Khoa học tự nhiên lớp 9 · KNTT · Chương 6
Lý thuyết KHTN 9 Bài 17: Một số dạng năng lượng tái tạo
Tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên 9 Bài 17: Một số dạng năng lượng tái tạo theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá kiến thức trọng tâm, sơ đồ thí nghiệm minh hoạ, bảng so sánh và câu hỏi trắc nghiệm tự luận có lời giải chi tiết.
I. Năng lượng tái tạo
Năng lượng tái tạo là năng lượng đến từ các nguồn năng lượng có sẵn trong thiên nhiên, liên tục được bổ sung thông qua các quá trình tự nhiên.
1. Năng lượng mặt trời
Ưu điểm |
Nhược điểm |
|
- Luôn có sẵn trong thiên nhiên, khó có khả năng cạn kiệt trong tương lai gần. - Không gây ra tiềng ồn khi sử dụng. - Không phát thải các chất gây ô nhiễm không khí hay các khí gây hiệu ứng nhà kính. - Khai thác trực tiếp trong các trường hợp: chiếu sáng, làm khô quần áo, sấy nông sản – thực phẩm, làm muối, chuyển hóa thành năng lượng điện của pin mặt trời. - Khai thác gián tiếp qua các thiết bị thu nhiệt để làm nóng nước, chạy nhà máy nhiệt điện, …. |
- Giá thành sản xuất tấm pin mặt trời còn cao. - Hệ thống hấp thụ nhiệt mặt trời có hiệu suất chuyển hóa năng lượng thấp. - Các tấm pin mặt trời khi hết hạn sử dụng sẽ tạo ra rác thải điện tử, chất thải rắn khó phân hủy,… - Lắp đặt quá nhiều các tấm pin mặt trời, hệ thống thu nhiệt mặt trời trong thành phố sẽ phản xạ mạnh ánh sáng vào ban ngày gây ô nhiễm ánh sáng. - Nhà máy điện mặt trời chiếm diện tích lớn dẫn đến vấn đề mặt đất, mặt nước bị che phủ quá lớn làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái, quá trình quang hợp của thực vật hoặc làm thay đổi môi trường sống và sự phát triển các loài động vật ở khu vực đó. |
2. Năng lượng từ gió
Ưu điểm |
Nhược điểm |
|
- Luôn có sẵn trong thiên nhiên. - Không phát thải các chất gây ô nhiễm không khí hay các khí gây hiệu ứng nhà kính. - Công nghệ khai thác năng lượng từ gió phát triển mạnh. - Năng lượng từ gió ngoài khơi là một nguồn năng lượng tái tạo có triển vọng phát triển lớn. - Có nhiều khu vực biển ở nước ta có tiềm năng năng lượng từ gió. |
- Hiệu suất chuyển đổi năng lượng thấp. - Giá thành đầu tư ban đầu cao. - Các nhà máy điện gió phát ra tiếng ồn gây ảnh hưởng đến môi trường sống của sinh vật. - Tua-bin điện gió có thể làm nhiễu tín hiệu phát thanh, ảnh hưởng đến vùng hoạt động của các loài chim (đặc biệt là chim di cư) và dơi. |
3. Năng lượng từ sóng biển
Ưu điểm |
Nhược điểm |
|
- Luôn có sẵn trong tự nhiên. - Không tạo chất thải. - Công nghệ khai thác hiện đại phát triển để chuyển hóa thành điện năng phục vụ cho các nhu cầu sử dụng của con người. |
- Hiệu suất chuyển đổi thành năng lượng thấp. - Gây ảnh hưởng đến giao thông đường biển, hệ sinh thái. - Giá thànhd đầu tư ban đầu cao. - Phụ thuộc rất lớn vào các mùa trong năm, chịu ảnh hưởng bởi thiên tai. |
4. Năng lượng từ dòng sông
Ưu điểm |
Nhược điểm |
|
- Có sẵn trong thiên nhiên. - Ít tác động tiêu cực đến môi trường so với năng lượng từ hóa thạch. - Hiệu suất chuyển đổi thành năng lượng điện cao hơn năng lượng từ mặt trời, từ gió,… |
- Sử dụng đập để tích trữ nước cho thủy điện gây ảnh hưởng đến môi trường, các loài động vật không có khả năng di chuyển từ hạ nguồn lên thượng nguồn. - Xây đập làm thay đổi môi trường sống của sinh vật, gây áp lực lớn lên địa chất, gãy địa tầng, gây động đất, … - Diện tích rừng bị suy giảm, tác động đến chất lượng nước và việc khai thác, sử dụng nước. - Phải di chuyển số lượng lớn dân cư ra khỏi vùng sinh sống ở gần sông, làm thay đổi văn hóa, tập quán sinh sống của họ. - Nếu vỡ đập thủy điện sẽ gây ngập lụt diện rộng, sức công phá ảnh hưởng nặng nề tới vật chất và con người. |
III. Một số biện pháp sử dụng hiệu quả năng lượng và bảo vệ môi trường
- Sử dụng hiệu quả năng lượng là việc dùng ít năng lượng hơn để thực hiện cùng một việc hoặc cùng một chức năng của thiết bị, máy móc.
