Duurzame energie

Inleiding

Energie is iets dat altijd in de buurt is. Bijvoorbeeld een boterham eten, tanken en wassen. Het meeste energie komt van de zon, met uitzondering van kernenergie en brandstofcellen op waterstof. De energie die we het meest gebruiken komt van fossiele brandstoffen ( olie, steenkool, aardgas en turf). Maar die bronnen raken op en het verergerd het broeikas effect. Dus moeten we overschakelen naar duurzame energiebronnen die we nog beter moeten ontwikkelen.
Er zijn veel soorten energie die vroeger onhaalbaar waren maar die nu toch misschien kunnen gebruiken. Daarover gaan we het hebben in dit werkstuk. Met name kernenergie en brandstofcellen.

Energiebronnen

Fossiele brandstoffen

Fossiele brandstoffen zijn eigenlijk energiebronnen die duizenden jaren geleden door de planten zijn ontstaan.
Die fossiele brandstoffen zijn aardgas, olie en steenkool. Een onbekendere is turf. Om uit fossiele brandstoffen elektriciteit te halen verbanden ze de brandstoffen eerst daardoor warmt het water op, waaruit stoom ontstaat. Dat zorgt dat de turbines gaan draaien. De turbines zijn aangesloten op de dynamo die gaat draaien en de dynamo wekt daaruit elektriciteit.
De fossiele brandstoffen zijn de brandstoffen die we nu het meeste gebruiken maar die brandstoffen raken op.
Olie daar wordt benzine van gemaakt waar op auto´s op rijden.
Aardgas wordt in huis gebruikt voor koken, verwarming en voor LPG gas waar auto´s ook op rijden.
Steenkool en turf werd vroeger ook wel in huis gebruikt voor de kachels. Van steenkool is er nog veel over in de grond. Alleen dat wordt niet gebruikt omdat het bij de verbranding teveel koolstofdioxide uitstoot (koolstofdioxide is rook).

Windenergie

Windenergie wordt geproduceerd uit windmolens. Meestal staan deze windmolens op plaatsen waar niet veel bomen staan. Dat komt omdat ze dan meer wind kunnen opvangen. Meestal zijn die gebieden volgens sommige mensen heel mooi waardoor er in Nederland vaak een idee om daar de windmolens te plaatsen afgewezen wordt door die mensen.
Windmolens zijn er in verschillende maten en vormen. De vroegere bekende is de houten windmolen. Nu kom je vaker windmolens tegen met turbines erin. Windenergie raakt nooit op. Waardoor de windmolens altijd energie opvangen. Maar de windmolens zijn te duur, ze bevuilen het land en ze raken snel beschadigd door stormen, enzovoort. Waardoor dat dus ook niet de beste energie vorm is.

Zonne-energie

In ontwikkelingslanden is lang geleden ontdekt dat je de met de zon dingen op kunt warmen, dat doen die mensen daar met folie:
Ze leggen bijvoorbeeld vlees onder een stukje zwart folie. Het zwarte folie wordt warm door de zon En doordat het zwarte folie warm wordt , begint het vlees te braden. Die manier gebruiken ze in de derde wereldlanden al heel lang, ook om bijvoorbeeld water op te warmen.

Zonne-energie is de energie die van de zon waarvan een klein gedeelte de aarde bereikt. De term zonne-energie wordt meestal gebruikt voor de energie die wordt gewonnen uit de warmte van de zon. We onderscheiden
deze energie in elektrische zonne-energie en thermische zonne-energie. De elektrische zonne-energie wordt gewonnen met behulp van zonnecellen en de thermische zonne-energie wordt gewonnen met behulp van zonnecollectoren.

Elektrische zonne-energie.

Je kunt het licht van de zon rechtstreeks omzetten in
elektrische energie. Dit kan met een zonnecel. Deze zonnecellen worden neergezet op plaatsen die gericht staan op de zon ,zoals bijvoorbeeld in de ruimtevaart bij satellieten.
De zonnecellen zijn verbonden met accu’s en laden die op. Ook in het dagelijks gebruik zoals bijvoorbeeld in rekenmachines of horloges. Men is op dit moment bezig de zonnecellen ook te gebruiken in elektrische aangedreven auto’s en ook elektriciteitsmaatschappijen proberen de zonnecel te gebruiken voor de opwekking van elektriciteit voor ons gebruik. Een voorbeeld hiervan is te zien op de geluidswal langs de A 27 ter hoogte van het Voordorp in de gemeente Utrecht, waar panelen met zonnecellen gemonteerd zitten op de geluidswal en stroom leveren voor de achter de geluidswal liggende wijk.

