Lý 9 Bài 62: Điện gió- Điện mặt trời- Điện hạt nhân

- Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển của Trái Đất.

- Cánh quạt gắn với trục quay của rôto của máy phát điện. Stato là các cuộn dây điện.

• Gió thổi truyền cho cánh quạt một cơ năng ⇨ Cánh quạt quay kéo theo rôto ⇨ Rôto và stato biến đổi cơ năng thành điện năng.

a) Cấu tạo

Pin mặt trời là những tấm phẳng làm bằng chất silicon. Nếu chiếu ánh sáng mặt trời vào tấm đó thì năng lượng của ánh sáng mặt trời sẽ trực tiếp chuyển hóa thành điện năng.

b) Hoạt động: W_{ánh sáng} → W_điện

c) Sử dụng

• Phải có ánh sáng chiếu vào.

• Điện từ máy phát điện gió, pin mặt trời được nạp vào một hệ thống ắc quy, khi sử dụng dùng ắc quy để phát điện lại. 

• Pin mặt trời rất tiện lợi cho các vùng núi cao, hải đảo (chẳng hạn như đảo Bạch Long Vĩ) không có điều kiện đưa lưới điện quốc gia đến, nhất là ở các nước vùng nhiệt đới có nhiều ngày nắng to như ở nước ta.

- Nhà máy điện hạt nhân biến đổi năng lượng hạt nhân thành điện năng. Nhà máy điện hạt nhân có thể cho công suất rất lớn nhưng phải có thiết bị bảo vệ rất cẩn thận để ngăn các bức xạ có thể gây nguy hiểm chết người.

- Sự chuyển hoá năng lượng:

• Lò phản ứng: W hạt nhân→ nhiệt năng → nhiệt năng của nước.

• Nồi hơi: Biến nhiệt năng hạt nhân → nhiệt năng chất lỏng → nhiệt năng của nước.

• Máy phát điện: Nhiệt năng của nước → cơ năng của tua bin.

• Năng lượng điện có đặc điểm là đã sản xuất ra thì phải sử dụng hết, không thể dự trữ được (trừ trường hợp dự trữ nhỏ trong các acquy). Các máy phát điện lớn đã mở máy thì phải chạy đều, không thể cần nhiều thì cho chạy nhanh, khi cần ít thì cho chạy chậm. Bởi vậy cần phải tiết kiệm, sử dụng điện hạn chế trong các giờ cao điểm như buổi chiều tối và khuyến khích sử dụng điện vào đêm khuya.

• Trong một số máy móc, dụng cụ, năng lượng ban đầu được biến đổi sau một chuỗi quá trình để được năng lượng cần dùng. Ví dụ, trong bóng đèn dây tóc, điện năng được biến đổi thành nhiệt năng rồi nhiệt năng thành quang năng.

- Căn cứ vào dạng năng lượng ban đầu chuyển hóa thành điện năng:

• Máy điện gió: năng lượng của sức gió biến đổi thành điện năng.

• Pin mặt trời: năng lượng của ánh sáng mặt trời biến đổi thành điện năng.

• Nhà máy điện hạt nhân: năng lượng hạt nhân biến đổi thành điện năng.

Câu 1: Những ngày trời năng không có mây, bề mặt có diện tích 1m² của tấm pin Mặt Trời để ngoài nắng nhận được một năng lượng Mặt Trời 1400J trong 1s. Hỏi cần phủ lên mái nhà một tấm pin Mặt Trời có diện tích tối thiểu là bao nhiêu để có đủ điện thắp sáng hai bóng đèn có công suất 100W, một tivi có công suất 175W. Biết rằng hiệu suất của pin Mặt Trời là 10%.

Hướng dẫn giải

Công suất tiêu thụ: 2.100 + 175 = 375W.

Công suất ánh sáng mặt trời cần thiết cung cấp cho pin mặt trời: 375.10 = 3750W

Diện tích tấm pin mặt trời cần thiết : 3750/1400 = 2,68m² 

Câu 2: Ánh sáng mặt trời mang đến cho mỗi mét vuông mặt đất một công suất 1,4kW. Hiệu suất của pin mặt trời là 10 %, hãy tính xem cần phải làm các tấm pin mặt trời có diện tích tổng cộng là bao nhiêu để cung cấp điện cho một trường học sử dụng 20 bóng đèn 100W và 10 quạt điện 75W.

Hướng dẫn giải

Công suất sử dụng tổng cộng của trường học là: P = 20. 100 +10. 75 = 2750W.

Vì hiệu suất của tấm pin Mặt Trời là 10 % nên công suất của ánh sáng Mặt Trời cần cung cấp cho pin Mặt Trời là: 2750. 10 = 27500W.

Diện tích tấm pin Mặt Trời cần sử dụng là: 27500/1400= 19,6m².

Câu 1: Người ta đã dùng những thiết bị nào để chuyển hóa điện năng thành nhiệt năng, cơ năng, quang năng dùng trong sản xuất?

Câu 2: Hãy chỉ ra năng lượng của gió đã được biến đổi lần lượt qua các bộ phận của máy như thế nào để cuối cùng thành điện năng?

Câu 3: Ánh sáng Mặt Trời mang đến cho mỗi mét vuông mặt đất một công suất 2 kW. Hiệu suất của pin Mặt Trời là 20%. Hãy tính xem cần phải làm các tấm pin Mặt Trời có diện tích tổng cộng là bao nhiêu để cung cấp điện cho một trường học sử dụng 10 bóng đèn 95W và 9 quạt điện 80W.

Câu 4: Dòng điện do pin Mặt Trời cung cấp có gì khác với dòng điện do máy phát điện gió cung cấp?

Câu 1: Trong các nhà máy phát điện, nhà máy phát điện nào có công suất phát điện không ổn định nhất?

A. Nhà máy nhiệt điện đốt than

B. Nhà máy điện gió

C. Nhà máy điện nguyên tử

D. Nhà máy thủy điện

Câu 2: Nguồn phát điện gây ô nhiễm môi trường nhiều nhất là:

A. nhà máy phát điện gió

B. pin mặt trời

C. nhà máy thủy điện

D. nhà máy nhiệt điện

Câu 3: Quá trình chuyển hóa năng lượng trong nhà máy điện hạt nhân là:

A. năng lượng hạt nhân– cơ năng– điện năng.

B. năng lượng hạt nhân– cơ năng– nhiệt năng– điện năng.

C. năng lượng hạt nhân– thế năng– điện năng.

D. năng lượng hạt nhân– nhiệt năng– cơ năng– điện năng.

Câu 4: Điểm nào sau đây không phải là ưu điểm của điện gió?

A. Không gây ô nhiễm môi trường.

B. Không tốn nhiên liệu.

C. Thiết bị gọn nhẹ.

D. Có công suất rất lớn.

Qua bài này, các em sẽ được làm quen với các kiến thức liên quan đến Điện gió- Điện mặt trời- Điện hạt nhân cùng với các bài tập liên quan theo nhiều cấp độ từ dễ đến khó…, các em cần phải nắm được : 

• Nắm được đặc điểm của máy phát điên gió. pin mặt trời.
• Nắm được đặc điểm của nhà máy điện hạt nhân.
• Biết được cách sử dụng tiết kiệm điện năng.