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環境教育教案
教學主題
從預約未來替代能源 到德國的環保&能源
設計者 黃倩瓊
教學對象 中高年級 教學時數 120 分鐘
教材來源 自編
設計理念 透過本教學，使學生認識未來能源趨勢，並能落實節能之生活態 度。
節次 教學活動流程
時間第 一 節
準備階段
(一) 課堂準備
PPT、單槍投影設備。
(二) 引起動機
播放公共電視影片(預約未來替代能源)片段，並討論。
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發展階段
(一)介紹國內積極研發的替代方案：風能、太陽能、生質能、燃料電池等 四大技術，兼述其他能源發展，如：地熱、海潮能等，及現代替代能源生 活用品之研發與使用。
(二)從風、火、日、海、木等神話出發，結合虛擬實境和類戲劇手法，輔 以動畫精彩呈現；替代能源研發過程的故事，展現科學新知與科技原理，
讓人領受未來科技生活。
(三)風能─捕風捉影
透過風神的故事介紹風力與能量，說明風如何形成、如何測量風力大小、
風能如何轉換成電能，探討台灣風能資源的分布、巨大風災的影響、風力 發電的發展現況。分享德國、美國風力發電的相關經驗，並介紹台灣目前 在風力發電領域的最新發展及未來方向。
(四)太陽能：追日（上）-能量的誕生
透過夸父追日的故事為引，探討光能變電能的原理，介紹太陽光電的實例。
(五)太陽能：追日（下）-太陽能不能？
由希臘神話太陽神之子費頓，駕太陽車把非洲烤焦的故事，帶出非洲及台 灣東部所推動的太陽能發電計畫。依不同自然條件，研發不同的太陽電 池，應用在不同的用途與產品，矽晶太陽電池已應用在車輛（高雄應用科 大阿波羅車隊）、建築（台南縣政府）、公共設施（世運場館、南瀛綠都心
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公園）、船舶（大目降一號）。以砷化鎵為原料的高聚光太陽能模組及薄膜 型太陽電池。最後到美國加州及德國弗萊堡，了解太陽能發電系統補貼政 策，做為我國建立相關法令的依據。
(六)生質能-生存與能源的戰爭
藉由希臘神話中普羅米修斯取火的故事，帶出生質能的定義及對人類的重 要性。 以台灣生質能發電領域的研發及應用現況為主，從固態、液態、
氣態不同型態的生質能來源開始，探討各種應用方式及原理。以德、美兩 國為例，分享生質能發電方面的相關經驗，作為國內參考。
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第 二 節
(七)氫能與燃料電池-尋找“氫”鳥
以小兄妹尋找青鳥的故事，象徵人類尋找終極能源的努力，帶出主題
「氫」。從氫的生產製造、運輸儲存、氫能應用，深入了解氫能應用架構 及尚待解決的困難。「氫能應用」著重在燃料電池發電原理及相關技術介 紹，以日本的燃料電池示範計畫為例，分享燃料電池實際運用在交通運輸 及民生用電的經驗。
(八)新興替代能源-閃電之後-尋找富蘭克林
從電的發現者—富蘭克林的故事開始，帶出今日的科學家們在研發新興替 代能源（包括：地熱能、海潮能、波浪能、水力發電、天然氣水合物……
等）領域的努力。探討各種替代能源的科學原理及應用方式，遠赴澳洲、
日本，介紹世界先進國家在相關領域的研究與發展現況。
(九)綠建築-幸福綠建築
綠建築是未來建築的趨勢，延伸替代能源的概念，將多種能源知識應用於 建築結構。地球能源三成以上是建築本身的空調、燈光所消耗掉，推廣綠 建築將是節能時代的重要一環。以「泰姬瑪哈陵」故事開始，說明建築是 幸福生活的象徵，因建築和人類生活息息相關。
以德國、美國的太陽能建築為例，說明優美的綠建築以自然光線和風力運 用製造電力和空調所帶來的節能奇蹟。
(十)猜猜這是什麼?
1.各國最常見的固定式風車發電機，發電效率少超過三成（發電效率是指 風車全速轉動發電量與實際發電量的比率）；發電效果不好，是因風車固 定在地，地面風力不穩、也不強。
若是 5000 到 15000 公尺接近同溫層的高空，就有時速達 320 公里的噴射 氣流，如能把發電風車「放」上去，就像放風箏，再由電線從高空把電流 送回地面。美國有家 Sky WindPower 公司，就試過這種方法。
2.「全沒水潮流發電機」是利用潮流通過時，水流推動 80 公分直徑的水 輪扇葉轉動，經傳動系統轉動發電機發電，發電功率有 3 瓩。
相當於每小時有 3 度電，可以啟動 5 台 600 瓦的家用電暖爐。
潮流發電的效能跟風力發電比起來差不多，但比風力來得穩定。
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第 三 節
(一)德國的環保&能源技術
2005 年京都議定書正式生效後，全球共同關注氣候變遷的議題。溫室氣 體大評鑑，這場新世紀環保競賽中，德國拔得頭籌。不只是一個達到減量 目標的國家，已減少 19%的溫室氣體，成果遙遙領先。
(二)德國國會大廈的主體建築在 1895 年完成。遭遇過大火及世界大戰的 摧毀，歷經多次的重建整修才呈現現在的樣貌。1990 年間的進行重大改 建工程，包括自然採光、空氣自然循環、汽電共生與熱回收複合系統的建 置，讓德國國會大廈慢慢蛻變，成為德國生態建築的重要象徵。
(三)德國國會大廈通風系統設計概念
(四)德國國會大廈手動與自動控制的窗戶與雙層玻璃相互結合 (五)德國國會大廈太陽能與生質能源的使用
(六)德國國會大廈熱儲能再利用系統
Q&A
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