Thermische zonne-energie

Bij thermische zonne-energie wordt de warmte van het zonlicht. Hierbij gebruikt men een zonnecollector. Dit is een platte bak waar water of lucht doorheen stroomt. De bodem is zwart, want zwart absorbeert het licht en dus de warmte.
De bovenkant bestaat uit een glasplaat die het zonlicht doorlaat en de (infrarode ) warmte- straling zoveel mogelijk vasthoudt. Het verwarmde water is bruikbaar in de huishouding, de warme lucht als verwarming. De toepassing van de zonne-
collectoren is onder andere te zien in de wijk Nieuwland in Amersfoort.
Een probleem met de zonnecollectoren is dat er in sommige gemeentes geen toestemming voor gegeven wordt om de collectoren te plaatsen, omdat ze lelijk zijn in het stadsbeeld.
Ik vind dat heel raar , het kan er misschien wel stom uitzien maar zonne-energie is milieuvriendelijk. En dat het milieuvriendelijk is, is veel belangrijker voor de toekomst dan dat het er lelijk uitziet.

In de toekomst zal waarschijnlijk meer gebruik worden gemaakt van zonne-energie, want op ten duur zullen de fossiele brandstoffen opraken en moeten de mensen met een andere oplossing komen.
De regering zal daar geld in moeten stoppen .Ten eerste voor onderzoek en ten tweede moeten zij de burgers stimuleren over te stappen op milieuvriendelijke energie bronnen, zoals zonne- en windenergie.

Waterenergie

Waterenergie kan op 2 manieren gemaakt worden.
1. De eerste manier is om het water door turbines te leiden. Daardoor gaan de turbines draaien waarvan de dynamo energie maakt. Maar je laat het water niet zomaar door de turbines heen gaan. Meestal wordt er dan eerst een stuwdam gebouwd en dat houdt het water tegen. Een deel van het water gaat dan de rivier weer in en het andere deel gaat via pijpen naar een aantal turbines.
2. De tweede manier is door met getijden - warmte van het water – golven. Deze 3 manieren zijn nog niet zo goed ontwikkeld ( daarom heb ik ze ook niet in aparte manieren gezet). De getijden worden gebruikt door aan de monding van een rivier een krachtcentrale te zetten. Als het dan vloed is stroomt het water vanuit de zee via de turbines van de krachtcentrale de rivier in. Is het eb stroomt het water uit de rivier door de turbines de zee in. Hierdoor draaien de turbines en wekt de dynamo elektriciteit op.

Waterenergie wordt al veel gebruikt in de wereld. De meeste manieren van waterenergie zijn erg duur. De bouw van de centrale is namelijk heel duur. Maar eenmaal gebouwd geven ze regelmatig energie. Zoals Itaipu-dam in Brazilië is een van de grootste waterkrachtcentrales in de wereld. Het heeft een productie van dertienduizend megawatt ( voor zo´n 13 miljoen huishoudens).
De werking van een waterkrachtcentrale

1. De stuwdam van Maurik geeft gemiddeld 318 dagen per jaar elektriciteit. De waterkrachtcentrale van Alphen geeft gemiddeld 354 dagen per jaar elektriciteit.

2. Om het water door de waterkrachtcentrale te laten gaan, is een waterkanaal aangelegd van in totaal ruim 600 meter lang. Dit kanaal zorgt ervoor, dat de bodem van de rivier niet uitslijt en dat het water zo goed mogelijk door de turbines wordt gestuurd.

3. De Grofvuilroosters houden drijvend afval tegen.

4. De waterkrachtcentrale is het meest onder water gebouwd. Het laagste punt ligt 16 meter onder de waterspiegel. De centrale heeft drie verdiepingen. Medewerkers van de centrale kunnen alle onderdelen van de installatie van binnenuit bereiken.

5. De waterkrachtcentrales hebben vier turbines. De turbines gebruiken 80 tot 90 procent van de kracht in het water. De turbines draaien nogal langzaam. In de Maurik draaien ze 78 ronden per minuut. Die in Alphen draaien 94 ronden per minuut. De turbines worden niet allemaal gebruikt. Als de rivier weinig water geeft, werkt er soms maar één. Andere keren zijn er twee, drie of vier in bezig.

