- Tình huống: Áp lực lên cây cầu
TÀU HOẠT ÐỘNG NHỜ SỬ DỤNG PIN MẶT TRỜ
- Nguyên lí hoạt động của chảo năng lượng mặt trời hình Parabol
Bếp parabol được thiết kế mơ hình chiếc chảo, hội tụ ánh sáng mặt trời tại một điểm rồi toả ra sức nhiệt (nóng) làm sơi chín thức ăn, nước uống, cơm, thức ăn gia súc, gia cầm phục vụ chăn ni…. Chiếc bếp gồm 4 phần chính: phần thu nhiệt, phần dẫn nhiệt, phần tiếp nhận và sử dụng, phần điều khiển. Trong đó, phần dẫn nhiệt được cấu tạo từ vật liệu đồng, có chức năng tiếp nhận nhiệt từ phần thu nhiệt và truyền tới bếp nấu. Phần bếp nấu được thiết kế bằng nhơm, phía trong được lót một lớp mút xốp để tránh thoát nhiệt. Phần thu nhiệt được làm từ miếng nhơm uốn cong hình parabol.
Miếng nhơm này được đặt theo hướng đông - tây, tự động xoay theo hướng mặt trời để hấp thu năng lượng ở mức cực đại. Đến một điểm chết cố định, bộ phận này sẽ nghỉ nguyên đêm, sáng lại tự động quay về hướng mặt trời để thực hiện một chu kỳ mới. Nguyên lý vận hành này dựa trên sự phối hợp ăn ý giữa hướng đi mặt trời và thời gian nên dù mưa hay gió cũng khơng bị ảnh hưởng.
- Nhà máy nhiệt điện dùng năng lượng mặt trời:
+Nhà máy Shams 1- Các tiểu vương quốc Arập thống nhất, có cơng suất 100MW và hiện là nhà máy lớn của thế giới sử dụng năng lượng Mặt Trời làm nhiên liệu để sản xuất điện (nhà máy Shams 1 chiếm 10% tổng sản lượng điện từ năng lượng Mặt Trời của thế giới). Trong nỗ lực đẩy mạnh sử dụng nhiên liệu sạch nhằm bảo vệ Trái Đất trước những tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu, Các Tiểu vương quốc Arập thống nhất (UAE) ngày 17/3/2013 đã chính thức vận hành nhà máy năng lượng Mặt Trời lớn nhất thế giới, có tên Shams 1.Nhà máy cịn được ví như một "công viên Mặt Trời" bao gồm một hệ thống các tấm gương parabol lớn được lắp đặt trên một diện tích khổng lồ bằng 285 sân bóng đá cộng lại.
Nhóm 4: Nhóm Dirichlet
Báo cáo sản phẩm bằng phần mềm trình chiếu Powerpoint
Thành viên trong nhóm:
Nhóm trưởng: Ngô Thị Thùy Trang
Thư kí: Phạm Thị Ngọc Hân, Hồng Thị Cẩm Ly, Bùi Thị Bích Hồng Các thành viên khác:
Phạm Minh Khoa Nguyễn Ngọc Trung Đinh Phương Nam Hoàng Xuân Nam
Nội dung báo cáo của nhóm 4:
- Qua khảo sát ở Ninh Khánh nhóm chúng tơi thu được kết quả như sau: + Một số ít hộ dân dùng truyền hình số mặt đất
+ Hầu hết các hộ dân đều dùng ăngten chảo dạng parabol. Trong 60 hộ dân dùng ăngten chảo mà nhóm chúng tơi khảo sát dùng chảo thì kết quả cụ thể như sau:
Truyền hình kĩ thuật số VTC 20 hộ dân dùng Truyền hình kĩ thuật số An Viên (AVG) 13 hộ dân dùng Truyền hình kĩ thuật số vệ tinh K+ 15 hộ dân dùng Truyền hình kĩ thuật số Vinasat 7 hộ dân dùng Truyền hình kĩ thuật số VTV 5 hộ dân dùng
Các hãng truyền hình K+, truyền hình An Viên, truyền hình kĩ thuật số SCTV, … dùng ăngten chảo dạng parabol để thu sóng vì chảo dạng parabol có tác dụng tập trung tín hiệu tại tiêu điểm giúp tín hiệu rõ hơn.
