、葵花子或油菜，這些物料也是人類食物或者牲畜飼料，以其為消耗量大的燃料原料實為不智，與人爭食的問題備受重視與反對。目前各界積極另尋他法以製造替代燃料，既需要短時間內有著龐大產量又不可與人類或牲畜分搶食物，綜觀大自然的環境之中，以藻類為最佳的選擇，各方皆投入大量的資源研究藻類的培養與提煉產品、增加附屬價值。2019/8/15★藻類★「藻類」是極為通俗的名稱，並非指特定的一種生物；然而藻類卻不是那麼單純的都是植物，專家們認為藻類與其他生物之間的演化關係還有著相當大的討論空間。藻類基本上是能行光合作用且構造非常簡單的生命體。所有的藻類都具有葉綠素，就如同高等植物一般。一般動、植物生長旺盛的地區反而比較少見到藻類的生長，相反地藻類卻在那些不被預期之處所發現，如沙漠中的岩石內壁、雪地中、樹幹上、熱泉中（高達85°C以上）以及高海拔的大氣中等惡劣的環境中被發現。因此，藻類不像我們單純所想像的屬於水生或半水生性，它們是無所不在的。2019/8/15★生質柴油★部分藻類含油量高（特定微藻如矽藻(diatom)、海洋擬綠球藻(Nannochloropsisspp.)、杜氏鹽藻(Dunaliellasalina)、叢粒藻(Botryococcusbraunii)的含油量超過重量的一半），且生長快速，因此成為製造生質柴油的理想物種。西雅圖生質柴油公司經理多馬姆斯說：「目前我們使用大豆油，主要是菜籽油太貴。一畝大豆可提煉50~60加崙的油，一畝菜籽則可提煉75~125加崙的油。唯海藻成長速度快，幾乎等於無限量供應，一畝海藻可提煉10,000加崙的油。」2019/8/15★培養池★培養藻類的反應器需要能提供充足的光線，該類反應器稱為光反應器（光反應器的設計著重在單位面積光強度的提升）。2019/8/15•無動力抽水-能量來源為水流•海洋肥沃–吸收二氧化碳與造雲、降低暖化–區域性海面改造–製造海洋牧場★海中豎管★實驗單元：2019/8/15★原理★2019/8/15★海中豎管實驗設計★◎方法步驟：１.將水裝滿於水箱內２.放置固定好豎管３.造浪機啟動產生固定的波高、波速４.染色試管放入管下方，將顏料擠出５.觀察染色顏料在管內上升速度等現象◎水槽試驗：進行觀察並記錄流體上升之變化。◎所需材料：透明壓克力水箱透明壓克力管重錘造浪機（木板）染色顏料滴試管2019/8/15繪本2019/8/152019/8/152019/8/152019/8/152019/8/152019/8/152019/8/152019/8/152019/8/15