Bài giảng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

Trình bày các khái niệm cơ bản: Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả (TKHQ), sản phẩm tiết kiệm năng lượng, kiểm toán năng lượng, chỉ số sử dụng năng lượng hiệu quả, chính sách sử dụng năng lượng…; Nêu một số nội dung cơ bản trong chính sách năng lượng của một số vùng, quốc gia trên thế giới; Phân tích mục tiêu và nội dung của chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

GV : Trần Thị Điệp

Hệ đại học Liên thông

Số tín chỉ :2

1

- Sinh viên phải tham gia đầy đủ các tiết học

(tối thiểu 80% số tiết học trên lớp) dưới sự hướng dẫn của giảng viên;

- Đọc và nghiên cứu tài liệu bắt buộc ở nhà trước khi đến lớp;

- Có đầy đủ điểm thường xuyên, điểm đánh giá nhận thức và thái độ tham gia thảo luận;

- Có 2 bài kiểm tra ;

- Tham gia dự kỳ thi kết thúc học phần;

2

1 Nhiệm vụ của sinh viên:

3

Mét sè tµi liÖu tham kh¶o

1- Nguyễn Bích Hằng Sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả NXB văn hóa thông tin.

2- Giáo trình: Quản trị doanh nghiệp – Trường ĐH KTQD.

3-Đào Quang Thạch Phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp NXB khoa học kỹ thuật.

4- Bộ môn hệ thống điện trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Cung cấp điện

5- Nguyễn Đình Thắng Giáo trình Sử dụng năng lương tiết kiệm hiệu quả NXB giáo dục năm 2002.

4

Sử dụng năng

lượng tiết kiệm

hiệu quả CHƯƠNG III:

BẢO VỆ NỐI ĐẤT VÀ NỐI DÂY TRUNG TÍNH

CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ AN TOÀN ĐIỆN

CHƯƠNG I: NĂNG LƯỢNG VÀ CÁC VẤN ĐỀ VỀ

ĐỐI TƯỢNG – THỜI LƯỢNG

MỤC TIÊU CỦA HỌC PHẦN (2)

Về kỹ năng

Hành động đơn giản trong sử dụng các dạng năng lượng, nhiên liệu phổ biến như điện năng, khí đốt, xăng dầu một cách tiết kiệm, hiệu quả và an toàn mọi lúc, mọi nơi (tại gia đình, tại cơ sở đào tạo, nơi làm việc)

Về thái đô

Người học hình thành được ý thức, thái độ sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, đồng thời biết tuyên truyền, giáo dục cho những người xung quanh ý thức sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả, an toàn

KẾ HOẠCH LÊN LỚP

Lý thuyết, bài tập,

kiểm tra (giữa kỳ) Seminar Tổng số

41 tiết 04 tiết 45 tiết (3 đvht)

TT Nội dung LT BT KT

1 Chương 1: Năng lượng và các vấn đề năng lượng 6

2 Chương 2: Sử dụng hiệu quả năng lượng và chính

5 Chương 3: Sử dụng điện năng tiết kiệm và hiệu quả 13 2

7 Chương 4: Sử dụng nhiên liệu tiết kiệm và hiệu quả 10 2

KẾ HOẠCH LÊN LỚP

ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP

 Kiểm tra thường xuyên

 Kiểm tra giữa kỳ (03 lần)

 Kết quả thảo luận

 Thi hết môn học

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

Về kiến thức

 Trình bày khái niệm năng lượng và vai trò của năng lượng đối với đời sống con người;

 Phân loại các dạng năng lượng theo bản chất và nguồn năng lượng;

 Trình bày quá trình chuyển hóa năng lượng;

 Phân tích thực trạng ô nhiễm môi trường và nguy cơ cạn kiệt nguồn tài nguyên, nhiên liệu do quá trình sử dụng năng lượng của con người.

Về thái đô

Nhận thức đúng tầm quan trọng của việc sử dụng năng lượng tiết kiệm

và hiệu quả.

MỤC TIÊU CHƯƠNG 1

Năng lượng là gì ?

1.1 Năng lượng

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

- Năng lượng là khả năng sinh công của môt vật hay hệ vật

- Năng lượng được định nghĩa là năng lực làm vật thể hoạt đông

NL hữu ích

NL cuối cùng được sử dụng sau khi bỏ qua các tổn thất, hao phí của thiết bị

sử dụng NL

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

NL hữu ích

NL cuối cùng được sử dụng sau khi bỏ qua các tổn thất, hao phí của thiết bị

sử dụng NL

Nhóm 1

Đời sống

Kinh tế

Xã hội

Cuộc sống của con người và sự phát triển của xã hội sẽ như thế nào nếu

thiếu năng lượng ?

Người già và trẻ

nhỏ phải chịu

cháu nóng quá !

