Năng lượng điện – điện năng được biết đến như nguồn năng lượng tiềm năng và không còn xa lạ với con người. Điện giúp thắp sáng bóng đèn hay tạo ra các phương tiện giao thông, tiện lợi cho quá trình sản xuất nông nghiệp, công nghiệp. Vậy cụ thể năng lượng điện là gì? Cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.
Năng lượng điện là gì?
Năng lượng điện, hay còn gọi là điện năng, là năng lượng được sinh ra bởi dòng điện. Về bản chất, điện năng là dạng năng lượng tiềm năng được tích trữ trong các hạt tích điện trong một điện trường. Các hạt tích điện sẽ tạo ra điện trường, có khả năng làm việc, di chuyển cũng như đo lực điện trường.
Điện năng là nguồn năng lượng sạch, dễ dàng kiểm soát, chuyển đổi và đo lường. Hiện nay, chúng đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống sinh hoạt thường ngày cũng như trong sản xuất công nông nghiệp. Đây là nguồn năng lượng không thể thiếu đối với cuộc sống hiện đại như hiện nay.
Điện năng được chia làm nhiều loại như: điện năng dòng một chiều, điện năng dòng xoay chiều, điện năng tần số thấp, trung và cao. Các loại điện năng này còn có thể chuyển hóa qua lại lẫn nhau.
Những nguồn năng lượng tạo ra năng lượng điện
Sản xuất năng lượng điện từ năng lượng mặt trời
Đầu tiên, không thể bỏ qua mặt trời – nguồn năng lượng tự nhiên sạch và rất dồi dào được sử dụng từ những năm 1950. Theo ước tính, con người có thể thoải mái sử dụng nguồn năng lượng này trong khoảng tương lai rất xa – 5 tỷ năm. Trung bình, 1 tấm pin mặt trời được lắp đặt trong tòa nhà cao 1km sẽ tạo ra 200 MWp và cung cấp được cho khoảng 200.000 hộ gia đình.
Tại Việt Nam, năng lượng mặt trời được sử dụng phổ biến để đun nước, sưởi ấm hoặc làm mát không khí.
Sản xuất năng lượng điện từ năng lượng gió
Năng lượng gió, cụ thể là cối xay gió đã và đang được ứng dụng phổ biến để tạo ra năng lượng điện. Các nhà khoa học đã nghiên cứu xây dựng, nâng cấp cối xay gió thành các nhà máy điện trên độ cao 5km so với mực nước biển. Mục đích để thu gió trong không khí và tạo ra siêu năng lượng.
Tại các quốc gia phát triển trên thế giới như Trung Quốc, Mỹ, Đức, nguồn năng lượng gió hầu như có mặt ở khắp mọi nơi và con số này còn không ngừng tăng nhanh mỗi ngày. Tuy nhiên, theo thống kê so với năng lượng mặt trời thì năng lượng gió vẫn còn hạn chế, chỉ chiếm khoảng 1% nhu cầu điện toàn cầu.
Sản xuất năng lượng điện từ năng lượng địa nhiệt
Đây cũng là một trong những nguồn năng lượng tự nhiên sạch được sử dụng từ đầu thế kỷ 20 và có thể khai thác, tận dụng tối đa. Theo các nhà địa chất học, cứ ở độ sâu 33 mét, nhiệt độ bề mặt tăng thêm 1 độ C, ở độ sâu 60km, nhiệt độ có thể lên tới 1800 độ C, và ở độ sâu khoảng 30km sẽ có đủ nhiệt để tạo ra điện cho cả thế giới.
Chính vì thế, khi có nhu cầu tách nhiệt chỉ cần khoan giếng sâu khoảng cách vừa đủ sau đó cho nước xuống. Lúc này nước sẽ sôi lên nhờ mức nhiệt độ có sẵn trong lòng đất. Theo đó hơi nước cũng sẽ bốc hơi lên, đi vào các đường ống và làm quay tuabin phát điện.
Sản xuất năng lượng điện từ năng lượng sóng biển
Sóng biển là nguồn năng lượng khổng lồ và luôn tồn tại theo thời gian giúp tạo ra năng lượng điện. Theo ước tính, chỉ cần 0,1% sóng biển có thể tạo ra đủ điện để cung cấp cho nhân loại. Điển hình là Mỹ, với nhiều nghiên cứu chứng minh năng lượng sóng có thể tạo ra sản lượng điện tương đương 1/3 tổng lượng điện tiêu thụ của cả nước.