Nhóm 5: Nhóm Kepler
Báo cáo sản phẩm bằng phần mềm trình chiếu Powerpoint
Thành viên trong nhóm:
Nhóm trưởng: Trần Đại Tân
Thư kí: Nguyễn Mai Huyền My, Chu Thái Dương, Nguyễn Ngọc Hà. Các thành viên khác:
Trần Tuấn Anh Trần Quốc Tuấn Đinh Ngọc Hưng Đinh Vũ Duy
Nội dung báo cáo của nhóm 5:
Từ khi con người biết nhận thức, bầu trời chính là một trong những điều bí ẩn và cuốn hút nhất. Chúng ta khơng ngừng quan sát nó, hồi nghi về nó, đưa ra những giải thuyết sơ lược về nó, về những đốm sáng nhỏ xuất hiện trên nền trời ấy mỗi lúc đêm. Cho tới tận những năm 1600, chúng ta mới có những hiểu biết chính xác hơn về các đốm sáng đó, cái được chúng ta gọi tên là hành tinh và ngôi sao. Trong thiên văn học, chúng ta phải nói đến định luật của Kepler về chuyển động thiên thể, đó là:
• Các hành tinh chuyển động quanh Mặt trời với quỹ đạo là hình elip với Mặt trời nằm ở một tiêu điểm.
• Đường nối một hành tinh với Mặt trời quét qua những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau.
• Bình phương chu kỳ quỹ đạo của một hành tinh tỷ lệ với lập phương bán trục lớn của quỹ đạo elip của hành tinh đó.
Điểm cận nhật và điểm viễn nhận.
Cận nhật (điểm cận nhật) là vị trí trên quỹ đạo của một hành tinh hay một thiên
thể khác, khi chúng ở gần Mặt Trời nhất. Viễn nhật (điểm viễn nhật) là vị trí trên quỹ đạo của một hành tinh hay một thiên thể khác, khi chúng ở xa Mặt Trời nhất. Đường thẳng nối hai điểm cận nhật và viễn nhật của quỷ đạo một thiên thể gọi là đường cận viễn. Đường này trùng với trục lớn của quỷ đạo elip đối với mỗi hành tinh.
Ảnh hưởng của điểm cận nhật và viễn nhật lên Trái đất.
Trái Đất của chúng ta sẽ đạt điểm viễn nhật hằng năm vào đầu tháng 7 - lúc này đang là mùa hè ở bắc bán cầu và đạt điểm cận nhật vào đầu tháng 1 - lúc này đang là mùa đông ở bắc bán cầu. Tại sao Trái Đất đến xa Mặt Trời mà ở bắc bán cầu lại là mùa hè ? Rõ ràng khoảng cách xa gần của Trái Đất không phải là yếu tố quyết định các mùa trên Trái Đất. Thực ta khơng có ảnh hưởng lớn đến
nhiệt độ của trái đất, Các mùa được tạo ra là do trục nghiêng của Trái Đất, vào mùa đơng thì bắc bán cầu nghiêng xa về phía Mặt Trời nên lượng ánh sáng và độ ấm từ Mặt Trời sẽ ít hơn so với nam bán cầu. Ngày nghiêng tối đa là vào ngày hạ chí và đơng chí.
Mặc dù không liên quan đến các mùa, nhưng điểm viễn nhật và điểm cận nhật ảnh hưởng đến độ dài của các mùa. Khi Trái Đất đến điểm viễn nhật - tức là bây giờ - thì Trái Đất đang di chuyển chậm nhất trong quỹ đạo xung quanh Mặt Trời. Vì vậy mùa hè ở bắc bán cầu (tức là mùa đơng ở nam bán cầu) là mùa dài nhất.
