TÍCH HỢP SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN

Mục tiêu của giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả trong dạy học các môn học ở cấp THCS và THPT... /năng lượng mặt trời, năng lượng của gió, thế năng của nước, năng lượng sóng

NỘI DUNG TÍCH HỢP

SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ

VÀO MÔN VẬT LÍ

Ở TRƯỜNG THCS

Phần thứ nhất

NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG

I NĂNG LƯỢNG VÀ VAI TRÒ CỦA

II XU HƯỚNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG

TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ

• Khái niệm tiết kiệm, hiệu quả

• Sự cần thiết phải sử dụng năng lượng tiết

kiệm, hiệu quả

• Xu hướng sử dụng năng lượng tiết kiệm,

hiệu quả

• Các biện pháp chung về sử dụng năng

lượng tiết kiệm và hiệu quả

III GIÁO DỤC SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TK&HQ

QUA DẠY HỌC CÁC MÔN HỌC

Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ

1 Phương thức tích hợp các nội dung giáo dục

sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả vào

2 Cơ sở pháp lí của việc triển khai giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả vào hệ

thống giáo dục quốc dân

3 Mục tiêu của giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả trong dạy học các môn học ở cấp THCS và THPT

I NĂNG LƯỢNG VÀ VAI TRÒ CỦA NĂNG LƯỢNG

ĐỐI VỚI CON NGƯỜI

- Năng lượng hạt nhân

(năng lượng nguyên tử).

1.2.2 Phân loại theo nguồn gốc năng lượng

- Năng lượng vật chất chuyển hoá toàn phần

gồm năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch (hay nhiên liệu thiên nhiên) như: than bùn, than nâu, than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên và năng lượng từ nhiên liệu nguyên tử.

-Năng lượng tái sinh (hay năng lượng tái tạo)

là nguồn năng lượng có thể được hồi phục theo chu trình biến đổi của thiên nhiên, mà theo quan niệm của con người là vô hạn

/năng lượng mặt trời, năng lượng của gió, thế năng của nước, năng lượng sóng biển, năng lượng thuỷ triều, năng lượng địa nhiệt/

-Năng lượng không tái sinh là nguồn năng lượng không hồi phục khi khai

thác và sử dụng / than nâu, than đá, than bùn, dầu lửa, khí tự nhiên, /

-Năng lượng sinh khối (biomass): sinh ra do đốt trực tiếp hoặc chuyển đổi nhiệt hóa học, chuyển đổi nhiệt sinh hóa các vật liệu có nguồn gốc hữu cơ (trừ than, dầu

mỏ…) / Nguồn năng lượng sinh khối dạng rắn gồm có gỗ, củi, các phụ phẩm nông

nghiệp như trấu, rơm rạ, cây ngô, bã mía, các loại vỏ, thân cây thảo mộc; năng lượng sinh khối dạng lỏng như nhiên liệu sinh học (biofuel), dạng khí như biogas./

- Năng lượng cơ bắp :

1.2.3 Phân loại theo dòng biến đổi năng lượng

/Theo quá trình từ khai thác, biến đổi, truyền tải và SD năng lượng người

ta chia ra các dạng năng lượng như sau:/

-Năng lượng sơ cấp

các nguồn năng lượng có sẵn trong thiên nhiên như than, dầu, khí tự nhiên,

năng lượng nguyên tử, thuỷ năng, củi gô

-Năng lượng thứ cấp

nguồn năng lượng đã được biến đổi từ những dạng năng lượng khác /điện

năng, hơi nước của các lò hơi, sản phẩm cracking dầu mỏ.

-Năng lượng cuối cùng

năng lượng sau khâu truyền tải, vận chuyển được cấp tới nơi tiêu thụ, người

sử dụng

-Năng lượng hữu ích

năng lượng cuối cùng được sử dụng sau khi bỏ qua các tổn thất của thiết bị

sử dụng năng lượng.

1.3 Sự bảo toàn và chuyển hoá năng

lượng

Năng lượng có thể chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác, song

trong một hệ kín năng lượng của hệ có giá trị không đổi.

