Chuyển Hóa Năng Lượng Là Gì? Ví Dụ Về Chuyển Hóa Năng Lượng

Chuyển hóa năng lượng là gì?

Chuyển đổi năng lượng (còn được gọi là thay đổi năng lượng) là quá trình thay đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác. Trong vật lý, năng lượng là một đại lượng cung cấp khả năng thực hiện công việc (ví dụ nâng vật) hoặc cung cấp nhiệt. Ngoài việc có thể chuyển đổi, theo định luật bảo toàn năng lượng, năng lượng có thể chuyển sang một vị trí hoặc vật thể khác, nhưng nó không thể được tạo ra hoặc phá hủy.

Năng lượng trong nhiều dạng của nó có thể được sử dụng trong các quy trình tự nhiên hoặc để cung cấp một số dịch vụ cho xã hội như sưởi ấm, làm lạnh, chiếu sáng hoặc thực hiện công việc cơ khí để vận hành máy móc. Ví dụ, để sưởi ấm một ngôi nhà, lò đốt nhiên liệu, thế năng hóa học được chuyển đổi thành năng lượng nhiệt, sau đó được chuyển vào không khí trong nhà để tăng nhiệt độ.

Ví dụ: Để sưởi ấm một ngôi nhà, lò đốt nhiên liệu, mà thế năng hóa học của chúng được chuyển thành nhiệt năng, sau đó được chuyển đến không khí của ngôi nhà để tăng nhiệt độ của nó.

Sự chuyển đổi năng lượng mặt trời

Sự chuyển đổi năng lượng mặt trời chính là việc sử dụng các loại công nghệ để chuyển hóa năng lượng mặt trời thành các dạng năng lượng hữu ích khác như: năng lượng điện, nhiên liệu và năng lượng nhiệt. Các công nghệ này bao gồm: công nghệ thu thập ánh sáng mặt trời sử dụng các thiết bị quang điện bán dẫn truyền thống (PV), công nghệ quang điện mới nổi, quang hợp nhân tạo, sản xuất nhiên liệu thông qua điện phân và các dạng xúc tác quang liên quan đến việc tạo ra những phân tử giàu năng lượng.

Những điều cơ bản về điện quang trong các công nghệ chuyển đổi năng lượng mặt trời mới nổi tạo ra được cả điện năng và nhiên liệu mặt trời, đây một lĩnh vực nghiên cứu vô cùng  tích cực hiện nay.

Năng lượng mặt trời được chuyển đổi thành điện năng như thế nào?

Năng lượng mặt trời (NLMT) cung cấp ánh sáng và nhiệt lượng, nó có tính chất của hạt và sóng. Mặt trời giống như một lò hạt nhân, nó chuyển đổi hydro thành heli nhờ vào phản ứng tổng hợp hạt nhân. Mặt trời giúp giải phóng năng lượng tương đương với 100 tỷ bom hydro/giây.

Quá trình chuyển đổi này rất hiệu quả, chuyển đổi khối lượng thành năng lượng dựa trên một phương trình nổi tiếng của Albert Einstein: E = MC2

Trong đó:

• E là năng lượng
• M là khối lượng
• C là tốc độ của ánh sáng

Vận tốc của ánh sáng là 186.000 dặm/giây, đây là vận tốc nhanh nhất hiện nay. Chỉ cần một khối lượng nhỏ cũng có thể tạo ra năng lượng rất lớn. Năng lượng chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác nhờ một bộ chuyển đổi. Để có thể chuyển đổi bức xạ mặt trời thành dòng điện thì chúng ta cần các tấm pin  năng lượng mặt trời.

Năng lượng hóa học là gì?

Năng lượng hóa học là quá trình biến đổi các chất hóa học tiềm năm thông qua phản ứng hóa học. Ví dụ: pin, thực phẩm, xăng dầu, v.v… Đây là việc phá vỡ hoặc tạo ra liên kết hóa học liên quan đến năng lượng, từ đó có thể hấp thu hoặc có thể phát triển từ một hệ thống hóa học.

Ví dụ:

• Khi nhiên liệu bị đốt cháy, năng lượng hóa học của oxy phân tử được chuyển thành nhiệt
• Cây xanh chuyển hóa ánh sáng Mặt Trời thành năng lượng hóa học thông qua quá trình quang hợp
• Điện năng có thể được chuyển đổi thành năng lượng hóa học và ngược lại dựa vào phản ứng điện hóa.

>>Xem thêm: Những điều cần biết Máy bơm nước sử dụng năng lượng mặt trời

Truyền năng lượng là gì?

