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
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur Jaco0207. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €8,50. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