Các cơng trình, kiến trúc có hình dạng elip
Một cấu trúc hình elip có một tính chất là nếu ánh sáng hay âm thanh được phát ra từ một điểm tập trung thì nó sẽ phản xạ lại tại một điểm tập trung khác. Có nghĩa là nếu bạn đứng ở một nơi ở thư viện này, thì thầm một tiếng, thì có một người ở khu vực khác sẽ nghe thấy bạn nói rõ ràng, và chỉ người đó nghe thấy mà thơi. Đặc điểm này tạo chính là ý tưởng xây dựng thư viện Whispering (thư viện Thì Thầm) ở nhà thờ St Paul ở London.
Ngân hàng thương mại Mauritius
Ellipse Building (UK)
Khán đài hình elíp của đấu trường Colisée được nâng cao dần lên, tổ chức theo kiểu nền dốc bậc Amphitheatre và chứa được 50.000 người trong đó có 45.000 chỗ ngồi và 500 chỗ đứng
Tồn thể kiến trúc thành Rome xung quanh Đấu trường Colisée
PHỤ LỤC 3: Bài tập hoạt động của 5 nhóm được giao tại lớp
Các nhóm thảo luận và cử đại diện nhóm lên trình bày
Nhóm 1: Giải quyết tình huống sau (Chiều cao của cổng Acxơ)
Khi du lịch đến thành phố Lui (Mĩ) ta sẽ thấy một cái cổng lớn dạng Parabol bề lõm quay xuống dưới, đó là cổng Acxơ.Làm thế nào để tính chiều cao của cổng (khoảng cách từ điểm cao nhất của cổng đến mặt đất).Biết khoảng cách giữa hai chân cổng bằng 162 m. Trên thành cổng, tại vị trí có độ cao 43m so với mặt đất (điểm M),
người ta thả một sợi dây chạm đất (dây căng thẳng theo phương vng góc với đất). Vị trí chạm đất của đầu sợi dây này cách chân cổng A một đoạn 10 m.
Nhóm 2: Giải quyết tình huống sau:
Bài tốn 1: Mái vịm của một cái cửa có hình dạng một nửa hình elip. Biết các kích thước như hình vẽ bên. Hãy viết phương trình chính tắc của elip này?
Bài tốn 2: Khu vực ngồi trời ở
phía Nam của Nhà Trắng (Mỹ) được xây dựng với hình dáng elip. Hãy xây dựng phương trình chính tắc của elip này với các kích thước cho ở hình bên?
Nhóm 3: Giải quyết tình huống sau:
Bài toán : Một cây cầu được xây dựng với cấu trúc vịm phía dưới là một nửa hình elip. Biết chiều cao của câu cầu là 100 ft,
-81 O43 m 43 m
x M
chiều dài của cây cầu là 400 ft. Cách điểm chính giữa của cầu 50 ft, họ xây một thanh trụ thẳng đứng. Tính chiều dài của thanh trụ này ?
Nhóm 4: Giải quyết tình huống sau:
Để tránh phẫu thuật mở khi điều trị sỏi thận, người ta dùng một lithotripter hình elip có thể được sử dụng để phá vỡ sỏi. Một máy phát điện tia phát ra các sóng xung kích siêu cao tần dưới nước (UHF) từ một điểm tập trung, với thận của bệnh nhân được đặt ở vị trí khác. Máy tán sỏi là mơt phần của elip với trục chính là 26 inch và trục nhỏ là 10 inch. Khoảng cách từ trung tâm của hình elip đến nguồn sóng xung kích hoặc viên sỏi là bao nhiêu? (Đặt máy ở hông bệnh nhân sao cho khi phát xung đúng tiêu điểm của máy thì xung sẽ phản xạ tới đúng ở vị trí sỏi ở tiêu điểm để tán vỡ sỏi).
Nhóm 5:Việc sử dụng có hiệu quả năng lượng Mặt Trờiđã đem lại cho nhân
lọai những lợi ích gì? Thực tế ở Việt Nam năng lượng mặt trời được sử dụng như thế nào?
