Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
Câu hỏi mở đầu trang 26 (Hình 5.1)
Đề bài: Quan sát Hình 5.1 và giải thích nguyên lí chuyển đổi cơ năng thành điện năng của turbine thuỷ điện.
Lời giải:
Nguyên lí chuyển đổi cơ năng thành điện năng của turbine thuỷ điện:
- Nước từ hồ chứa chảy qua ống dẫn nước với áp suất cao.
- Nước làm quay cánh turbine → cơ năng của nước biến thành cơ năng quay của turbine.
- Turbine được nối với rotor (nam châm điện) của máy phát điện → rotor quay trong lòng stator (có các cuộn dây).
- Sự quay của rotor tạo ra sức điện động cảm ứng trong các cuộn dây stator → sinh ra điện năng.
→ Cơ năng của nước → cơ năng quay của rotor → điện năng.
Khám phá trang 26 (Hình 5.2)
Đề bài: Quan sát Hình 5.2 và phân loại các nguồn năng lượng dùng để sản xuất điện năng thành hai nhóm: năng lượng tái tạo và năng lượng không tái tạo.
Lời giải:
Phân loại các nguồn năng lượng trong Hình 5.2:
| Năng lượng tái tạo | Năng lượng không tái tạo |
|---|---|
| Sinh khối, Nước, Địa nhiệt, Gió, Mặt Trời, Sóng biển | Than đá, Khí tự nhiên, Dầu mỏ, Hạt nhân |
Giải thích:
- Năng lượng tái tạo: là nguồn năng lượng có sẵn trong tự nhiên, có thể tự bổ sung liên tục, không cạn kiệt.
- Năng lượng không tái tạo: là nguồn năng lượng có trữ lượng giới hạn, sẽ cạn kiệt sau khi khai thác và sử dụng.
Khám phá trang 27 (Hình 5.3 – Thuỷ điện)
Đề bài: Quan sát Hình 5.3 và giải thích hoạt động của nhà máy thuỷ điện.
Lời giải:
Hoạt động của nhà máy thuỷ điện:
- Bước 1: Nước được tích trữ trong hồ chứa nhờ đập ngăn dòng.
- Bước 2: Khi cần phát điện, mở cửa điều khiển để nước chảy qua ống áp lực với áp suất cao.
- Bước 3: Nước làm quay turbine → turbine truyền cơ năng quay máy phát điện → tạo ra điện năng.
- Bước 4: Điện được máy biến áp tăng áp rồi truyền đi xa qua đường dây tải điện.
- Bước 5: Nước sau khi làm quay turbine được xả ra ngoài qua luồng nước ra.
Khám phá trang 28 (Hình 5.4 – Nhiệt điện)
Đề bài: Quan sát Hình 5.4 và giải thích hoạt động của nhà máy nhiệt điện.
Lời giải:
Hoạt động của nhà máy nhiệt điện (dùng than):
- Bước 1: Than được đưa vào lò hơi qua băng tải cung cấp than để đốt.
- Bước 2: Nhiệt lượng từ việc đốt than đun nóng nước → tạo ra hơi nước áp suất cao.
- Bước 3: Hơi nước áp suất cao làm quay turbine → quay máy phát điện → tạo ra điện năng.
- Bước 4: Điện qua máy biến áp rồi truyền đi qua đường dây truyền tải.
- Bước 5: Hơi nước sau khi quay turbine đi vào bình ngưng tụ, được làm mát bởi nước lạnh từ tháp làm mát, sau đó bơm trở lại lò hơi để tái sử dụng.
Khám phá trang 28 (Hình 5.5 – Điện hạt nhân)
Đề bài: Quan sát Hình 5.5 và giải thích hoạt động của nhà máy điện hạt nhân.
Lời giải:
Hoạt động của nhà máy điện hạt nhân:
- Bước 1: Trong lò phản ứng hạt nhân, các thanh nhiên liệu (uranium) xảy ra phản ứng phân hạch dưới sự kiểm soát của thanh điều khiển, sinh ra nhiệt lượng lớn.
- Bước 2: Nhiệt lượng đun nóng nước trong lò hơi → tạo ra hơi nước áp suất cao.
- Bước 3: Hơi nước làm quay turbine → quay máy phát điện → sinh ra điện năng.
- Bước 4: Điện qua máy biến áp rồi truyền đi qua đường dây truyền tải.
- Bước 5: Hơi nước qua bình ngưng tụ, được làm mát bởi nước từ tháp làm mát, rồi bơm trở lại lò hơi.
→ Về cơ bản, nhà máy điện hạt nhân giống nhà máy nhiệt điện, chỉ khác nguồn nhiệt (phản ứng hạt nhân thay cho đốt nhiên liệu hoá thạch).
Khám phá trang 29 (Hình 5.6 – Điện gió)
Đề bài: Quan sát Hình 5.6 và giải thích hoạt động của nhà máy điện gió.
Lời giải:
Hoạt động của nhà máy điện gió:
- Bước 1: Gió thổi làm quay cánh quạt của turbine gió.
- Bước 2: Cánh quạt truyền động qua hộp tăng tốc → làm quay máy phát điện → tạo ra dòng điện xoay chiều (AC).
- Bước 3: Điện AC được đưa qua bộ điều khiển sạc và chuyển đổi nguồn AC ↔ DC → chuyển thành dòng điện một chiều (DC) để lưu trữ trong pin tích năng.