6. Iedere turbine is verbonden met een tandwielkast. Dit is een soort versnellingsbak. Die er voor zorgt dat de draaisnelheid wordt verandert naar een constante snelheid van 750 ronden per minuut.

7. De tandwielkast is weer gekoppeld aan een generator*. De vier generatoren* in de waterkrachtcentrale van Alphen hebben een vermogen van 3.500 kilowatt (3.500.000 watt) per stuk. Hiermee wekt de centrale gemiddeld 57 miljoen kilowattuur (kWh) per jaar op. Dat komt overeen met het verbruik van 18.000 huishoudens. De generatoren in de waterkrachtcentrale van Maurik hebben een vermogen van 2.500 kilowatt per stuk. Zij produceren gemiddeld 32 miljoen kWh per jaar. Dat komt overeen met het verbruik van 12.000 huishoudens. * Een generator is een soort dynamo *

Kernenergie

Kernenergie is de enige soort energie die veel wordt gebruikt maar niet van de zon afkomt. Kernenergie komt als een atoom (uranium - 235) wordt geraakt door een neutron en het atoom splits zich. Wanneer dat gebeurd komt er heel veel energie vrij en er komen minstens 2 nieuwe neutronen bij die ook weer 2 kernen laten splitsen en ga zo maar door. Dat wordt atoomsplitsing genoemd.

In een kerncentrale wordt met het energie van de atoomsplitsing elektriciteit gemaakt. Dat is ongeveer 1200 megawatt. Dat is groter dan het opgewekte elektriciteit van 1000 grote windmolens. Een kerncentrale kan de hele dag door werken. Ze zorgen dat er geen giftige gassen in de lucht komen dat er voor zorgt dat het broeikaseffect niet erger wordt.

Kernonderzeeërs krijgen energie van kleine kerncentrales aan boord omdat dat in tegenstelling tot een verbrandingsmotor onder water gebruikt kan worden. Hierdoor kan de onderzeeër langer onder water blijven.

Het afval dat overblijft na een kernsplitsing is heel gevaarlijk. Het moet diep onder grond begraven worden of op een andere manier veilig bewaard worden. De radioactiviteit is pas na 1000 jaar verdwenen. De omgeving van kerncentrales wordt vaak gecontroleerd op dat soort straling.
De rijke landen die veel kernafval produceren brengen hun kernafval naar arme landen. Daar vormt het afval een heel groot probleem voor de gezondheid van de bevolking daar. Het begraven van dat afval was geen goed idee omdat de straling vrij kwam dus slecht voor de grond en er voor zorgden dat de planten radioactief was geladen waardoor het gevaarlijk was voor de mensen. Dus toen begonnen ze in Frankrijk het afval in het water te lozen. Bij het land zelf maar ook bij andere landen. Hier in Nederland is niet zo lang geleden een gebouw geopend waar een deel van het afval opgeslagen wordt. Het andere is per trein afgevoerd naar Duitsland.

Men kan dus zeggen dat kernenergie niet van de zon afkomt. Heel veel energie geeft in een korte tijd. Dus heel veel huishoudens hebben dan stroom. Het probleem is de opslag van het afval. Hier zullen ze nog een goede oplossing voor moeten vinden.

Brandstofcellen op waterstof

Je kunt elektriciteit het beste opslaan in de vorm van waterstof. Een gas dat geproduceerd kan worden door elektriciteit door water te leiden. Het kan als brandstof worden gebruikt voor gewone motoren of in brandstofcellen waarmee je waterstof weer kunt omzetten in elektriciteit. Waterstof veroorzaakt geen luchtverontreiniging want uit de uitlaat komt waarschijnlijk alleen maar water.
Brandstofcellen worden al heel lang gebruikt maar ze waren niet zo geschikt voor de productie van normale elektriciteit. Door de ontdekking van nieuwe delen zijn ze beter geworden. Deze brandstofcellen leveren brandstof voor verschillende voertuigen.

Brandstofcellen werken door waterstof en zuurstof met behulp van een katalysator (om de reactie te versnellen) en een elektrolyt (iets wat stroom beter opneemt) met elkaar te mengen. De combinatie van zuurstof en waterstof zorgt voor de productie van water en elektriciteit.