Je kunt de leerlingen:

• de koppeling laten maken tussen de wetenschappelijke concepten (druk en onderdruk in gassen (Bernouilli), windsnelheid, omtreksnelheid, geleverd en opgewekt vermogen, rendement, ...) toegepast bij de omzetting van windenergie.
• een oplossing laten ontwikkelen door STEM-disciplines geïntegreerd toe te passen:
  • om een de kost te drukken
  • om een systeem te optimaliseren
• de wisselwerking laten illustreren tussen wetenschappen, technologie, wiskunde en de maatschappij aan de hand van maatschappelijke uitdagingen:
  • energietransitie
  • vogelsterfte in de buurt van bovengrondse windturbines beperken
  • de nadelen van een bovengrondse windmolen zoals visuele hinder, slagschaduw, geluidshinder (infrageluid), grote bouwkost, grote CO₂ uitstoot bij de bouw, ... beperken
  • zo efficiënt en goedkoop mogelijk energie opwekken

De leerlingen worden geconfronteerd met de verklaring van een pseudowetenschapper die aan de ondergrondse windmolen alleen maar voordelen koppelt, waardoor deze een ontwikkelkans moet krijgen. De leerlingen gaan aan de slag als factcheckers.

Je kunt aan de leerlingen:

• de concepten geluid, geluidshinder, infrageluid, geluidsniveau, ... aanbrengen.
• het principe van aanzuiging ter hoogte van een vernauwing toelichten (Bernouilli).
• de werking van een aspirator om een onderdruk te creëren door wind.
• de omzetting van windenergie in elektrische energie in een windturbine duiden.
• de soorten turbines toelichten.
• het principe van het meten van snelheden door drukverschil (venturi, pitotbuis).
• het werkingsprincipe van een anemometer.

Je kunt vertrekken van een specifiek probleem:

• Onderzoek naar technische haalbaarheid aan de hand van een schaalmodel van een ondergrondse windmolen.
• Optimalisatie voorstellen en/of uitvoeren op een schaalmodel om het rendement te verhogen.

• Klopt de bewerking van de pseudowetenschapper dat een ondergrondse windmolen kansen moet krijgen?
• Kan een ondergrondse windmolen functioneren volgens wetenschappelijk onderbouwde argumenten?
• Wat zijn de randvoorwaarden om een ondergrondse windmolen rendabel te laten functioneren?
• Wat zijn de kosten/baten van een ondergrondse windmolen ten opzichte van een klassieke onshore windmolen op mast?
• Wat is de terugverdientijd van een investering in een ondergrondse windmolen?
• Wat zijn de bestaande alternatieven voor een horizontale windmolen op mast?
• Wat is het rendement van een klassieke windmolen op mast ten opzichte van een ondergrondse windmolen?
• Wat is de minimaal nodige windsnelheid om enige opbrengst te halen uit een ondergrondse windmolen?
• Wat zijn de technische eisen aan de uitvoering (aantal aspirators om voldoende onderdruk in een tunnel te creeëren, diameter buizen, type turbine, ...)? 

Je kunt met de leerlingen verschillende relevante onderzoeksmethodes bij dit thema verkennen:

• Metingen uitvoeren op een schaalmodel:
  • ontstane onderdruk in de ondergrondse buis in functie van de bovengrondse windsnelheid
  • ontstane luchtsnelheid in de ondergrondse buis in functie van de onderdruk, diameter van de buizen en aanwezigheid van remmende factoren (bochten, vernauwingen, T-stukken, ...)
  • opgewekt vermogen in functie van windsnelheid
  • rendement van de installatie
  • invloed van het aantal vericale buizen op ontstane onderdruk en bijgevolg op het rendement
  • invloed van de positie van de verticale buizen ten opzichte van de windrichting
  • ...
• Studie van de wetenschappelijke concepten op bovengrondse en ondergrondse windturbines.
• Data verzamelen door cijfers op te vragen bij de energieleveranciers.
• Data verzamelen door het bevragen (enquete) van de buurtbewoners van een bovengrondse windmolen naar welbevinden, hinder, ....
• Wetenschappelijk onderzoek via een labo simulatie op een schaalmodel.
• Opmeten van de karakteristieken van bestaande windturbines en deze vergelijken met de gegevens van de fabrikant.

• plan van aanpak
• samenwerking vastleggen met partners, andere afdelingen binnen de school bij het bouwen van een schaalmodel

Je kunt aandacht hebben voor het betrouwbaar verzamelen van gegevens:

• aandacht voor selectie van bronnen.
• het gestructureerd verzamelen van gegevens.
• meettoestellen in relatie tot meetnauwkeurigheid.
• reflecteren op de verzamelde gegevens en de bronnen kritisch beoordelen.
  • Hierbij kunnen volgende hulpvragen gebruikt worden: zijn de opgegeven data door de fabrikant accuraat, vanwaar een eventuele afwijking tussen de eigen meting en de gekregen data, ...?
  • Hoe verhouden die bronnen zich tot elkaar en tot de onderzoeksvraag?

• meetgegevens verwerken.
• grafische voorstelling en wiskundige analyse van de meetgegevens.
• bevindingen en argumenten formuleren.

met dank aan VTI Ieper
contact: michael.luca@skynet.be of jjj.vanbeselaere@gmail.com