- Bước 4: Khi cần sử dụng, điện DC từ pin được chuyển ngược thành AC, qua máy biến áp rồi hoà vào lưới điện.
Khám phá trang 30 (Hình 5.7 – Điện mặt trời)
Đề bài: Quan sát Hình 5.7 và giải thích hoạt động của nhà máy điện mặt trời.
Lời giải:
Hoạt động của nhà máy điện mặt trời:
- Bước 1: Ánh sáng mặt trời chiếu vào các tấm pin mặt trời (gồm nhiều tế bào quang điện).
- Bước 2: Tế bào quang điện hấp thụ ánh sáng và chuyển thành dòng điện một chiều (DC).
- Bước 3: Điện DC đi qua bộ điều khiển sạc và biến tần, được chuyển thành dòng điện xoay chiều (AC).
- Bước 4: Một phần điện được nạp vào pin tích năng để lưu trữ, dùng khi không có nắng.
- Bước 5: Điện AC qua máy biến áp rồi hoà vào lưới điện.
Luyện tập trang 30
Câu hỏi trang 30
Đề bài: So sánh ưu, nhược điểm của các phương pháp sản xuất điện.
Lời giải:
| Phương pháp | Ưu điểm | Nhược điểm |
|---|---|---|
| Thuỷ điện | Công suất lớn; năng lượng tái tạo, sạch; chi phí vận hành thấp. | Phụ thuộc lưu lượng nước; chi phí đầu tư lớn, xây dựng lâu; ảnh hưởng thuỷ văn, sinh học. |
| Nhiệt điện | Công suất lớn; chi phí đầu tư thấp, xây dựng nhanh; vận hành liên tục, không phụ thuộc thời tiết. | Dùng nhiên liệu hoá thạch, phụ thuộc giá nhiên liệu; gây ô nhiễm và hiệu ứng nhà kính. |
| Điện hạt nhân | Công suất lớn, ổn định; ít phát thải khí nhà kính. | Chi phí đầu tư, vận hành, bảo trì cao; chất thải hạt nhân và bức xạ nguy hiểm. |
| Điện gió | Năng lượng tái tạo, sạch, vô tận; không phát thải khí nhà kính. | Công suất thấp, không ổn định; chi phí đầu tư lớn; tiếng ồn, ảnh hưởng động vật hoang dã. |
| Điện mặt trời | Năng lượng tái tạo, sạch, vô tận; không phát thải khí nhà kính. | Công suất thấp, không ổn định (phụ thuộc ánh sáng); chi phí đầu tư cao; pin phế thải gây ô nhiễm. |
Kết nối năng lực trang 30
Câu hỏi trang 30
Đề bài: Sử dụng internet hoặc sách, báo,… hãy tìm hiểu tỉ lệ công suất các loại nguồn điện vào hệ thống điện Việt Nam.
Lời giải:
Theo số liệu của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) trong những năm gần đây, cơ cấu công suất nguồn điện ở Việt Nam có xu hướng chuyển dịch từ nhiệt điện, thuỷ điện sang năng lượng tái tạo. Tỉ lệ tham khảo:
- Thuỷ điện: khoảng 28 – 30%.
- Nhiệt điện than: khoảng 30 – 33%.
- Nhiệt điện khí: khoảng 8 – 10%.
- Điện mặt trời: khoảng 20 – 22%.
- Điện gió: khoảng 6 – 8%.
- Các nguồn khác (sinh khối, nhập khẩu,…): khoảng 1 – 2%.
→ Việt Nam đang giảm dần tỉ trọng nhiệt điện than và tăng mạnh năng lượng tái tạo (điện gió, điện mặt trời) để giảm phát thải khí nhà kính.
Số liệu trên chỉ mang tính tham khảo, em có thể cập nhật theo báo cáo mới nhất của EVN.
Vận dụng trang 30
Câu hỏi trang 30
Đề bài: Tại sao hệ thống điện gió và điện mặt trời luôn yêu cầu hệ thống lưu trữ năng lượng trong khi thuỷ điện, nhiệt điện, điện hạt nhân lại không cần?
Lời giải:
a) Điện gió và điện mặt trời cần hệ thống lưu trữ vì:
- Phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện tự nhiên (gió và ánh sáng mặt trời).
- Công suất phát điện không ổn định: không có gió hoặc ban đêm, mây mưa thì không phát điện được.
- Cần pin tích năng để lưu trữ điện khi phát dư, và cấp lại khi không đủ nắng/gió → đảm bảo cung cấp điện liên tục.
b) Thuỷ điện, nhiệt điện, điện hạt nhân không cần lưu trữ vì:
- Nguồn năng lượng đầu vào (nước, than, uranium) có thể chủ động điều khiển được.
- Có thể phát điện liên tục, ổn định theo nhu cầu bằng cách điều chỉnh lượng nước, than, phản ứng hạt nhân.
- Không phụ thuộc điều kiện thời tiết tức thời như gió, nắng.
→ Vì vậy, chỉ điện gió và điện mặt trời cần thêm hệ thống lưu trữ năng lượng để đảm bảo tính ổn định.
ThS. Hồ Thị Thư
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Công Nghệ THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Công nghệ, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Hoàng Hoa Thám