Để tận dụng sóng tạo ra năng lượng điện, con người cần xây dựng các trạm năng lượng sóng có các phao di chuyển theo tác động của sóng. Sau đó, sử dụng các chuyển động lên xuống của sóng biển để tạo ra năng lượng điện hoặc chạy máy phát điện.
Sản xuất năng lượng điện từ năng lượng sinh khối
Năng lượng sinh khối bao gồm các loài thực vật như cây cối, rong rêu, tảo; chất thải nông nghiệp, lâm nghiệp, khí metan từ các trang trại, phế liệu… Và những nguồn năng lượng này hoàn toàn có thể tạo ra điện . Theo thống kê, trên toàn cầu năng lượng sinh khối chiếm khoảng 14-15% tổng năng lượng tiêu thụ, đứng thứ 4 trong các nguồn năng lượng phát triển.
Các nguồn tạo ra năng lượng điện thường thấy
Như các bạn cũng biết, năng lượng điện có thể được tạo ra từ nhiều nguồn khác nhau. Nhưng thường thấy nhất vẫn là:
Nhiên liệu hóa thạch
Than đá, dầu mỏ và khí đốt tự nhiên được đốt cháy để tạo ra nhiệt. Nhiệt này được sử dụng để đun sôi nước. Hơi nước sau đó được sử dụng để quay tuabin, tạo ra điện.
Nhiên liệu hóa thạch
Ưu điểm
- Dễ dàng tiếp cận và sử dụng: Nhiên liệu hóa thạch được tìm thấy ở nhiều nơi trên thế giới và có thể vận chuyển dễ dàng. Chúng cũng có thể được sử dụng trong nhiều loại thiết bị và phương tiện khác nhau.
- Mật độ năng lượng cao: Nhiên liệu hóa thạch cung cấp nhiều năng lượng trong một không gian nhỏ. Điều này làm cho chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng cần nhiều năng lượng, chẳng hạn như vận tải và sản xuất.
- Giá thành rẻ: Giá thành tương đối rẻ so với các nguồn năng lượng khác như năng lượng tái tạo.
- Đáng tin cậy: Nhiên liệu hóa thạch có thể được khai thác và sử dụng một cách đáng tin cậy, giúp đảm bảo nguồn cung cấp năng lượng ổn định.
Nhược điểm
- Tác động môi trường: Việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch thải ra khí nhà kính như carbon dioxide, methane và nitơ oxit, góp phần gây biến đổi khí hậu. Chúng cũng có thể gây ô nhiễm không khí, xảy ra các vấn đề về sức khỏe như bệnh tim và bệnh hô hấp.
- Tài nguyên không thể tái tạo: Đây là nguồn tài nguyên hữu hạn và sẽ cạn kiệt theo thời gian. Việc khai thác và sử dụng chúng có thể gây thiệt hại cho môi trường và ảnh hưởng đến các thế hệ tương lai.
- Biến động giá: Giá nhiên liệu hóa thạch có thể biến động mạnh do các yếu tố như: nhu cầu thị trường, bất ổn chính trị và thiên tai. Điều này có thể ảnh hưởng đến nền kinh tế và gây khó khăn cho người tiêu dùng.
- An ninh năng lượng: Một số quốc gia phụ thuộc vào nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch, khiến họ dễ bị ảnh hưởng bởi những gián đoạn trong chuỗi cung ứng và biến động giá.
Năng lượng hạt nhân
Phân hạch hạt nhân được sử dụng để tạo ra nhiệt, nhiệt này được sử dụng để đun sôi nước. Hơi nước sau đó được sử dụng để quay tuabin, tạo ra điện.
Năng lượng điện hạt nhân
Ưu điểm
- Sản xuất điện hiệu quả: Năng lượng hạt nhân có thể sản xuất một lượng lớn điện từ một lượng nhỏ nhiên liệu.
- Giảm thiểu ô nhiễm: Năng lượng hạt nhân không thải ra khí nhà kính như carbon dioxide, góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu.
- An toàn: Nhà máy điện hạt nhân hiện đại được thiết kế với nhiều biện pháp an toàn để ngăn ngừa tai nạn.
Nhược điểm
- Rác thải hạt nhân: Rác thải hạt nhân có tính phóng xạ cao và nguy hiểm, cần được xử lý và lưu trữ cẩn thận trong hàng nghìn năm.
