Năng lượng rất cần thiết cho tất cả các sinh vật sống trên Trái Đất và cung cấp cái nhìn sâu sắc về các hiện tượng trong thế giới này. Thông qua đó, các kỹ sư dựa vào để tiến hành nghiên cứu đổi mới. Các kỹ sư nghiên cứu các dạng năng lượng khác nhau để tạo ra những thứ giúp cuộc sống của chúng ta dễ dàng hơn.
Năng lượng được ứng dụng vào cuộc sống như thế nào hiện nay?
Tất cả các sinh vật đều cần năng lượng để thực hiện công việc cần thiết cho sự tồn tại cũng như sinh sản. Điều này đúng với vi khuẩn, thực vật và động vật. Nhưng năng lượng là gì? Năng lượng đơn giản là khả năng thực hiện công việc, nơi công việc được thực hiện khi một lực di chuyển một vật thể. Hãy xem xét nhu cầu của riêng bạn trong giây lát. Bạn cần năng lượng để bật và tắt máy tính của mình. Bạn cần năng lượng để ra khỏi giường vào buổi sáng…
Năng lượng là khả năng làm việc và có nhiều trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Năng lượng có nhiều dạng – nhiệt, bức xạ, động năng, thế năng, điện, hóa học, hạt nhân hoặc cơ học – và tồn tại như một phần của mọi thứ chúng ta làm, từ đi bộ đến trường hay đưa phi hành gia vào không gian. Theo định luật bảo toàn năng lượng, năng lượng không thể được tạo ra cũng như không bị phá hủy mà nó luôn được thay đổi từ dạng này sang dạng khác.
Các kỹ sư áp dụng sự hiểu biết của họ về năng lượng, bao gồm các nguyên tắc và hành vi của nó, để giải quyết các vấn đề hiện có trong cuộc sống ngày nay . Điều đó đã tạo ra nhiều sự bức phá về thiết kế tạo ra các sản phẩm như điện thoại di động, phần mềm máy tính, nhạc điện tử, pin, đài phát thanh, truyền hình hay máy ảnh…
Các kỹ sư ngày nay hiểu được sự cần thiết của các nguồn năng lượng tái tạo khi mức tiêu thụ năng lượng của thế giới đang liên tục tăng trong khi các nguồn tài nguyên thì hữu hạn. Họ thiết kế các phương pháp tiếp nhận các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, thủy điện và gió – và ứng dụng các nguồn năng lượng ấy vào sản xuất năng lượng sạch và giảm phát thải khí nhà kính.
Các kỹ sư năng lượng đánh giá tình hình và tạo ra sự khác biệt
Bởi vì phần lớn năng lượng mà chúng ta sử dụng ngày nay đều đến từ điện năng, chúng ta có các lựa chọn thay thế. Năng lượng gió hoặc các tấm pin mặt trời có thể tạo ra điện. Chúng ta có thể đốt rác thải để tạo ra nhiệt lượng cho một nhà máy điện. Chúng ta có thể trồng “cây năng lượng” (sinh khối) để đốt trong các trạm phát điện của mình thay vì sử dụng nhiên liệu hóa thạch hơn.
Năng lượng địa nhiệt có thể được khai thác từ bên trong Trái đất. Những nguồn năng lượng này được gọi là năng lượng tái tạo, bởi vì chúng sẽ tồn tại trong thời gian dựa vào ánh sáng Mặt trời. Một mảng năng lượng mặt trời, chỉ bao phủ 1% diện tích của sa mạc Sahara có thể đủ cung cấp điện cho toàn bộ dân số thế giới.
Trong quá trình thiết kế, các kỹ sư luôn ghi nhớ các nhu cầu của ứng dụng và tối ưu hóa các đặc tính của sản phẩm như sản lượng điện, khả năng sạc lại, độ tin cậy, kích thước, an toàn, sinh nhiệt, độ dài vòng đời, khả năng chịu lạm phát chi phí và khả năng được tái chế.
Các kỹ sư không ngừng nghiên cứu và cải tiến các nguồn năng lượng thay thế như điện địa nhiệt, điện mặt trời và năng lượng sinh khối để làm chậm quá trình phát thải khí nhà kính.
Giáo trình giảng dạy STEM
Cung cấp các kiến thức về năng lượng cho học sinh của bạn với các tài nguyên có ở đây, theo cấp lớp, để giúp trẻ hiểu được các hiện tượng trong cuộc sống có liên quan đến năng lượng!
Lớp 3-5
- Pin Khoai tây
- Chất cách nhiệt tốt nhất: Không khí, xốp, giấy bạc hay bông?
- Năng lượng gió! Thiết kế tuabin gió
- Năng lượng của ánh sáng
- Xe buồm chạy bằng sức gió
Lớp 6-8
- Bom Away! Thử nghiệm thả trứng
- Giữ nhiệt
- Thiết kế & Thi đấu Spool Racer
- Bảo tồn năng lượng & chuyển giao năng lượng trong sự cố
- Chuyển đổi năng lượng
Lớp 9-12
- Công viên trượt băng năng lượng
- Thí nghiệm về hạt nano & năng lượng ánh sáng: Chấm lượng tử và màu sắc
- Năng lượng mặt trời hữu cơ
- Năng lượng trên tàu lượn siêu tốc
- Năng lượng khi va chạm: Lăn dốc và Ôn tập (dành cho Trung học)
Nhìn chung, những giải pháp năng lượng hiện đang được nghiên cứu nhiều hơn cũng như được ứng dụng ngày càng nhiều. Thông qua những bài học về giải pháp năng lượng này, hứa hẹn sẽ mang lại nhiều kiến thức bổ ích cho học sinh, giúp trẻ hiểu hơn và giải thích các hiện tượng trong cuộc sống có liên quan đến năng lượng.
