В 2019 году в Казахстане, в интеллектуальной школе физико-математического направления города Уральска (Широта Саратова и Воронежа) был запущен проект «Солнечная энергия школам», в рамках которого состоялось открытие солнечной станции на 100 кВт. Энергия солнца позволила снизить энергопотребление школы примерно на четверть. Вполне убедительные цифры доказывают глобальное значение «зеленой» экономики. К тому же идея установить солнечные системы в школах помогла также интегрировать «солнечную тему» в учебный процесс.
Эксперты прогнозируют, что к 2030 году разрабатываемые нефтегазовые месторождения в стране выйдут на свой пик, после этого объемы добычи начнут падать. Поэтому уже сейчас необходимо активно внедрять энергосберегающие технологии, снижать потребление энергоемких производств и увеличивать долю энергии, вырабатываемой из альтернативных источников. Важность «зеленой» экономики очевидна, нужно сохранить природный капитал, экосистемы и биоразнообразие и при этом обеспечить рост доходов и занятости. Устойчивое развитие государства, при котором удовлетворение потребностей нынешних поколений происходит без ущерба для возможностей поколений будущих, должно соблюдаться во взаимосвязанном и пропорциональном развитии трех компонентов государственного устройства: экономического, социального и экологического. Только в этом случае можно повысить уровень и качество жизни населения, сделать продукцию более конкурентоспособной за счет снижения энергозатрат и использования вторичной переработки. Необходимо научиться использовать альтернативные источники энергии взамен истощающихся природных. Только в этом направлении государство будет процветать.
Два в одном Проект «Солнечная энергия школам» берет свое начало с 2018 года, когда был заключен меморандум между Министерством энергетики РК, компанией Shell и автономной организацией образования «Назарбаев Интеллектуальные школы», при поддержке акиматов городов Астаны, Алматы, Мангистауской, Атырауской и Западно-Казахстанской областей. Социальный проект компании Shell позволил на практике показать реализацию инициативы государства по переходу к «зеленой» экономике. Это не только экономия средств, но и экологическая составляющая в использовании возобновляемых источников энергии.
В целом, проект «Солнечная энергия школам» стал примером успешного внедрения STEMобразования, воспитания экологической культуры и ответственного отношения учащихся к природе.
STEM-и STEAM-образование: что это? STEM (science, technology, engineering, math) — программа обучения, сочетающая занятия естественными науками,технологией, инженерией и математикой. Иногда к аббревиатуре добавляют букву А (arts) — искусство, гуманитарные науки. Подход основан на сочетании теоретических и прикладных навыков. Ребенок охватывает сразу несколько областей знания, получает шанс использовать информацию, проверять факты на собственном опыте.
В Уральске солнечный проект в сравнении с другими городами был технически усложнен и построен по принципу «два в одном» – солнечные модули для фотоэлектрической станции установлены на крыше автопарковки, которую специально для этих целей построили на территории школы. Сложная конструкция навеса для паркинга на 30 машин смотрится впечатляюще, а рядом с парковкой стоит стенд, где в режиме реального времени показывается выработка солнечной энергии. Проект был осуществлен казахстанской энергокомпанией «МЭК-Астана», которая предлагает на рынке Казахстана оптимальные решения в области электроснабжения и энергоэффективности. – Специализированная парковка оборудована солнечными фотоэлектрическими панелями мощностью 100 Квт/ч. Станция состоит из 324 фотоэлектрических модулей с пиковой мощностью 315 Вт каждый. Вырабатываемая солнечными панелями электроэнергия преобразуется из постоянного в переменный ток и подключена к внутренним сетям здания школы. Станция работает непрерывно и адаптирована к перепадам напряжения, климатическим условиям региона. Фотоэлектрические модули позволяют сэкономить до 25% годового энергопотребления школы и направлять излишки произведенной электроэнергии в городскую сеть, что существенно снизило затраты школы на потребление электроэнергии. – Школа потребляет достаточно много электроэнергии и экономия за счет работы солнечных панелей довольно ощутимая. Например, в прошлом году было много солнечных дней и в летний период бывало, что выработка солнечной энергии покрывала почти полностью затраты на электроэнергию. В среднем, в сутки солнечная станция вырабатывает 267 кВт, среднемесячные показатели чуть более 8 тысяч кВт. Например, в 2020 году выработка собственной энергии составила 28% от количества потребляемой электроэнергии, соответственно, и экономия средств была хорошая. Затрат на содержание солнечной станции нет, световые панели работают круглый год. Зимой выработки энергии практически нет, так как панели стоят под снегом, чистить их мы не рискуем, чтобы не повредить. Если в солнечные дни снег тает, то энергия есть, но в минимальных количествах.
ВИЭ в школьных проектах Специалисты НИШ на базе солнечной станции развивают научный потенциал учащихся и педагогов школы, проводя различные тренинги с использованием новых технологий. Школьники активно внедряют свои идеи по использованию возобновляемых источниковэнергии, созданию искусственного интеллекта, развитию биотехнологий. Например, проект учеников Дильназ Басеровой и Аниса Баймуканова «Smart GreenHouse» в рамках конкурса «CaspianStart-Up 2022» – это проект полуавтоматизированной школьной теплицы, предназначенной для выращивания тюльпанов. В теплице установлены прозрачные солнечные панели для выработки электроэнергии. Органические солнечные элементы позволяют вырабатывать энергию из той части светового спектра, который минимально используется растениями. В результате энергия полностью компенсирует необходимые энергозатраты. Специальное приложение, используемое в проекте, помогает отслеживать и строить графики изменения таких параметров, как температура, освещенность, влажность воздуха и других, благодаря этому выращивание цветов будет осуществляться быстрее, качественнее и успешнее. В процессе работ в теплице ученики получают ценные навыки практического применения теоретических знаний, которые они получают на уроках. Таким образом, помимо дохода от реализации тюльпанов, теплица развивает нематериальные активы. Учитель-модератор физики НИШ ФМН г.Уральска Умыргали Бекешев считает, что солнечный проект, помимо экономической важности, дает ученикам вдохновение для творческих идей в «зеленой» экономике, экологии. – У наших учеников уже есть успехи. Недавно выпускник школы, студент Назарбаев Университета Азиз Талапов, который разработал систему непрерывного использования электроэнергии на автобусных остановках через альтернативные источники, получил патент на свой проект. Вообще, проект «Солнечная энергия школам» оказал особое влияние на научно-исследовательскую деятельность учащихся. Проблематика альтернативных источников энергии была актуальной в школьных проектах с самого открытия школы. Учащиеся увлекались методами получения энергии из биотоплива, из заряженных частиц атмосферного воздуха (проект Талгата Мулдаша), из энергии движения транспорта (проект Азиза Талапова). Эти темы были отражены в школьных проектах, удостоенных призовых мест на престижных конкурсах INNOVA-2015, INNOVA-2016, Наурызовских встречах. Поэтому запуск солнечной станции три года назад привлек к теме альтернативных источников энергии еще больше учеников, превратив ее в самую популярную тему научных проектов. Учителя физики постоянно пробуждают интерес школьников к данной теме, знакомя их на уроках с принципами работы всей системы. Работая в небольших группах, ученики уже могут сами собирать миниатюрные модели солнечных электростанций. Учителя химии разъясняют химический состав солнечной батареи, состоящей из кремния, в который добавляют также фосфор, бор, тем самым вызывая у учащихся интерес к исследованиям в области химии. Таким образом, солнечный проект позволяет юным интеллектуалам на практике видеть законы сохранения энергии, следить за работой энергии из возобновляемого источника и быть всегда популярной темой их научных изысканий.
