BÀI 5. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG

KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: Em hãy kể tên mốt số nhà máy điện mà em biết và nêu phương pháp sản xuất điện năng của các nhà máy điện đó.

Giải rút gọn:

Các loại nhà máy điện tại Việt Nam và phương pháp sản xuất điện:

1. Nhiệt điện: Sử dụng nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí đốt.
2. Thủy điện: Sử dụng năng lượng của nước chảy.
3. Gió: Sử dụng năng lượng gió.
4. Mặt trời: Sử dụng ánh sáng mặt trời.
5. Hạt nhân: Sử dụng sự phân hạch hạt nhân.

Ví dụ: Nhà máy điện than Phà Lái, thủy điện Hòa Bình, điện gió Bạc Liêu, điện mặt trời Trung Nam Ninh Thuận, và nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận (đang trong quy hoạch).

I. PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG TỪ THỦY NĂNG

Câu hỏi 1: Điện năng được sản xuất từ thủy năng như thế nào?

Giải rút gọn:

Nước từ hồ chứa trên cao được dẫn vào buồng turbine trong nhà máy thủy điện, làm quay turbine. Turbine nối trục với máy phát điện để tạo ra điện năng, sau đó qua máy biến áp để tăng điện áp và truyền tải điện qua đường dây.

Câu hỏi 2: Trình bày ưu điểm và hạn chế của phương pháp sản xuất điện năng từ thủy năng.

Giải rút gọn:

Ưu điểm: Công suất lớn, năng lượng tái tạo và không gây khí nhà kính, chi phí vận hành thấp.

Hạn chế: Phụ thuộc vào lưu lượng nước, chi phí đầu tư và truyền tải cao, ảnh hưởng đến môi trường và sinh thái.

II. PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG TỪ NHIỆT NĂNG

Câu hỏi 1: Trình bày phương pháp sản xuât điện năng từ nhiệt năng.

Giải rút gọn:

Nhiệt năng thu được từ quá trình đốt cháy than đá, dầu mỏ, khí đốt,... sẽ được chuyển hoá thành điện năng trong các nhà máy nhiệt điện.

Nhiên liệu được đốt cháy trong lò hơi, nhiệt lượng sinh ra sẽ làm sôi nước và biển nước thành hơi nước. Hơi nước theo đường ống dẫn hơi làm quay turbine và quay máy phát điện. Điện áp của máy phát được tăng cao nhờ máy biến áp và đưa tới đường dây truyền tải điện. Hơi nước sau khi qua turbine sẽ được ngưng tụ bởi hệ thống nước làm mát, chuyển trạng thái từ hơi thành nước và được đưa trở lại lò hơi.

Câu hỏi 2: Trình bày ưu điểm và hạn chế của phương pháp sản xuất điện năng từ nhiệt năng

Giải rút gọn:

Ưu điểm: Công suất lớn, chi phí đầu tư ban đầu thấp, có thể vận hành liên tục.

Hạn chế: Phụ thuộc vào giá nhiên liệu, gây ra khí thải và ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe và biến đổi khí hậu.

III. PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG TỪ NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN

Câu hỏi 1: Trình bày phương pháp sản xuất điện năng trong nhà máy điện hạt nhân.

Giải rút gọn:

Nhiệt năng thu được từ phản ứng phân hạch hạt nhân của Uranium (U-235) hoặc Plutonium được chuyển hoá thành điện năng trong nhà máy điện hạt nhân 

Nhiệt năng từ phản ứng phân hạch hạt nhân của các thanh nhiên liệu Uranium trong lò phản ứng sẽ đun sôi nước, biến nước thành hơi nước để quay turbine và quay máy phát điện để phát ra điện. Điện áp của máy phát được tăng cao nhờ máy biến áp và được đưa tới đường dây truyền tải điện.

Câu hỏi 2: Trình bày ưu điểm và hạn chế của phương pháp này.

Giải rút gọn:

Ưu điểm:

- Công suất phát điện lớn, không phụ thuộc vào tự nhiên và môi trường.

- Ít phát thải khí nhà kinh.

Hạn chế:

- Chi phí đầu tư, xây dựng lớn, chi phí vận hành bảo dưỡng cao để đảm bảo không rò rỉ chất phóng xạ ra bên ngoài.

- Chất thải hạt nhân và bức xạ có thể ảnh hưởng nghiêm trọng tới hệ sinh thái và con người

IV. PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG TỪ NĂNG LƯỢNG GIÓ

Câu hỏi 1: Trình bày phương pháp sử dụng năng lượng gió để sản xuất điện năng.

