1. Công suất quang điện
Công suất điện gần bằng bức xạ tới nhân diện tích và hiệu suất.
(1)
\[P_{\mathrm{PV}}=G S\eta\]Đại lượng – đơn vị – điều kiện: G(W/m²), S(m²), η tỉ số 0–1; giả thiết bức xạ ổn định.
Vật lí 10 · Chuyên đề 3 · Vật lí với giáo dục bảo vệ môi trường · Kết nối tri thức
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ MỘT SỐ CÔNG NGHỆ THU NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
Điện mặt trời và điện gió chuyển hóa dòng năng lượng tự nhiên thành điện; công suất thực phụ thuộc thiết bị, điều kiện và hiệu suất.
6 phần sư phạmSVG & mô phỏng kiểm chứng22 câu · 10 điểm
Mục tiêu học tập
Mục tiêu học tập
Kiến thức
Giải thích được: công suất quang điện và công suất dòng gió. Nêu ý nghĩa vật lí, đơn vị và điều kiện áp dụng.
Năng lực
Sử dụng mô hình và hình trực quan để phân tích; thay đổi một tham số, ghi dữ liệu, nhận xét quan hệ và giải bài toán có kiểm chứng.
Tình huống xuất phát. Điện mặt trời và điện gió chuyển hóa dòng năng lượng tự nhiên thành điện; công suất thực phụ thuộc thiết bị, điều kiện và hiệu suất. Theo em, cần biết những đại lượng và phép đo nào để kiểm tra nhận định ấy?
Khái niệm – công thức – điều kiện áp dụng
Khái niệm – công thức – điều kiện áp dụng
2. Công suất dòng gió
Công suất động năng của gió đi qua diện tích A.
(2)
\[P_{\mathrm{gió}}=\frac12\rho A v^3\]Đại lượng – đơn vị – điều kiện: ρ(kg/m³), A(m²), v(m/s).
3. Giới hạn thu hồi năng lượng gió
Tua-bin không thể lấy toàn bộ động năng gió; giới hạn Betz cho hệ lí tưởng.
(3)
\[C_p\le\frac{16}{27}\approx0{,}593\]Đại lượng – đơn vị – điều kiện: Giới hạn Betz áp dụng cho mô hình tua-bin đĩa tác dụng lý tưởng; thực tế thấp hơn.
Ví dụ giải chi tiết
Ví dụ 1
Đề: Tấm pin diện tích 2 m², G=800 W/m², hiệu suất 20%.
Giải: P=800×2×0,20.
Kết quả: P=320 W.
Ví dụ 2
Đề: Công suất PV 500 W duy trì 4 giờ.
Giải: E=0,5 kW×4h.
Kết quả: E=2 kWh.
Ví dụ 3
Đề: Gió tăng tốc từ 4 lên 8 m/s, giữ các yếu tố khác.
Giải: P∝v³ nên hệ số=2³.
Kết quả: Công suất dòng gió tăng 8 lần.
Khi giải bài, cần viết điều kiện bài toán, chọn đơn vị SI, tính đúng dấu đại số và nhận xét giới hạn gần đúng. Công thức toán hiển thị trong khung cuộn riêng để tránh vỡ bố cục trên điện thoại.
Mô phỏng tương tác HAT – điều chỉnh, dự đoán và kiểm tra
Mô phỏng tương tác HAT – điều chỉnh, dự đoán và kiểm tra
Nêu rõ giả thiết, số liệu minh họa, không coi các kết quả chạy mô hình là số đo thí nghiệm. Khi tiến hành thực hành thật phải kiểm soát các đại lượng ảnh hưởng, ghi đơn vị và đánh giá sai số.
Bộ điều khiển thí nghiệm
Cách khám phá: thay đổi một tham số mỗi lần, đọc kết quả, dự đoán và so sánh trước khi ghi dữ liệu.
Phiếu số liệu để so sánh các lần khảo sát
| Lần | Thông số mô hình | Kết quả tính | Nguồn |
|---|---|---|---|
| Chưa ghi số liệu. Nhấn nút “Ghi số liệu mô phỏng”. | |||
Bảng này lưu các lần chạy mô phỏng, không được dùng thay cho phiếu đo thiết bị thực.
Với các số liệu lịch sử, môi trường hay thiên văn, hãy nêu rõ nguồn, thời gian và giới hạn của phép đo hoặc mô hình; không biến giả định thành dữ kiện hiện hành.
Gợi ý thảo luận: Nếu tăng gấp đôi một đại lượng đầu vào trong khi giữ các đại lượng khác, kết quả nào biến đổi? Hãy chứng minh từ công thức và kiểm chứng bằng hai lần chạy mô phỏng.
Bốn dạng câu hỏi · chuẩn 10 điểm
Bốn dạng câu hỏi · chuẩn 10 điểm
8 ABCD × 0,25 = 2 điểm; 4 câu Đúng/Sai = 4 điểm (đúng 1,2,3,4 ý: 0,10 / 0,25 / 0,50 / 1,00 điểm); 8 câu ngắn × 0,25 = 2 điểm; 2 tự luận × 1 = 2 điểm.
8 ABCD · 4 Đúng/Sai · 8 trả lời ngắn · 2 tự luậnLưu nháp trên trình duyệt
Chưa chấm. Phần tự luận chưa được đánh giá không tự động tính là 0 điểm.
Bản đồ tư duy
Bản đồ tư duy
Năng lượng tái tạo và một số công nghệ thu năng lượng tái tạo
Nội dung
Công suất quang điện
Kiến thức
Công suất dòng gió
Vận dụng
Giới hạn thu hồi năng lượng gió
Kiểm chứng
Số liệu · hình vẽ · điều kiện
Kĩ năng
Phân tích · giải thích · tính toán
Thực tế
Pin mặt trời được gọi là năng lượng tái tạo, nhưng việc chế tạo và xử lí thiết bị vẫn
Hãy tự bổ sung mối liên hệ giữa ba khối kiến thức và điều kiện vận dụng trong tình huống khác.
Em có biết?
Em có biết?
Pin mặt trời được gọi là năng lượng tái tạo, nhưng việc chế tạo và xử lí thiết bị vẫn có tác động môi trường cần đánh giá.
Hoạt động mở rộng
Đề xuất hệ thống pin mặt trời mô hình cho một lớp học, phân biệt công suất và điện năng.
Thách thức tư duy
So sánh tác động môi trường của điện gió và điện mặt trời trên vòng đời thiết bị.
Dữ liệu của hoạt động mô phỏng chỉ dùng để luyện tập, không thay thế kết quả đo thật; khi làm thí nghiệm cần ghi nguồn và sai số.