Thế này đã đủ mát

chưa !

Học bài bằng nến!

Nhóm 1

Giao thông bị tắc nghẽn !

Các doanh nghiệp phải ngừng hoạt

động

Rất nhiều người

phải mất việc

làm !

Nh ó

m 1

Nh ó

m 1

Sẽ gây khủng

hoảng nền kinh tế

Trong thời kỳ sơ

khai của loài người

Đến thế kỷ 20, người Pháp đã phát minh ra đông cơ đốt trong sử dụng xăng, dầu làm nhiên liệu

Sau đó ô tô và máy bay đã ra đời và trở thành phương tiện vận tải thông dụng.

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

1.1.3 Vai trò của năng lượng đối với đời sống con người

 Trong giao thông vận tải

 Trong lĩnh vực dịch vụ

 Trong công nghiệp

 Trong sinh hoạt hàng ngày

NL là thứ không thể thiếu trong đời sống của con người và xã hội Cùng với sự tiến bộ của nhân loại, NL luôn được quan tâm, khai thác, được làm chuyển hóa, biến đổi để phù hợp với mục đích sử dụng của con người

Trong thương mại dịch vụ

Trong sinh hoạt hàng ngày

Ở Việt Nam, qua nhiều năm nghiên cứu, các nhà khoa học đã công bố các dạng NLTT có thể khai thác hiệu quả ở nước ta gồm có:

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

1.2 Các dạng năng lượng

1.2.1 Phân loại theo bản chất của năng lượng

- Năng lượng bức xạ (radiation energy)

- Năng lượng hóa học(Chenmical energy)

- Thế năng (Potential energy)

- Động năng (Kinetic energy)

- Nhiệt năng ( Thermal energy)

- Điện năng (Electrical energy)

- Năng lượng nguyên tử ( Nuclear energy )

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

1.2 Các dạng năng lượng

1.2.2 Phân loại theo năng lượng sử dụng:

Các nguồn năng lượng được chia thành 3 loại.

- Các nguồn năng lượng tái tạo.

- Nguồn năng lượng hạt nhân.

- Nguồn năng lượng hóa thạch

1.2.1 1 Các nguồn năng lượng tái tạo .

Các nguồn năng lượng tái tạo bao gồm năng lượng mặt trời, năng lượng gió năng lượng thủy điện, năng lượng sinh khối và năng lượng địa nhiệt….

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

1.2.1 1 Các nguồn năng lượng tái tạo.

(1) Năng lượng mặt trời

- Ứng dụng trong kiến trúc và qui hoạch thành phố

- Ứng dụng trong nông nghiệp

Biểu đổ năng lượng mặt trời được sử dụng

ngày càng phổ biến ở Thái Lan

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

( 2) Năng lượng khí Hydro

- Hydro nguồn năng lượng vô tận và thân thiện với

môi trường

-Hydro là môt loại khí có nhiệt đô cháy cao nhất trong tất

cả các loại nhiên liệu trong thiên nhiên, được gọi là nhiên liệu sạch lý tưởng.

- Hydro được sản xuất từ nước và năng lượng mặt

trời

-Để thu được hydro từ năng lượng mặt trời có hai

phương pháp

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

- Ứng dụng năng lượng khí Hydro trong sản xuất và đời sống

Hình 1.4: Pin nhiên liệu hydro

(hydro fuel cell) Hình 1.5: Bloc pin nhiên liệu Hydro

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

(3) Năng lượng từ đại dương

a)Năng lượng thủy triều (tidal energy-tidal power)

Năng lượng thủy triều hay điện thủy triều là lượng điện thu được từ năng lượng chứa trong khối nước chuyển đông do thủy triều

Thủy triều sinh ra do sức hút của mặt trăng, mặt trời lên quả đất

Tác đông của điện thủy triều

Sản xuất điện thủy triều

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

b) Năng lượng sóng biển (wave energy)

* Dùng năng lượng từ sóng biển để sản xuất điện gồm nhiều ống hình trụ nửa chìm nửa nổi được nối với nhau bằng bản lề Sóng biển tác động vào Pelamis, làm quay turbin của máy phát điện Dây cáp ngầm tải điện lên bờ và cung cấp vào lưới điện.