Mỗi nhóm có 7 phút để trình bày bài vào bảng phụ, sau đó đại diện của các nhóm lên trình bày sản phẩm của nhóm mình.
Gv nhận xét bài làm mỗi nhóm, sau đó chiếu kết quả cho lớp theo dõi và trình bày vào vở của mình.
Đáp án: y
Nhóm 1.Tình huống:(Chiều cao của cổng Acxơ)
Gắn hệ tọa độ vào như hình vẽ Giả sử hàm số có dạng: y = ax2 + b Từ gt ta có hệ 2 2 (81) 0 ( 71) 43 a b b + = − + = 185, 6 b ⇒ ≈ m Vậy h = b =185,6m Nhóm 2. Bài tốn 1:
Từ giả thiết bài tốn ta có : Phương trình chính tắc của elip là:
Bài toán 2:
Từ giả thiết bài tốn ta có: 2a = 1057 ⇒a = 528,5
2b = 880 ⇒ b = 440
Phương trình chính tắc của elip là:
Nhóm 3.
Từ giả thiết bài tốn ta có : Phương trình chính tắc của elip:
Thanh trụ xây cách điểm chính giữa cầu 50 ft nghĩa là . Tính được ft.
Vậy thanh trụ có chiều dài xấp xỉ 9.86 ft.
Nhóm 4.
Từ giả thiết bài tốn ta có: Do đó :
Khoảng cách từ trung tâm của hình elip đến nguồn sóng xung kích hoặc viên sỏi là : OF2 = c = 12 inch.
Nhóm 5.
Việc sử dụng có hiệu quả năng lượng Mặt Trờiđã đem lại cho nhân loại những lợi ích to lớn về mơi sinh, kinh tế và sức khỏe như sau:
+ Dùng ánh nắng đun nấu thay củi, trấu, than, dầu lửa, hơi đốt,... giúp giữ được ôxy và tránh thải ra thêm điơxít cacbon vào khí quyển. Bếp điện đơi khi cũng dùng điện sản xuất từ các nhà máy nhiệt điện đốt than đá hoặc dầu hỏa, do đó vẫn góp phần làm ơ nhiễm khí quyển và làm quả đất nóng thêm.
+ Nếu loại bếp này thay được đa số bếp củi, thì chặn được phần nào nạn phá rừng, và tiến trình sa mạc hóa ở nhiều vùng đất.
+Ánh nắng là nguồn sức nóng miễn phí. Có bếp năng lượng mặt trời trong nhà thì nhẹ được khoản chi tiêu dành để mua nhiên liệu, để trả tiền điện, hoặc thời gian đi kiếm củi hàng ngày.
+ Bếp năng lượng mặt trời khơng thải ra khói, nên đỡ cay mắt và hại phổi. Tổ
chức Y tế Thế giới cho biết đun bếp bằng củi cho hai bữa ăn hàng ngày gây thiệt hại cho phổi tương đương như hút hai gói thuốc lá.
+ Sử dụng gương cầu lõm có kích thước lớn tập trung ánh sáng Mặt Trời vào một điểm đểđun nấu giúp cho những người dân ở vùng ngập nước, lũ lụt dài ngày hay ngư dân đi biển dài ngày không thể dùng bếp đun củi và điện năng có thể khơng có để sử dụng. Bên cạnh đó giúp cho những người lao động tiết kiệm được thời gian đồng thời bảo vệ được sức khỏe từ việc đun củi, than đá gây nhiều bụi khói và khí độc ảnh hưởng tới mắt - phổi.
-Tấm gương mặt trời có thể làm chảy thép:
Tấm gương parabol kích cỡ 3,6 x 3,6 m được làm từ khung kim loại chế sẵn gắn thêm các gương lõm giúp hội tụ ánh sáng vào một điểm duy nhất. Cả gương và khung đều có giá thành rẻ và sẵn có, được xem là lợi thế lớn của thiết kế này. Các tính tốn cho thấy thiết bị thu năng lượng mặt trời này có thể sinh nhiệt cao đến 1300o C, đủ nóng để làm chảy kim loại và đây là cơ sở để xây dựng nhà máy sản xuất điện Mặt trời.