Trong tự nhiên cũng như trong kĩ thuật có rất nhiều hiện tượng ở

đó diễn ra các quá trình chuyển hoá năng lượng như:

+ Chuyển hoá cơ năng thành nhiệt năng + Sự chuyển hoá cơ năng thành điện năng + Sự chuyển hoá quang năng thành điện năng

+ Sự chuyển hoá điện năng thành các dạng năng lượng khác

(như: điện năng thành cơ năng; nhiệt năng; hoá năng )

Nếu hệ là kín thì năng lượng tổng cộng của hệ là hằng số; năng lượng có thể chuyển

từ dạng này sang dạng khác hoặc phân bố lại giữa các phần của hệ

1.4 Vai trò của năng lượng đối với con

người

1.4.1 Tình hình sử dụng NL trong sản xuất và đời sống

NL có vai trò sống còn đối với cuộc sống con người, nó quyết định

sự tồn tại, phát triển và chất lượng cuộc sống của con người

+ con người sử dụng NL cho các hoạt động sản xuất, đi lại, xây

dựng và đời sống hàng ngày.

+ khủng hoảng NL thường có tác động rất lớn tới kinh tế và xã hội của các nước trên thế giới.

+vấn đề NL thành quốc sách, đặt thành vấn đề " an ninh năng

lượng" đối với sự phát triển của quốc gia.

Vai trò của năng lượng đối với con người

Theo số liệu của cơ quan năng lượng quốc tế (IEA), tiêu thụ năng lượng trên thế giới cho các lĩnh vực sản xuất và tiện nghi nhà ở như sau:

Công nghiệp, giao thông vận tải cũng như lĩnh vực tiện nghi nhà chiếm

phần lớn tiêu thụ năng lượng (mỗi lĩnh vực khoảng 25%); thương mại và dịch vụ công cộng khoảng 10%; nông lâm và ngư nghiệp khoảng 3%; sử dụng khác khoảng 12%

Trong lĩnh vực giao thông vận tải: tiêu thụ khoảng 60% năng lượng dầu đã

được chế biến

Trong ngành sản xuất điện năng, sử dụng các nguồn năng lượng để sản

xuất điện năng như sau: nhiên liệu hoá thạch chiếm 64%, năng lượng hạt nhân: 17%, thuỷ điện: 18%, năng lượng tái tạo: 1% điện năng toàn cầu

Vai trò của năng lượng đối với con người

Việt Nam:

sản lượng điện thương phẩm cuối năm 2007 là 66,8 tỷ kWh, tăng

2,5 lần so với năm 2000 (26,6 tỷ kWh) [2], trong đó thủy điện khoảng

64 %, than nhiệt điện khoảng 34%, ); tiêu thụ trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp và xây dựng chiếm 46,97%, lĩnh vực quản lý - tiêu dùng- dân cư 47,14%

Năng lượng dùng cho tiện nghi nhà ở có ba mục đích:

nấu thức ăn; đun nước nóng sinh hoạt và điều hoà không khí; chạy các thiết bị cơ điện nội thất, chiếu sáng, thiết bị điện tử,…

Trong lĩnh vực tiện nghi nhà: năng lượng tái tạo hơn 40%, sử dụng

khí đốt và điện gần bằng nhau (khoảng hơn 20%), năng lượng than

Vai trò của năng lượng đối với con người

- Nhu cầu năng lượng ngày càng cao do nhu cầu tăng trưởng kinh tế,

phát triển các ngành sản xuất công nghiệp, GTVT và nâng cao chất lượng cuộc sống.

- Nguồn năng lượng được sử dụng chủ yếu vẫn là các nguồn năng lượng hoá thạch (than đá, dầu, khí tự nhiên )

-Điện năng là dạng năng lượng có nhiều ưu điểm vì nó dễ dàng được

chuyển hoá từ các dạng năng lượng khác khi sản xuất điện năng,

đồng thời khi sử dụng, nó cũng dễ dàng chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác

-Sản xuất và sử dụng điện năng có ý nghĩa rất quan trọng trong chiến

lược năng lượng của mỗi quốc gia.

