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
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
√ Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper Jaco0207. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €8,50. Je zit daarna nergens aan vast.
