“Năng lượng điện” là một khái niệm có lẽ đã không còn xa lạ với nhiều người. Để biết thêm thông tin chi tiết và vai trò, ứng dụng của năng lượng điện, các bạn có thể tham khảo chi tiết trong bài viết dưới đây của Điện Châu Á.
Năng lượng điện là gì?
Năng lượng của dòng điện gọi là khả năng thực hiện công khi một lực làm di chuyển một vật. Mỗi ngày, con người sử dụng năng lượng, và năng lượng có nhiều dạng khác nhau. Trong đó, phổ biến nhất là điện.
Điện được tạo ra bởi các hạt mang điện trong điện trường. Các hạt tích điện sẽ tạo ra điện trường tác dụng đồng thời lên các vật thể khác nhau.
Năng lượng điện là gì?
Điện trường là gì?
Điện trường có thể hiểu đơn giản là diện tích xung quanh một hạt mang điện. Các hạt mang điện tạo ra một điện trường. Điện trường bao quanh nguồn điện tích đồng thời tạo ra lực tác dụng lên các hạt mang điện khác trong trường.
Hiện nay điện trường đóng vai trò vô cùng quan trọng trong lĩnh vực vật lý và được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ điện. Trong lĩnh vực hoạt động của nguyên tử, điện trường là lực chính trong tương tác của các electron và hạt nhân trong nguyên tử.
Điện trường đối diện
Điện trường ngược là hiện tượng vật nhiễm điện dương tạo ra điện trường đồng thời đẩy lùi vật nhiễm điện dương khác. Do đó, mũi tên hướng ra xa nguồn dương.
Nguồn âm sẽ tạo ra điện trường và hút vật dương. Mũi tên sẽ chỉ vào nguồn âm thanh. Tuy nhiên, bạn cần nhớ rằng hướng của điện trường luôn là hướng của các hạt hoạt động chuyển động trong trường đó.
Tại sao điện là nguồn năng lượng tiềm năng?
Năng lượng của dòng điện được gọi là thế năng, được lưu trữ trong một vật thể do vị trí của nó. Vật thể sẽ hoạt động giống như một hạt mang điện với khả năng làm việc, di chuyển và đo lực điện trường.
Tại sao điện là nguồn năng lượng tiềm năng?
Ví dụ, thế năng giống như đi xe đạp lên dốc. Sự co bóp của cơ bắp chân sẽ cung cấp cho bạn một nguồn năng lượng khổng lồ để điều khiển xe lên dốc. Càng lên cao, thế năng càng lớn. Khi lên đến đỉnh dốc, trọng lực tạo lực đẩy ô tô xuống dốc.
Những nguồn năng lượng tạo ra điện năng?
Dưới đây là các nguồn năng lượng tạo ra điện năng đang được phát triển đang phát triển mạnh mẽ trên toàn cầu và sẵn sàng trở thành giải pháp thay thế hoàn hảo trong tương lai:
Mặt trời
Mặt trời là một nguồn năng lượng sạch tạo ra điện năng dồi dào mà con người có thể thoải mái sử dụng trong tương lai rất xa — khoảng 5 tỷ năm trong tương lai. Theo tính toán của nhiều nhà khoa học, khi các tấm pin mặt trời được lắp đặt trong một tòa nhà cao 1km sẽ tạo ra khoảng 200 MWp, đủ cung cấp cho khoảng 200.000 hộ gia đình.
Mặt trời là một nguồn năng lượng sạch tạo ra điện năng
Năng lượng mặt trời đã được sử dụng rộng rãi từ những năm 1950. Hiện nay, các quốc gia đi đầu trong lĩnh vực năng lượng mặt trời bao gồm Đức, Trung Quốc, Nhật Bản, Ý, Hoa Kỳ, Pháp, Tây Ban Nha…
Tại Việt Nam, năng lượng mặt trời cũng đã và đang được phát triển, trong đó phổ biến nhất là năng lượng mặt trời (dùng để đun nước, sưởi ấm / làm mát không gian…).
Năng lượng gió
Cối xay gió để xay bột, bơm nước … đã là dĩ vãng. Giờ đây, các nhà khoa học đã “nâng cấp” cối xay gió thành các nhà máy điện trên độ cao 5km so với mực nước biển, thu gió trong không khí và tạo ra siêu năng lượng. So với năng lượng mặt trời, năng lượng gió phát triển ngày nay vẫn còn khá hạn chế, chỉ chiếm khoảng 1% nhu cầu điện toàn cầu.