1.4.2 Sự cạn kiệt các nguồn năng lượng hoá thạch

Năm 2007, dân số toàn cầu 6,625 tỷ người, tiêu thụ lượng

năng lượng sơ cấp là 11.099 Mtoe (Mtoe: triệu tấn dầu tương đương), trong đó dầu 35,61%; khí tự nhiên: 23,76%; than: 28,63%; năng lượng hạt nhân: 5,60%; thủy điện: 6,39%.

Dự đoán năm 2050, dân số thế giới 10 tỷ người, nhu cầu về

lượng năng lượng sơ cấp sẽ tương đương hơn 25 tỷ 340 triệu

~ 29 tỷ tấn than nguyên chất

Ước tính chung trên thế giới nguồn dầu mỏ thương mại còn

dùng được khoảng 60 năm, khí tự nhiên còn dùng được

khoảng 80 năm, than còn dùng được khoảng 150 - 200 năm

Sự cạn kiệt các nguồn năng lượng hoá thạch

1.4.3 Ảnh hưởng của việc khai thác và sử dụng

năng lượng đến môi trường sinh thái

Tác động đến môi trường sinh thái do:

Khai thác, vận chuyển than, dầu khí,

sử dụng các nguồn năng lượng hoá thạch làm gia tăng hiệu ứng nhà kính

Sản xuất điện năng/nhiệt điện,thủy điện,điện hạt

nhân,

Sự cần thiết phải SD năng lượng TK HQ

Các nguồn tài nguyên năng lượng, đặc biệt là các nguồn

nhiên liệu hoá thạch đang cạn kiệt

Những vấn đề môi trường gây ra do các hoạt động của con

người, trong đó việc khai thác, sử dụng các nguồn năng

lượng, đặc biệt là năng lượng hoá thạch

Sử dụng năng lượng, tiết kiệm và hiệu quả đóng góp vào

việc thực hiện các nguyên tắc phát triển bền vững

II Xu hướng sử dụng năng lượng

TKHQ

2.1 Khái niệm tiết kiệm, hiệu quả

“sử dụng NLTK&HQ là sử dụng NL một cách hợp lý, nhằm giảm mức tiêu thụ NL, giảm chi phí NL cho hoạt động của các phương tiện, thiết bị sử dụng NL mà vẫn đảm bảo nhu cầu NL

cần thiết cho các quá trình sản xuất, dịch vụ và sinh hoạt”

(nghị định SỐ 102/2003/NĐ-CP)

Giảm chi phí NL trên một đơn vị sản phẩm

Nâng cao hiệu suất sử dụng NL/công nghệ

Sử dụng thiết bị, phương tiện tiêu thụ ít NL

Tính đủ chi phí cho SX điện năng/phí MT

2.2 Các biện pháp chung về SD NLTK&HQ

2.2.1 Các biện pháp quản lí

- Xây dựng các văn bản pháp quy về sử dụng NLTK&HQ ( QG, QT);

- Lựa chọn cơ cấu kinh tế cho hiệu quả cao về sử dụng năng

lượng;

- Có chính sách ưu tiên ( thuế, quy hoạch, ) PT các nguồn NL mới

- Hợp lí hóa quá trình sản xuất

2.2.2 Các biện pháp tuyên truyền, giáo dục

- Đưa nội dung giáo dục sử dụng NLTK&HQ vào các cấp học;

- Tuyên truyền về sử dụng NLTK&HQ trong gia đình, trường học, cộng đồng;

- Xây dựng nhà trường sử dụng NLTK&HQ

Các biện pháp chung về SD NLTK&HQ

(tiếp theo)

2.2.3 Các biện pháp kĩ thuật

- Giảm tổn thất trong quá trình chuyển đổi năng lượng ( thất thoát khi truyền tải điện, vận chuyển nhiên liệu, );

- Giảm tổn thất trong quá trình sử dụng năng lượng;

- Sử dụng các thiết bị điều khiển tự động để giảm tiêu thụ năng lượng;

- Đổi mới công nghệ, năng cao hiệu suất máy móc; tăng

cường sử dụng thiết bị có hiệu suất sử dụng năng lượng cao;

- Thu hồi năng lượng thải từ các quá trình sản xuất, sinh

hoạt và tái sử dụng ;

- Khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng mới thay thế

2.3 Các giải pháp công nghệ và kĩ thuật2.3.1 Sử dụng các nguồn năng lượng tái sinh

(Thiết bị nung nóng nhờ năng lượng mặt trời) (Tế bào quang điện)