Truyền năng lượng là quá trình năng lượng được truyền từ hệ thống này sang một hệ thống khác nhằm mục đích làm làm giảm số năng lượng trong hệ thống có sẵn. Ví dụ: việc dẫn điện năng  từ nhà máy sản xuất điện đến các hộ gia đình thông qua hệ thống các trạm biến áp, dây dẫn điện, quá trình truyền dẫn này sẽ làm thất thoát một lượng điện năng nhất định trong quá trình truyền tải.

Các ví dụ về chuyển hóa năng lượng hiện nay

1. Ví dụ về bộ chuyển đổi năng lượng trong máy

Một nhà máy điện đốt than liên quan đến các quá trình chuyển đổi năng lượng sau:

1. Năng lượng hóa học trong than được chuyển hóa thành nhiệt năng trong khí thải của quá trình đốt cháy
2. Nhiệt năng của khí thải chuyển hóa thành nhiệt năng của hơi nước thông qua trao đổi nhiệt
3. Nhiệt năng của hơi nước chuyển thành cơ năng trong tuabin
4. Năng lượng cơ học của tuabin được máy phát chuyển đổi thành năng lượng điện, đây là sản lượng cuối cùng

2. Ví dụ về sự hạn chế trong chuyển đổi năng lượng nhiệt

Chuyển đổi các dạng năng lượng khác thành năng lượng nhiệt có thể xảy ra với hiệu suất lên tới 100%. Chuyển đổi giữa các dạng năng lượng không phải là năng lượng nhiệt có thể xảy ra với hiệu suất cực kỳ cao, mặc dù luôn có một lượng năng lượng nào đó bị hao hụt do quá trình ma sát. Tuy nhiên, hiệu suất có thể đạt tới gần 100%, ví dụ: khi thế năng được chuyển đổi thành động năng (trường hợp một vật rơi trong chân không).

Trên đây là những thông tin về chuyển hóa năng lượng. Bạn có thể tìm hiểu thêm về chuyển đổi nhiệt năng, chuyển hóa năng lượng hay giải phóng năng lượng tại đây.

TÌM HIỂU THÊM VỀ CÁCH CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TỪ MẶT TRỜI THÀNH ĐIỆN NĂNG TRONG GIẢI PHÁP LẮP ĐIỆN MẶT TRỜI CỦA CHÚNG TÔI!

Các dạng năng lượng phổ biến hiện nay

Năng lượng tái tạo

Còn được gọi là năng lượng sạch, dùng để chỉ các loại energy tạo nên bởi những nguồn liên tục, vô hạn như nguồn energy từ mặt trời, gió, thủy triều, địa nhiệt,… Hiện nay, do các vấn đề về môi trường, đa số các quốc gia trên thế giới đều khuyến khích các ngành công nghiệp chuyển đổi dần việc sử dụng các nguồn hóa thạch, hữu hạn sang các nguồn có khả năng tái tạo.

Năng lượng Mặt Trời

Được sử dụng ở dưới cả hai dạng phổ biến là điện và nhiệt. Trong các ngành công nghiệp, loại năng lượng này được dùng trong nhiều giai đoạn với các công dụng khác nhau như đun nước, điều chỉnh nhiệt, sấy nông sản, sản xuất pin quang điện, cung cấp điện cho các loại máy móc,… Ở Việt Nam hiện nay, Intech Energy bắt đầu trở nên phổ biến và một số nơi đã thử nghiệm sử dụng loại energy này vào công việc sản xuất.

>>Xem thêm: Đèn năng lượng mặt trời giá rẻ, chất lượng cao

Gió

Được tạo nên từ động năng do những luồng không khí chuyển động trong khí quyển. Vì gió thổi đều đặn nên đây có thể xem là một nguồn cung cấp energy liên tục cho các tuabin dùng cho việc vận hành một số loại máy móc thiết bị hay sản xuất điện. Intech Energy hiện đang được sử dụng nhiều trong công nghiệp ở các nước Châu Âu, Mỹ và Ấn Độ.

Năng lượng địa nhiệt

Là loại năng lượng lấy từ trong tâm Trái Đất, được khai thác và sử dụng dưới cả hai dạng điện và nhiệt. Ở các nước như Ireland, Hy Lạp, Pháp, Ý, Mỹ, Nhật Bản,… việc khai thác và sử dụng loại energy này đang được khuyến khích, nhân rộng. Việt Nam cũng đã có nhà máy điện nhiệt điện đầu tiên nhưng nhìn chung loại energy này vẫn chưa được nhiều người biết đến, chú trọng. Có lẽ, phải một khoảng thời gian nữa, loại energy này mới được các ngành công nghiệp ở nước ta sử dụng trong sản xuất.

Tham khảo: Wikipedia