-Việc đầu tư nhà máy điện mặt trời giúp giảm thiểu tối đa tác động đến môi trường, đi cùng với xu thế chung của thế giới là hạn chế tối đa các chất thải độc hại làm ảnh hưởng đến tầng ơ - zơn, ưu điểm chính của cơng nghệ mặt trời là khơng thải ra khí CO2,khơng gây tiếng ồn, cung cấp năng lượng cho xã hội mà khơng địi hỏi cao về xử lí tác động mơi trường như những dạng năng lượng khác.
- Ở Việt Nam chúng ta thì sao?Là một nướcnhiệt đới với bờ biển dài 3260km, năng lượng bức xạ Mặt trời hằng năm rất lớn, là lợi thế cho Việt Nam chúng ta sử dụng nguồn năng lượng Mặt trời.Vào năm 2000, trung tâm Nghiên cứu thiết bị áp lực và năng lượng mới - Đại học Đà Nẵng đã phối hợp với các tổ chức từ thiện Hà Lan triển khai dự án (30 000 USD) đưa bếp năng lượng mặt trời - bếp tiện lợi vào sử dụng ở các vùng nông thôn của tỉnh Quảng Nam, Quảng Ngãi. Dự án đã phát triển rất tốt và ngày càng được đông đảo nhân dân ủng hộ
+ Có tới 2 nhà máy điện mặt trời của Việt Nam đang được xây dựng:
Dự án Nhà máy quang điện mặt trời Thiên Tân do Công ty Cổ phần Đầu tư và Xây dựng Thiên Tân làm chủ đầu tư đã chính thức được khởi cơng xây dựng, nhà máy có cơng suất 19,2 MW với tổng mức đầu tư 800 tỉ đồng, được xây dựng trên diện tích 24 ha tại thơn Đạm Thủy, xã Đức Minh, huyện Mộ Đức, tỉnh Quảng Ngãi bằng nguồn vốn vay trong nýớc và nýớc ngồi. Dự án do Cơng ty TNHH Full Advantage làm tý vấn.
Nhà máy điện mặt trời Tuy Phong tại xã Vĩnh Hảo, huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận được xây dựng trên diện tích gần 50 hecta với cơng suất 30 MW với tổng vốn đầu tư 1.454 tỉ đồng (tương đương 66 triệu USD) dự kiến sẽ bắt đầu phát điện từ năm 2017. Đây là dự án năng lượng điện mặt trời đầu tiên được cấp phép tại Bình Thuận, mở ra giai đoạn mới trong phát triển năng lượng sạch, công nghệ cao, mang lại hiệu quả kinh tế xã hội cho địa phương, góp phần bảo vệ mơi trường và chống biến đổi khí hậu, giảm thải hiệu ứng phát thải khí nhà kính và phát triển bền vững.
+ Ngồi ra chúng ta cịn thực hiện mơ hình điện mặt trời lắp mái sẽ góp phần giảm áp lực về điện trong bối cảnh nguồn năng lượng hóa thạch phục vụ cho sản xuất điện đang gặp khó khăn. Trên thực tế, điện mặt trời lắp mái hòa mạng đã được triển khai và chứng minh tính hiệu quả. Đơn cử, hệ thống pin mặt trời của Trung tâm Hội nghị quốc gia công suất 154 kWp, trạm pin mặt trời nối lưới đặt trên mái nhà làm việc Bộ Công Thương 12 kWp, trên nóc nhà siêu thị Big C và Trung tâm Thương mại Green Square tại Bình Dương cơng suất 212 kWp…
Sau khi nhận xét, đánh giá, và nhận mạnh lại trọng tâm kiến thức bài làm của