Giải rút gọn:

Năng lượng của gió được chuyển hoá thành điện năng nhờ turbine gió.

Luồng gió chuyển động sẽ làm quay turbine.

Tốc độ quay rất chậm của cánh turbine sẽ được tăng cao nhờ hộp số và quay máy phát để phát điện. Điện áp phát ra sẽ được đưa xuống từ điện ở dưới đất bao gồm bộ biển đổi AC-DC (biến đổi điện áp xoay chiều thánh điện áp một chiều ổn định), bộ biển đổi DC-AC (biến đổi điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều có giá trị điện áp và tần số tiêu chuẩn theo lưới điện), qua máy biến áp để tăng điện áp và kết nối với lưới truyền tải.

Câu hỏi 2: Trình bày ưu điểm và hạn chế của phương pháp này.

Giải rút gọn:

Ưu điểm:

- Là năng lượng sạch và là năng lượng tái tạo.

- Là nguồn năng lượng vô tận.

- Không gây phát thải khí nhà kính.

Hạn chế:

- Công suất phát không ổn định do phụ thuộc vào tốc độ gió.

- Nhà máy chỉ được xây dựng ở vùng có tốc độ gió cao như vùng duyên hải và ngoài khơi. Vì vậy, chi phí xây dựng nhà máy và đường dây truyền tải khá lớn.

V. PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG TỪ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Câu hỏi 1: Trình bày phương pháp sản xuất điện năng từ năng lượng mặt trời

Giải rút gọn:

Nhà máy điện mặt trời:

• Ánh sáng mặt trời -> Tấm pin mặt trời -> Điện áp một chiều (DC)
• DC (ổn định) -> Biến đổi DC-AC -> Điện áp xoay chiều (AC) -> Máy biến áp tăng áp -> Lưới điện
• DC (từ biến đổi DC-DC) -> Ắc quy (lưu trữ) -> Biến đổi DC-AC (khi không có ánh sáng mặt trời)

Ưu điểm:

• Năng lượng tái tạo, sạch, an toàn
• Giảm phụ thuộc nhiên liệu hóa thạch
• Tiết kiệm chi phí điện

Nhược điểm:

• Chi phí đầu tư ban đầu cao
• Hiệu suất phụ thuộc thời tiết
• Cần diện tích lớn lắp đặt

Câu hỏi 2: Trình bày ưu điểm và hạn chế của phương pháp này.

Giải rút gọn:

Ưu điểm:

- Năng lượng mặt trời là năng lượng tái tạo với nguồn cung năng lượng vô tận, sẵn có ở nhiều nơi trên thế giới

- Không phát thải khi gây hiệu ứng nhà kính

Hạn chế:

- Công suất phát điện thấp, không ổn định

- Chi phí đầu tư ban đầu cao.

- Nguy cơ ô nhiễm môi trường từ các tấm pin phế thải đã hết tuổi sử dụng.

LUYỆN TẬP

Câu hỏi: So sánh ưu, nhược điểm của phương pháp sản xuất điện năng từ năng lượng gió và năng lượng mặt trời. Vì sao lại gọi đây là các dạng năng lượng sạch và xanh?

Giải rút gọn:

VẬN DỤNG

Câu hỏi: Hãy tìm hiểu một nhà máy thủy điện ở nước ta và cho biết ảnh hưởng của nó tới môi trường, xã hội

Giải rút gọn:

Giới thiệu:

• Nhà máy thủy điện lớn nhất Đông Nam Á, công suất 2.400 MW, trên sông Đà, Sơn La.
• Khởi công 2005, hoàn thành 2010.

Ảnh hưởng môi trường:

Tích cực:

• Kiểm soát lũ lụt, cung cấp nước tưới, nước sinh hoạt, phát triển du lịch sinh thái.

Tiêu cực:

• Mất môi trường sống động thực vật, ảnh hưởng hệ sinh thái ven sông, sạt lở đất, ô nhiễm môi trường.

Ảnh hưởng xã hội:

Tích cực:

• Giải quyết thiếu điện năng, thúc đẩy kinh tế - xã hội địa phương, tạo việc làm, nâng cao đời sống.

Tiêu cực:

• Di dời dân, ảnh hưởng văn hóa - xã hội, mâu thuẫn lợi ích giữa các địa phương.