- Bảo vệ môi trường là hoạt động phòng ngừa, hạn chế tác động xấu đến môi trường; ứng phó sự cố môi trường; khắc phục ô nhiễm, suy thoái môi trường, cải thiện chất lượng môi trường; sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên, đa dạng sinh học và ứng phó với biển đổi khí hậu.
=> Sử dụng hiệu quả năng lượng và bảo vệ môi trường có liên quan chặt chẽ với nhau.
- Mục tiêu chính của việc sử dụng hiệu quả năng lượng là để thực hiện tiết kiệm năng lượng.
Bảng tổng hợp & so sánh kiến thức trọng tâm
| Nguồn năng lượng tái tạo | Cơ chế biến đổi năng lượng | Ưu điểm nổi bật | Thách thức kĩ thuật cần vượt qua |
|---|---|---|---|
| Năng lượng Mặt Trời | Tấm pin quang điện chuyển quang năng trực tiếp thành điện năng | Vô tận, sạch hoàn toàn, lắp đặt linh hoạt trên mái nhà | Hiệu suất phụ thuộc thời tiết ban đêm/ngày mưa; xử lý pin thải |
| Năng lượng gió | Gió làm quay cánh quạt turbine biến cơ năng thành điện năng | Không tiêu tốn nhiên liệu, giá thành vận hành thấp | Chiếm diện tích đất biển lớn, tiếng ồn, ảnh hưởng đường bay chim |
| Thủy điện | Thế năng của dòng nước trên cao đổ xuống làm quay turbine | Công suất lớn, ổn định, điều tiết lũ lụt mùa mưa | Ngập lụt đất rừng khi xây đập, làm thay đổi dòng chảy phù sa |
| Năng lượng sinh khối | Đốt cháy hoặc lên men kị khí phế phẩm nông nghiệp tạo biogas | Tận dụng triệt để rác thải hữu cơ nông thôn | Công nghệ thu gom xử lý cần quy mô lớn, chi phí lọc khí sạch |
Ghi nhớ trọng tâm "Em đã học"
📌 Các điểm then chốt cần ghi nhớ:
- Kiến thức then chốt 1: Năng lượng tái tạo là năng lượng thu được từ các nguồn tự nhiên liên tục được bù đắp, không bị cạn kiệt theo thời gian sử dụng của con người.
- Kiến thức then chốt 2: Các nguồn năng lượng tái tạo chủ yếu gồm: Năng lượng mặt trời (quang điện, nhiệt mặt trời), năng lượng gió (turbine gió), thủy điện, năng lượng sinh khối (biomass/biogas), năng lượng địa nhiệt và năng lượng thủy triều/sóng biển.
- Kiến thức then chốt 3: Ưu điểm vượt trội của năng lượng tái tạo: Không phát thải hoặc phát thải cực thấp khí nhà kính, góp phần bảo vệ môi trường, giảm thiểu ô nhiễm không khí và bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia.
- Kiến thức then chốt 4: Thách thức trong phát triển năng lượng tái tạo: Chi phí đầu tư ban đầu cao, phụ thuộc lớn vào điều kiện thời tiết (nắng, gió) và đòi hỏi hệ thống pin lưu trữ năng lượng quy mô lớn.
- Kiến thức then chốt 5: Xu hướng toàn cầu: Chuyển dịch cơ cấu năng lượng mạnh mẽ từ hóa thạch sang năng lượng tái tạo là con đường tất yếu để đạt mục tiêu trung hòa carbon (Net Zero).
🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)
- Năng lượng tái tạo là năng lượng thu được từ các nguồn tự nhiên liên tục được bù đắp, không bị cạn kiệt theo thời gian sử dụng của con người.
- Các nguồn năng lượng tái tạo chủ yếu gồm: Năng lượng mặt trời (quang điện, nhiệt mặt trời), năng lượng gió (turbine gió), thủy điện, năng lượng sinh khối (biomass/biogas), năng lượng địa nhiệt và năng lượng thủy triều/sóng biển.
- Ưu điểm vượt trội của năng lượng tái tạo: Không phát thải hoặc phát thải cực thấp khí nhà kính, góp phần bảo vệ môi trường, giảm thiểu ô nhiễm không khí và bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia.
- Thách thức trong phát triển năng lượng tái tạo: Chi phí đầu tư ban đầu cao, phụ thuộc lớn vào điều kiện thời tiết (nắng, gió) và đòi hỏi hệ thống pin lưu trữ năng lượng quy mô lớn.
- Xu hướng toàn cầu: Chuyển dịch cơ cấu năng lượng mạnh mẽ từ hóa thạch sang năng lượng tái tạo là con đường tất yếu để đạt mục tiêu trung hòa carbon (Net Zero).