* Hằng năm nước ta phải gánh chịu sự tàn phá của hàng chục cơn bão lớn nhỏ (kỉ lục là năm 2013 với 17 cơn bão)

để lại những hậu quả nặng nề,ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống sinh hoạt cũng như gây thiệt hại về kinh tế

Một số vấn nạn liên quan đến nước :

Hậu quả xảy ra do con người chưa có ý thức bảo vệ

môi trường

 Hiện trạng ô nhiễm môi trường :

Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển Trái Đất Năng lượng gió là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời

Sử dụng năng lượng gió là một trong các cách lấy năng lượng xa xưa nhất từ môi trường tự nhiên

Đây là một nguồn tài nguyên vô tận Sử dụng năng lượng gió không gây ra các vấn đề môi trường quan trọng do gió

là nguồn năng lượng sạch, không tạo ra chất thải, không sinh ra SO2, CO2 hay những NOx Gió không cần "nguyên liệu", nó gần như vô tận, chỉ phải tốn kém cho việc đầu tư thiết bị ban đầu

(4) Năng lượng gió

Môt số loại tua-bin gió được sử dụng hiện nay trên thế giới

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

(5) Nhiên liệu sinh học

-Biomass-Nguồn năng lượng từ thực vật và

động vật

- Các dạng nhiên liệu sinh học

-Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ nhất:

+ dầu diesel sinh học (bio-diesel)

+ cồn sinh học (bio-alcohol)

+ biogas

+ nhiên liệu sinh học thể rắn như: gỗ, chất thải gia đình, than củi

- Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai :

+ Cây trồng không phải là thực phẩm, bao gồm các

+Nhiên liệu sinh học xenlulo

+ Một số sản phẩm điển hình được tạo ra: khí hidro sinh học (bio-hydrogen),

bio-methanol, bio-hydrogen diesel, cồn tổng hợp,…

-Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ 3:

-Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ 4:

(5) Nhiên liệu sinh học

( 6) Năng lượng địa nhiệt

Năng lượng địa nhiệt là những năng lượng được tạo ra bởi hơi nóng bên dưới bề mặt Trái đất, thông thường ở độ sâu vài km so với vỏ Trái đất

Các nguồn năng lượng địa nhiệt thường nằm rất sâu dưới lòng đất và không có những dấu hiệu rõ ràng để phát hiện ra chúng

nguồn năng lượng này xuất hiện trên bề mặt trái đất theo một số con đường sau

-Núi lửa, miệng núi lửa

-Suối nước nóng

- Mạch nước phun

Hình ảnh năng lượng địa nhiệt

Ảnh về núi lửa đang phun trào Nước nóng phun cao trong Vườn quốc

gia Yellowstone

Giếng phun địa nhiệt tại thung lũng Hualapai (Mỹ)

Môt nhà máy điện dùng NL địa nhiệt

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

1.2.2 Phân loại theo năng lượng sử dụng:

1.2.2.2 Nguồn năng lượng hạt nhân

-Năng lượng hạt nhân là năng lượng được tạo

ra bởi phản ứng nhiệt hạch và phân hạch

- Chi phí đầu tư lớn, tính an toàn của lò phản

ứng, công nghệ xử lý chất thải phóng xạ

 Nhiên liệu hóa thạch điển hình là than, dầu mỏ và khí tự nhiên

 Nguy cơ cạn kiệt nguồn nhiên liệu hóa thạch, nguy cơ ô nhiễm môi trường do chất thải của chúng

 Gây biến đổi khí hậu theo chiều hướng xấu diễn

ra trên phạm vi toàn cầu

1.2.2.3 Các nguồn năng lượng hóa thạch

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

1.3 Quá trình chuyển hóa năng lượng

1.3.1 Sự chuyển hóa năng lượng

- Việc “sử dụng” năng lượng luôn có ý nghĩa là sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác

-Sự chuyển hóa năng lượng có thể chuyển hóa trong tự

nhiên hoặc nhân tạo

- Quá trình chuyển hóa, năng lượng đầu vào không được

biến đổi hoàn toàn thành năng lượng hữu ích ở đầu ra nên người ta đưa ra khái niệm hiệu suất biến đổi năng lượng.

Bảng 1.2:Hiệu suất của một số bộ biến đổi năng lượng.

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

1.3.2 Dòng chuyển hóa năng lượng

môi trường tự nhiên muốn sử dụng, cần qua môt giai đoạn gọi là chuyển hoá năng lượng để trở thành điện năng, nhiệt năng, công năng.

Năng lượng thứ cấp: là nguồn năng lượng sẵn

sàng để vận chuyển hoặc truyền tải.

tiêu dùng sẽ mua hoặc nhận.

các ứng dụng tại điểm sử dụng cuối cùng.

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

1.4 Những vấn đề xảy ra trong sử dụng năng lượng

1.4.1 Vấn đề ô nhiễm môi trường

Quá trình sử dụng năng lượng không tái tạo sẽ sinh ra tro, xỉ, khí CO 2 , SO 3 , NOx, (NO, NO 2 , N 2 O) gây ra hiệu ứng nhà kính làm tăng nhiệt đô bầu khí quyển và biến đổi thời tiết, ảnh hưởng xấu tới môi trường

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

1.4.1 Vấn đề ô nhiễm môi trường

* Sử dụng các sản phẩm từ dầu khô

- Chiếm tới 60% lượng nguyên liệu dầu mỏ được dùng cho giao thông vận tải, do đó, gây ô nhiễm ở thành thị bắt nguồn từ các phương tiện giao thông vận tải.

