中小學能源科技教育推動中心種子教師教案設計

中小學能源科技教育推動中心種子教師教案設計中小學能源科技教育推動中心種子教師教案設計學習學科：電腦輔助繪圖實習(二) 單元名稱：風力發電機設計與繪製教師：唐瑋學校名稱：國立新營高級工業職業學校科別：機械科本投影片依教學順序排列

本教案主要透過3D電腦輔助繪圖實習課程的實施，除使學生學習機械製圖的概念外，亦能具備能源使用的知識，並思考如何以科技的方式解決或建立節約能源的習慣，透過對能源產生方式的認識，進而深入探究風力發電機的原理與結構，進而設計並繪製理想的風力發電機的外型結構，同時達到能源教育的目的亦完成3D電腦繪圖課程的教學目標。本教案主要透過3D電腦輔助繪圖實習課程的實施，除使學生學習機械製圖的概念外，亦能具備能源使用的知識，並思考如何以科技的方式解決或建立節約能源的習慣，透過對能源產生方式的認識，進而深入探究風力發電機的原理與結構，進而設計並繪製理想的風力發電機的外型結構，同時達到能源教育的目的亦完成3D電腦繪圖課程的教學目標。

認知方面 自編學習單 • 技能方面設計並繪製風力發電機(含機構的傳動與風扇的設計) • 情意方面學習態度，参與討論程度、問題表達的能力

準備教具 ㄧ、自編簡易電扇繪製教學單，如附件。二、自編能源科技教育學習手冊，如附件。三、自製教學投影片。四、自製動畫。五、自編學習單。六、網路資源

教學方法 • ㄧ、講授法。二、分組討論法。三、示範法。四、實作法 • 引起動機 • 以自行繪製之模擬動畫，引起學生學習動機並說明本課程之學習目標，與實作須完成的專題製作方向。

介紹能源種類及替代能源。 • 討論台灣能源的產生及現況(小組討論)。 • 3D繪圖設計概念(含軟體介面介紹)基礎繪圖技巧。 • 認識家庭能源及分析家庭能源使用情形。 • 建立實體特徵(擠出指令介紹、旋轉指令介紹、螺旋 • 指令介紹，採示範教學)。

介紹風力能及風力發電機。 • 小組討論理想的風力發電機條件如何。 • 建立工作平面(工作軸、工作平面、圓角指令介紹，採示範教學)。 • 零件組合與動態模擬，採示範教學。 • 問題探討(綜合討論)。

簡易電扇繪製，採示範教學。 • 小組討論理想的風力發電機條件如何。 • 建立工作平面(工作軸、工作平面、圓角指令介紹， • 採示範教學)。 • 零件組合與動態模擬，採示範教學。 • 問題探討(綜合討論)。 • 簡易電扇繪製，採示範教學

專題製作： • 分組作業依各組討論提出製作計畫，專題主體以風力發電為能源或理想的風力發電機。 • 作品欣賞： • 將作品製作成專題報告，與同學分享。

專題名稱:疾鷹戰神WGL 設計理念: 近年來因為石油瀕臨枯竭，所以各國政府極力的推動節能減碳政策，而人類的專家們也開始四處尋找可以取代石油能源的新能源，本設計便運用太陽能及風力，作為替代能源

功能：當不騎車時利用風力發電，將電能儲存於電池，當電池充滿電量時，可讓騎士不用花費那麼多力氣，騎累了還可以靠電力來傳動能量，在能量傳送中可讓騎士休息儲存體力，可以讓人騎的更輕鬆更方便。功能：當不騎車時利用風力發電，將電能儲存於電池，當電池充滿電量時，可讓騎士不用花費那麼多力氣，騎累了還可以靠電力來傳動能量，在能量傳送中可讓騎士休息儲存體力，可以讓人騎的更輕鬆更方便。

壹、前言 • 貳、能源的種類 • 能源分為初級能源與次級能源，初級能源就是指天然形成的能源，包括石油、天然氣、煤、風力、水力、太陽能等。所謂次級能源就是指初級能源經過處理或轉換後所形成的能源，包括電能、電磁能、汽油、柴油、燃料油、液化石油氣、煤氣等。 • 依其使用的方式又可分為再生能源與非再生能源，再生能源係指隨著大自然的運轉而永不枯竭的能源，如風能。非再生能源係指其有消耗性，如石油等。

參、未來能源 一、點燃希望的痲瘋樹二、柳枝稷的新生命三、多年生植物

肆、石油的替代能源 一、“氫”是最高效的清潔能源：二、風力發電：三、太陽能發電：四、化學能發電：五、地熱發電：六、沼氣發電：七、天然氣水合物

伍、台灣能源的來源 一、風力二、太陽能三、地熱四、海水溫差五、波浪六、潮汐七、黑潮八、生質能

壹、家庭用電情形

貳、電費的計算方式 • １度＝１０００Ｗ連續使用１小時。以目前電價來看，１度電要3.465元（約3.5元）。 • 每小時用電則為0.2度每小時電費＝ 3.5元 X 0.2 ＝0.7元每天電費＝0.7 X 24小時＝16.8元每月電費＝16.8 X 30天＝504元電腦一個月不關機，它就要504元的電費。

壹、前言 貳、風的形成風是一種能量的形態，部分是由太陽造成。地球表面的加熱和冷卻，以及地球的自轉，都促進了風的形成。太陽加熱了地表。這個熱氣進而發散，將周遭的空氣加溫。到達地球的太陽能量約有百分之二被轉換成風力。

参、風力的描述 • 風能系統通常以千瓦（kilowatts）或百萬瓦（megawatts）為測量單位，這些是功的單位，能量是功乘以時間。風能所產生的電力則以千瓦小時來測量，屬於能量的單位。一千瓦小時的電能等於3,413英熱（英國的熱能單位）。

肆、風力能的運用 一般而言，風車的種類可以分為水平軸風車與垂直軸風車。

伍、風力發電機原理 • 陸、風力發電機種類風力發電機的種類，以結構區分有以下二種：旋轉結構主軸與地面相對方向：可分為水平軸和垂直軸結構之風力發電機。

捌、風力發電特色 一、減少傳統化石能源消耗二、不排放汙染物質三、具觀光效益，且不傷害小鳥四、取之不盡用之不竭五、道地自產能源六、提供就業機會七、分散式發電八、輔助性能源

玖、風力發電設置地點 • 風力發電設置地點須風性良好（風期長、平均風速大、風力平穩）且不受遮擋；並考慮地理環境適宜及交通方便，以減少投資成本並增加出力。

拾、全球風力發電現況與展望 • 2008-2013年全球新增風力機組裝置容量及累計裝置容量

拾壹、台灣風力發電產業現況根據台電表示，未來第2期風力發電計畫，已於2004年4月奉經濟部核定，風力廠址包括：彰工風力、雲林麥寮、台西、四湖等廠址，共計63部風機，總裝置容量為12.6萬瓩，預計於2007年底前興建完成，其中彰工風力已於2005年3月中完成招標。另有澎湖湖西風力共6部風機，約0.51萬瓩，亦將於2006年興建完成。此外，德商英華威公司已於2005年3月中旬在苗栗縣興設的竹南及大鵬風場正式動工（總裝置容量為498MW），預計2005年年底將運轉發電。

壹、裝風力發電機的地點條件如何? 貳、台灣是否適合發展風力發電？参、風力發電機需要維修保養嗎? 肆、風力發電機噪音會影響電視收訊嗎? 伍、風力發電機的安裝需注意什麼?

謝謝敬請指教

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