Năng lượng gió là một nguồn năng lượng sạch tạo ra điện năng
Tuy nhiên, đây là nguồn năng lượng sạch dồi dào, phong phú có mặt khắp nơi nên con số này được dự báo sẽ tăng nhanh. Các “cường quốc” điện gió trên thế giới phải kể đến Trung Quốc, Mỹ và Đức.
Ở Việt Nam, đường bờ biển dài, gió lớn, phân bố đều quanh năm là nguồn năng lượng khuyến khích phát triển bên cạnh năng lượng mặt trời.
Năng lượng địa nhiệt
Theo các nhà địa chất học, hành tinh của chúng ta là một cỗ máy tạo nhiệt. 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, miễn là có đủ nhiệt để tạo ra điện cho cả thế giới.
Năng lượng địa nhiệt
Do đó, đây là nguồn năng lượng sạch vô cùng dồi dào có thể khai thác và tận dụng trong tương lai. Để tách nhiệt địa nhiệt 200C, người ta khoan giếng sâu 3-5km và dẫn nước xuống, nhiệt độ trong lòng đất khiến nước sôi lên và hơi nước bốc lên theo các đường ống làm quay tuabin phát điện.
Năng lượng địa nhiệt đã được khai thác và sử dụng từ đầu thế kỷ 20, và các nhà lãnh đạo hiện nay trong lĩnh vực sản xuất điện địa nhiệt là Hoa Kỳ, Philippines và Indonesia.
Năng lượng sóng biển
Một nguồn năng lượng sạch khác cũng đầy hứa hẹn tạo ra năng lượng điện mà các nhà khoa học quan tâm đến đó là từ sóng biển. Mỗi trạm năng lượng sóng có các phao di chuyển theo tác động của sóng; chuyển động lên xuống của chúng được sử dụng để chạy máy phát điện.
Năng lượng sóng biển
Đó là một nguồn năng lượng khổng lồ và sẽ tồn tại theo thời gian. Người ta ước tính rằng chỉ cần 0,1% sóng biển trên thế giới có thể tạo ra đủ điện để cung cấp năng lượng cho cả nhân loại. Tại Mỹ, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng năng lượng sóng ở Mỹ có thể tạo ra sản lượng điện tương đương 1/3 tổng lượng điện tiêu thụ của cả nước.
Do đó, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) đang đầu tư rất nhiều vào năng lượng sóng. Ngoài Mỹ, nhiều quốc gia khác cũng đang tích cực nghiên cứu việc chuyển đổi năng lượng trong đại dương bao la thành điện năng.
Năng lượng sinh khối
Sinh khối bao gồm cây cối, tảo và các loài thực vật khác; chất thải nông nghiệp và lâm nghiệp, giấy phế liệu, khí metan từ các bãi chôn lấp, phân từ các trang trại chăn nuôi,…
Sinh khối có thể tạo ra nhiệt, tạo ra điện và dùng làm nguyên liệu cho vận chuyển. 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.
Năng lượng sinh khối là nguồn năng lượng sạch tạo ra điện năng
Ở các nước đang phát triển, năng lượng sạch này chiếm khoảng 35% tổng nguồn cung cấp năng lượng. Đặc biệt trong lĩnh vực điện khối, Hoa Kỳ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc… đều là những nước đang phát triển với các nhà máy điện sinh khối rất lớn và các đô thị sinh khối.
Ứng dụng của năng lượng điện
Hiện nay năng lượng điện được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Điện năng dùng để thắp sáng bóng đèn giúp các hoạt động của con người diễn ra suôn sẻ hơn.
Hơn nữa, có thể thấy rằng động cơ điện trong sản xuất cũng là một ứng dụng của năng lượng điện. Hiện nay, nhiều phương tiện giao thông công cộng cũng sử dụng điện, bao gồm cả tàu điện ngầm và xe điện.
Ứng dụng của năng lượng điện
Ngoài ra, điện năng được tạo ra từ năng lượng gió hoặc năng lượng mặt trời cũng đã được đưa vào thực tế. Đây là nguồn năng lượng sạch, thân thiện với môi trường. Nhiều phát minh cũng dựa trên năng lượng điện này: điện thoại sử dụng năng lượng mặt trời, ô tô sử dụng năng lượng mặt trời …
Hi vọng những thông tin trong bài viết trên đây của Điện Châu Á sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về năng lượng điện, từ đó có thể hiểu thêm về ứng dụng và vai trò của loại năng lượng này, từ đó áp dụng vào thực tế phù hợp nhất.