Năng lượng Mặt Trời

Sun Frost vaccine storage refrigerator in Congo

A traditional Indian hut with SPV home system

Solar PV lantern

Sử dụng các nguồn năng lượng tái sinh

2.3.2 Các giải pháp nâng cao hiệu suất

sử dụng năng lượng

2.3.2.1.Ngành giao thông vân tải

- Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng

+ Giảm trọng lượng của phương tiện chuyên chở: /chế tạo các động cơ bằng hợp kim nhôm, rầm dọc tàu thuỷ bằng sợi cácbon,…/

+ Vận hành động cơ một cách tối ưu: Cải tiến các động cơ đốt trong để nâng cao hiệu suất của chúng đồng thời phát thải ít CO2 và những khí gây hiệu ứng nhà kính khác Kĩ thuật lái xe, điều khiển các phương tiện giao thông

+ Giảm ma sát giữa phương tiện chuyên chở và môi trường di chuyển, ma sát giữa các bộ phận chuyển động của phương tiện

-Chuyển sang sử dụng những dạng NL khác

/ khí đốt, nhiên liệu tổng hợp, nhiên liệu sinh học,

- Chuyển sang những loại động cơ khác /

2.3.2.2 Ngành công nghiệp

Tiềm năng TKNL của một số ngành ở VN

•Công nghiệp xi măng – 50%

Ngành công nghiệp

- Gia tăng hiệu suất SDNL với ba phương pháp sau: hợp lý hoá sản xuất, sản xuất

đúng mức, đúng lúc.

(Để tiết kiệm năng lượng, người ta tìm cách sản xuất ra một sản phẩm một cách liên tục và ở

cùng một địa điểm để giảm thiểu việc vận chuyển)

-Chuyển sang sử dụng những dạng năng

lượng khác

-Đổi qui trình sản xuất, hợp lí hoá qui trình

sản xuất

2.3.2.3 Lĩnh vực tiện nghi nhà ở

- Trong việc đun nấu thức ăn:

> nâng cao hiệu suất của các bếp lò trong các gia đình.,…cải tiến bếp dùng điện, dùng gas

Đun nước nóng sinh hoạt và điều hoà không khí:

>kiến trúc nhà ở rất quan trọng cho việc giảm nhu cầu sử dụng năng lượng

Thiết bị điện nội thất:

> tìm hiểu ngay trong các tài liệu hướng dẫn sử dụng thiết bị, trên các phương tiện truyền thông.

Khuynh hướng tích hợp kiến trúc

- năng lượng

+ Nhà trường đào tạo, giáo dục, hình thành nhân cách thế hệ trẻ

Giáo dục ở nhà trường được thực hiện thông qua hoạt động dạy học Các hoạt động dạy học được dựa trên các chương trình giáo dục được xây dựng khoa học và chặt chẽ, bao gồm các thành tố: Mục tiêu, nội

dung, phương pháp và hình thức tổ chức giáo dục, đánh giá kết quả

giáo dục

+ Giáo dục nhà trường thông qua các hoạt động phong phú đa dạng và hỗ trợ lẫn nhau

+ Nhà trường đóng vai trò quan trọng:

> vì ngoài đối tượng HS và thông qua HS có thể tác động một cách rộng rãi lên các thành viên khác của xã hội

> Số lượng HS, GV các cấp, bậc học của Việt Nam hiện nay chiếm gần

III GD SDNLTK&HQ QUA DẠY HỌC

CÁC MÔN Ở TRƯỜNG THCS

3.1.Vai trò của GDSD NLTK&HQ trong trường THCS

3.2 Các cơ sở pháp lý của việc triển khai GD

SDNLTK&HQ vào hệ thống giáo dục quốc dân

• + Nghị định số 102/2003/NĐ-CP của Chính phủ về “sử dụng NLTK&HQ ” Điều 18 về chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng NLTK&HQ nêu yêu cầu giáo dục, đào tạo, phổ biến thông tin, tuyên truyền cộng đồng trong lĩnh vực phát triển, thúc đẩy sử dụng NLTK&HQ, bảo vệ môi trường.