- Khí tự nhiên là nguồn năng lượng hóa thạch cháy hữu

hiệu nhất, ô nhiễm ít nhất và hiện được sử dụng nhiều nhất.

* Sử dụng năng lượng hạt nhân

Không gây hiệu ứng nhà kính nhưng quá trình sử dụng

nhiên liệu Uranium lại tạo ra phế liệu phóng xạ

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

1.4.2 Nguy cơ cạn kiệt nguồn tài nguyên, nhiên liệu

Chương 1: Năng lượng và các vấn đề

về năng lượng

1.4.2 Nguy cơ cạn kiệt nguồn tài nguyên, nhiên liệu

 Thời gian sử dụng các dạng năng lượng hóa thạch là hữu hạn, do

đó cần sử dụng các dạng năng lượng này môt cách tiết kiệm và hiệu quả.

 Cần phải khuyến khích nghiên cứu và khai thác các nguồn năng lượng tái tạo để bổ xung, thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch.

1.5 THỰC TRẠNG SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG

.

1 Tình hình/thói quen sử dụng điện năng của người dân

- Trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp, xây dựng dân dụng và giao thông vận tải, các dịch vụ công cộng tình trạng lãng phí điện là rất lớn Theo các nghiên cứu, năng lượng tiêu hao cho một đơn vị sản phẩm ở nhiều ngành công nghiệp của Việt Nam cao hơn Thái Lan và Malaysia khoảng 1,5- 1,7 lần

- Ở các công ty, cơ quan nhà nước thường xảy ra tình trạng như: nhân viên không tắt đèn, quạt khi đi ra ngoài, để điều hòa ở nhiệt độ thấp hơn 25oC

- Hệ thống đèn chiếu sáng công cộng ở một số nơi còn sử dụng bóng đèn thủy ngân cao áp, đây là loại đèn có hiệu suất thấp nhưng tiêu hao năng lượng rất lớn.

Đèn trang trí trên một tuyến phố ở Hà Nội

I Hiện trạng việc sử dụng điện năng trong công sở hiện nay.

2 Nguyên nhân chính của việc lãng phí điện năng

 Thứ nhất là do sử dụng công nghệ chưa hiệu quả

 Nhiều hệ thống chiếu sáng thiết kế không hợp lí, thường thiết kế dư công suất Thiết kế không phù hợp với tiêu chuẩn sử dụng

 Các đoạn đường nhỏ, mật độ giao thông không lớn nhưng lại sử dụng các loại đèn có công suất đến 250 W

 Quản lý và vận hành chưa tốt

 Trong quá trình sản xuất, sử dụng thường không khai thác hết công suất của hệ thống này, dẫn đến lãng phí rất lớn

3.Nguy cơ và hậu quả của việc sử dụng

điện năng không hợp lý

 Vào những tháng đầu mùa khô tình trang khô hạn, các

nhà máy thủy điện không có đủ nước để sản xuất đã dẫn tới thiếu hụt nguồn điện,…

Từ một nước xuất khẩu năng lượng nhưng đến năm 2009,

nước ta đã phải nhập khẩu điện lên 4,84% năm 2009 Thực trạng đó đã đặt ra nhiều thách thức cho các ngành điện lực

Để có đủ điện năng chúng ta cần phả đẩy mạnh sản xuất điện,

điều này càng đẩy mạnh việc khai thác các loại nhiên liệu như

than, khí, dẫn đến tài nguyên năng lượng càng nhanh cạn kiệt

- Tình hình bố trí các trang thiết bị điện

- Tình hình tận dụng ánh sáng tự nhiên và không khí mát mẻ tự nhiên

- Tình hình sử dụng

các trang thiết bị điện

- Tình hình mạng lưới điện trong toàn cơ quan

2 Các biện pháp tiết kiệm điện năng

Thực hiện 2 chế độ ánh sáng trong phòng

Các phòng

có điều hòa

nhiệt

độ cần

có các giải pháp riêng

Sửa chữa mạng lưới điện trong

cơ quan

Tận dụng tối đa

ánh sáng tự nhiên

 Thay thế các bóng đèn sợi đốt bằng bóng đèn copact hoặc đèn ống huỳnh quang

 Thay chấn lưu sắt bằng chấn lưu điện tử

 Lắp máng, chụp đèn

+ Củng cố lại độ kín của

các cửa sổ

+ Lắp bộ tự động đóng lại cho cửa ra vào

+ Bố trí lại máy điều hoà

nhiệt độ (nếu cần) để lợi

dụng tối đa luồng không khí mát bên ngoài.

+ Để ở 25 – 27 độ C

ĐIỀU HÒA