- Rủi ro tai nạn: Mặc dù nhà máy điện hạt nhân được thiết kế an toàn, nhưng vẫn có nguy cơ xảy ra tai nạn hạt nhân, như thảm họa Chernobyl và Fukushima.
- Chi phí cao: Việc xây dựng và vận hành nhà máy điện hạt nhân có chi phí rất cao.
Năng lượng tái tạo
Năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng thủy điện và năng lượng địa nhiệt có thể được sử dụng để tạo ra điện mà không cần sử dụng nhiên liệu hóa thạch hoặc năng lượng hạt nhân.
Năng lượng tái tạo
Ưu điểm
- Sạch và bền vững: Năng lượng tái tạo được tạo ra từ các nguồn tài nguyên tự nhiên như: mặt trời, gió, nước và địa nhiệt, không thải ra khí nhà kính hay gây ô nhiễm môi trường. Đây là nguồn năng lượng sạch và bền vững, có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của con người mà không làm cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên hay ảnh hưởng đến môi trường.
- Giảm thiểu biến đổi khí hậu: Năng lượng tái tạo góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu bằng cách giảm lượng khí thải nhà kính từ các nhà máy điện chạy bằng nhiên liệu hóa thạch.
- Tạo ra việc làm: Ngành năng lượng tái tạo đang phát triển nhanh chóng, tạo ra nhiều việc làm mới trong lĩnh vực sản xuất, lắp đặt và vận hành các hệ thống năng lượng tái tạo.
- Tăng cường an ninh năng lượng: Năng lượng tái tạo giúp các quốc gia giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch, góp phần tăng cường an ninh năng lượng quốc gia.
- Giảm chi phí năng lượng: Chi phí sản xuất năng lượng tái tạo đang ngày càng giảm, và dự kiến sẽ tiếp tục giảm trong tương lai. Điều này có thể giúp người tiêu dùng tiết kiệm chi phí năng lượng.
Nhược điểm
- Tính phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên: Năng lượng mặt trời và năng lượng gió phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, có thể không sản xuất được điện liên tục. Năng lượng thủy điện phụ thuộc vào lượng nước, có thể bị ảnh hưởng bởi hạn hán.
- Chi phí đầu tư ban đầu cao: Chi phí đầu tư ban đầu cho các hệ thống năng lượng tái tạo như điện mặt trời và điện gió có thể cao hơn so với các nhà máy điện truyền thống.
- Yêu cầu diện tích lớn: Việc lắp đặt các tấm pin mặt trời và tuabin gió cần diện tích lớn, có thể gây ra một số vấn đề về sử dụng đất đai.
- Hệ thống lưu trữ năng lượng: Việc lưu trữ năng lượng tái tạo có thể gặp một số khó khăn, đặc biệt là đối với năng lượng mặt trời và năng lượng gió.
- Tác động đến môi trường: Việc xây dựng các nhà máy điện gió và thủy điện có thể gây ra một số tác động đến môi trường, như ảnh hưởng đến hệ sinh thái và cảnh quan thiên nhiên.
Ứng dụng năng lượng điện
Với ưu điểm là nguồn năng lượng sạch, an toàn và thân thiện với môi trường. Hiện nay, năng lượng điện được ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong hầu hết các lĩnh vực đời sống, sản xuất, kinh doanh. Cụ thể như sau:
- Được sử dụng để chiếu sáng bóng đèn phục vụ cho các hoạt động sinh hoạt hàng ngày của con người.
- Động cơ điện trong sản xuất cũng là một trong những ứng dụng đặc trưng của năng lượng điện.
- Được ứng dụng trong các phương tiện tham gia giao thông công cộng như tàu điện ngầm, xe điện…
- Sử dụng nhiều trong các nhà máy sản xuất, khu công nghiệp, xí nghiệp…
||Tuấn Hưng Phát hiện đang phân phối các sản phẩm sử dụng điện năng để vận hành như: Van bướm điều khiển điện, van bi điều khiển điện, đồng hồ đo lưu lượng nước điện tử,… chính hãng, giá rẻ, chất lượng. Hỗ trợ vận chuyển trên toàn quốc với đầy đủ giấy tờ, chứng từ.
Hy vọng những thông tin trong bài viết trên đây của chúng tôi về năng lượng điện sẽ cung cấp được nhiều kiến thức hữu ích cho quý khách. Từ đó có thể ứng dụng vào thực tế một cách phù hợp và hiệu quả nhất.
||Xem thêm: Dòng điện trong các môi trường
