Dit is een een samenvatting van heel het vak duurzame energie. Deze samenvatting bevat:
- energie en elektriciteit
- Halfgeleiders
- Zonne energie
- Wind
- Water
- Energie opslag
g) Elektrische energie (E)
→ wet van ohm
𝑈 = 𝐼∗𝑅
→ 𝐸 = 𝑈 ∗ 𝐼 ∗ 𝑡 (joule)
h) Vermogen (P)
1
𝑃 = ' → geleverde energie per seconde
→ uitgedrukt in Watt
i) Rendement (𝜂)
1
𝜂 = 1!"#
"$
Zie slides voor enkele oefeningen
Waarschjnlijk een examenvraag
1
, Duurzame energie 2021 // samenvatting
2.2 “Klassieke” elektriciteitsproductie
→ op basis van brandstoffen
2 Technieken
a/ Generator – Alternator
rotor draait rond in stator
→ slide over specifieke werking niet kennen
b/ Energie/arbeid uit warmte Q
Deze techniek → ligt aan de basis van bijna elke elektriciteit productie
Water wordt opgewarmd en maakt stoom
Stoom → stuurt een turbine → zo elektriciteit opgewekt
Stoom moet voldoende worden afgekoeld → koeltoren plaatsen
Soorten centrales
a/ Thermische centrale
Koud water wordt opgewarmd → warmte wordt gemaakt door iets te verbranden
→ stoom wordt gegeneerd → stoom laat turbine draaien
→ warm water mag niet in schelde geloosd worden
Vandaar koeltoren geplaats
Rendement = 35% → heel weinig
Nog maar 1 steenkool centrale in België
b/ STEG stoom en gascentrale
→ op basis van gassen
→ werkt ook met 2 turbines
Gas wordt opgewarmd → eerste turbine word al direct aangedreven
Warme gassen gaan door stoomcyclus → om 2de generator aan te drijven
Rendement = 56%
→ 4250 MW aan gascentrales in België (+1 klassieke)
c/ Gasturbine en turbojet
kleine centrales → met laag rendement
Word aangedreven met aardgas/aardolie
Handige turbines → kunnen a la minute direct aangezet worden
→ zo kunnen we altijd snel bijschakelen
→ interessant om kleine tekorten of overschotten te compenseren
Dit is handig omdat: zie elektriciteit balans**
Rendement = 40%
428 MW → capaciteit in België
d/ Warmtekrachtkoppeling
Aardgas wordt verbrand
→ warme gas wordt gebruikt om kantoor(bv) op te warmen
Rendement = 85% (gecombineerd
300 MW aan capaciteit (veel in haven van Antwerpen)
2
, Duurzame energie 2021 // samenvatting
Conclusie
Capaciteit aan klassieke centrales → 5000 (afgerond) → te weinig
Belgisch piekvermogen = 15000 → nog 10 000 MW ergens anders moeten gaan halen
En bovendien is klassieke productie = niet duurzaam
Foto’s
2.3 “Nucleaire” elektriciteitsproductie
Lijkt veel complexer dan het is
→ eigenlijk kunnen wij de kern van kernenergie snappen
China → land in evolutie → tegen 2025 gaan ze belangrijke technologie zelf produceren
→ kerntechnologie willen ze zelf ook → is ook al gelukt
→ andere industrieën momenteel nog niet gelukt (luchtvaart, verbrandingsmotor)
Chemie (basis)
→ om kernenergie te snappen
Elk materiaal → opsplitsen in fundamentele bouwstenen
→ Scheikunde houdt zich bezig met het opsplitsen van materialen in elementen
→ alle individuele elementen → in het PSE
Atoommodel
- In de kern:
→ protonen → positief geladen → massa = 1,67262 × 10−27
→ neutronen → geen lading → massa = 1,67493 × 10-27 kg
- rondom kern: elektronen → negatief geladen (bijna massaloos)
3
2𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡
Z = aantal protonen in kern (=aantal elektronen)(=atoomgetal/nummer)
A = aantal neutronen + protonen (atoommassagetal)
A – Z = aantal neutronen
3
, Duurzame energie 2021 // samenvatting
Basiswet → gelijke lading stoot elkaar af
Protonen in kern moeten elkaar afstoten
→ door kernkrachten → blijven toch dicht bij elkaar
→ speelt alleen op zeer kleine afstand (∆𝑥 < 104/5 )
Meer protonen hebben meer kernkracht en dus meer neutronen nodig
→ aantal neutronen kan variëren
Een te zware kern is eveneens instabiel → vervalt na verloop van tijd naar stabiele kernen
→ Verval = radioactiviteit
- 𝛼-straling → zeer krachtig → maar kan tegengehouden worden met papier
- 𝛽-straling → neutron die opslits in elektron en proton → verhoging Z
- 𝛾-straling → enkel dikke lagen beton kan tegenhouden
Halfwaardetijd
→ hoelang zal het duren voor het is uitgestraald
Hoe elektriciteit opwekken
Uraniumerts → ontginnen
- 99,3% U238
- 0,7% U235
→ we willen dat gaan splitsen → met centrifuge
U235 bekogelen met neutronen (snel)
Als we berekenen zien we dat massa verloren is gegaan → dit is heel bijzonder
Einstein heeft gezegd 𝐸 = 𝑚𝑐 .
⇒ dus als we massa verliezen
Betekend dat we uitgestraalde energie hebben verkregen
Als we bekijken hoeveel energie vrij is gekomen (kunnen we berekenen)
= 8,32 mJ voor MAAR 1 kernreactie
Het blijft niet bij 1 rectie
Bij elke reactie komen 3 neutronen vrij → deze opnieuw gaan gebruiken om andere te splitsen
Nadeel → bewegen te snel om opnieuw te gebruiken
Neutronen → vertragen → hoe? als de massa gelijk is van neutron en moderator(water)
→ dat is enkel bij zwaar water (met H2 atomen)
→ zo kunnen de neutronen opnieuw worden gebruikt
Water (heel blauw water) ook andere functie
→ gebruiken → om opgewekte energie mee te nemen
→ water moet ook soms worden vervangen (het is wel radioactief L)
Uranium 235 is niet gevaarlijk → kan opgeraken
→ nucleaire pellets → die worden samengevoegd in brandstofstaven
→ om 18 maanden vervangen
→ de laatste neutronen is kernafval (probleem)
→ om de 12 a 24 maanden onderhoud → vervangen van staven
→ moet 1/3 van brandstofstaven vervangen worden
4
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller Jaco0207. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $9.12. You're not tied to anything after your purchase.