• + Pháp lệnh số 02/1998/PL-UBTVQH10 về thực hành tiết kiệm, chống lãnh phí : quy định các tổ chức, cá nhân quản lý, sử dụng… tài nguyên thiên nhiên,… phải thực hành tiết kiệm, chống lãng phí.

• + Luật Điện lực (2005 ) quy định về tiết kiệm trong phát điện, truyền tải và phân phối điện,…

• + Chương trình mục tiêu quốc gia về “sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả” theo Quyết định số 79/2006/QĐ-TTg-CP của Thủ tướng Chính phủ Đề án thứ ba của Chương trình là: Đưa các nội dung về giáo dục sử dụng NLTK&HQ vào hệ thống giáo dục quốc dân, trong đó qui định rõ: Xây dựng nội dung, giáo trình, phương pháp giảng dạy lồng ghép các kiến thức về sử dụng NLTK&HQ vào các môn học, phù hợp với từng cấp học, từ tiểu học đến THPT;

• + Đề án “Đưa các nội dung giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả vào hệ thống giáo dục quốc dân giai đoạn 2006 - 2010” của Bộ Giáo dục và Đào tạo với mục tiêu: “Đưa các nội dung giáo dục sử dụng NLTK&HQ vào các chương trình giáo dục của các cấp học, các trình độ đào tạo của hệ thống giáo dục quốc dân nhằm trang bị cho HS, sinh viên những hiểu biết về vấn đề năng lượng, tình hình sử dụng năng lượng và các biện pháp sử dụng NLTK&HQ, nhằm phát triển bền vững đất nước”.

3.3 Mục tiêu Của GD SDNGTK&HQ trong

dạy học các môn ở cấp THCS

3.3.1 Về kiến thức

Người học có hiểu biết về:

- Khái niệm về năng lượng;

- Các loại năng lượng;

- Sự chuyển hoá các dạng năng lượng;

- Vai trò của năng lượng đối với con người;

- Tình hình khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên năng lượng hiện nay Nguồn tài nguyên năng lượng không phải là vô hạn;

- Những ảnh hưởng của việc khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên năng lượng đối với môi trường;

- Xu hướng sử dụng nguồn tài nguyên năng lượng hiện nay;

- Các khái niệm về sử dụng NLTK&HQ;

- Ý nghĩa của việc sử dụng NLTK&HQ;

3.3.2 Về kỹ năng

Người học có thể thực hiện được:

- Có thể liên kết các kiến thức các môn học với nhau và với các khái niệm về NL, các dạng NL và các nguồn NL, các quá trình sử dụng NL;

- Có thể giải thích cơ sở khoa học của các quá

trình, các biện pháp thực hành sử dụng TK&HQ

NL trong hoạt động của các thiết bị và trong đời sống hàng ngày;

- Có khả năng tuyên truyền, giải thích, thuyết

phục và phổ biến cho các thành viên khác trong gia đình và cộng đồng ý thức về sử dụng

NLTK&HQ, các kĩ năng thực hành TK và sử dụng

HQ NL

- Ham muốn tìm tòi khám phá nguồn NL;

- Ham muốn nghiên cứu tìm kiếm các biện pháp kĩ thuật, các biện pháp tuyên truyền, phổ biến sử dụng NLTK&HQ

3.4 Một số nguyên tắc lựa chọn nội dung

GDSDNLTK&HQ trong các môn học

ở trường trung học

• Nội dung được lựa chọn cần phù hợp với đặc điểm tâm, sinh lí và sự phát triển của HS ;

• Nội dung được lựa chọn phải gắn với CT, SGK của cấp

học, không đưa thêm nội dung mới gây quá tải quá trình học tập của HS;

• Trên cơ sở các mục tiêu, nội dung cơ bản, cần xác định

mục tiêu, nội dung cụ thể cho từng cấp học, lớp học, môn học và đảm bảo tính kế thừa giữa các cấp học, lớp học và môn học;

• Các nội dung được lựa chọn phải thiết thực, gần gũi trong

đời sống và sản xuất.

• Nội dung được lựa chọn phải phù hợp với đặc điểm kinh

tế - xã hội và tập quán văn hoá của các vùng, miền.