Essay: Optimale opwekking van energie en meest efficiënt gebruik ervan

Inleiding

Ons profielwerkstuk gaat over ‘Optimale opwekking van energie en meest effici??nt gebruik ervan’. Wij hebben voor dit onderwerp gekozen omdat we alle drie iets in de b??ta richting wilden kiezen en het heel veel met het dagelijks leven te maken heeft. Iedereen heeft vandaag de dag een koelkast, computer, tv en nog veel meer. Dit soort producten verbruiken allemaal energie en dus is het naar mijn mening belangrijk om te weten hoe je zelf energie kan opwekken en het meest effici??nt kan gebruiken.

Onze hoofdvraag is ‘Is het mogelijk om zelf energie op te wekken in je eigen huis zonder hulp van energiemaatschappijen’?. Energie opwekken is vaak lastiger dan men in eerste instantie denkt, toch verwachten wij dat het met wat inspanning mogelijk moet zijn zelf je energie op te wekken.
Onze hypothese is ‘Het is mogelijk om energie op te wekken voor je eigen huis.’ . Wij denken dat het mogelijk is, want er zijn al mensen die deels hun eigen energie opwekken, dus het is voor anderen ook haalbaar.

Wij hebben de volgende deelvragen.

DEELVRAGEN:

– Welke methodes zijn er om energie op te wekken en wat heb je ervoor nodig?
-Hoe kan je geproduceerde energie opslaan en wat heb je daarvoor nodig?
-Wat moet je doen om opgeslagen energie te kunnen gebruiken?
-Hoeveel energie kun je zelf opwekken?
-Wat denken mensen over het idee om zelf energie op te wekken?

Hierboven zijn de deelvragen genoemd. Die zullen allemaal beantwoord worden in de desbetreffende hoofdstukken. We hebben dus ook 5 hoofdstukken in ieder hoofdstuk zal getracht worden antwoord te geven op de desbetreffende deelvraag. Na de 5 hoofdstukken zal nog een product, conclusie en evaluatie volgen.

H1: Welke methodes zijn er om energie op te wekken en wat heb je ervoor nodig?
Kernenergie
In een kerncentrale ontstaat de warmte door splijting van uranium, kernsplijting, die onder druk gehouden wordt om koken te verhinderen.
De hitte doet water verdampen. De stoom die daardoor ontstaat zal naar een turbine gaan die thermische energie omzet in mechanische energie.
De mechanische energie wordt nadien via de alternator (wisselstroom generator) omgezet in elektriciteit. Bij het verlaten van de turbine condenseert de stoom door contact met de koude wanden van de condensor. De overblijvende warmte op lage temperatuur wordt door het koelwater afgevoerd naar de koeltoren. (Tertiaire kring)
De splijting gaat gepaard met een aanzienlijke warmteontwikkeling.

Klassieke thermische centrale

In een klassieke thermische centrale kan je 3 fasen onderscheiden:
Fase 1: In de stoomketel wordt chemische energie omgezet in thermische energie.
Door de verbanding van een brandstof gemengd met lucht ontstaat warmte die het water zal omzetten naar stoom.
Als brandstof wordt meestal steenkool, gas of stookolie gebruikt.
Fase 2: In de turbine wordt de thermische energie omgezet naar bewegingsenergie.
De stoom die opgewekt werd in de stoomgenerator (ketel) verplaatst zich door de buizen naar de turbine. De turbine bestaat uit schoepen die door de stoom aan het draaien gaan. De stoom koelt nadien af in de condensor en wordt nadien opnieuw verhit in de ketel (zie fase 1) Het koelwater dat in de condensor gebruikt wordt komt meestal uit een rivier.
Fase 3: In de alternator wordt de bewegingsenergie omgezet in elektrische energie. Zoals bij de fietsgenerator zal deze alternator stroom opwekken doordat hij rechtstreeks in verbinding staat met de turbine (schoepen).
Waterkracht
Water dat omlaag stroomt bevat energie, die dan weer kan omgezet worden naar een andere vorm van energie zoals elektriciteit. Bij hydro-elektrische energie (door waterkracht opgewekte energie), maakt men gebruikt van de kinetische energie van vallend water. Dit kan zowel bij een natuurlijke rivier, als uit een reservoir dat door een kunstmatig aangelegde dam wordt verkregen. Dit water wordt door kanalen geleid naar de turbines, die op hun beurt elektrische generatoren aandrijven.
De hoeveelheid elektriciteit die de generatoren produceren is afhankelijk van de afstand die het water aflegt voordat het de turbines bereikt en de hoeveelheid water.

Geothermische-energie
De aarde is binnenin gloeiend heet. Deze hitte kan naar boven komen d.m.v. geisers, vulkanen en warmwaterbronnen. Op sommige plaatsen in de wereld is aardkorst heel dun, en is de aarde op enkele 100 meter diep in de bodem al zeer warm.
Op de afbeelding hieronder zie je hoe een geothermische centrale hiervan gebruik maakt. De stoom die d.m.v. die stalen buis naar boven komt, drijft een turbine aan. Deze turbine zet op zijn beurt dan een generator aan het draaien. Op deze manier kunnen we dus elektriciteit opwekken d.m.v. aardwarmte.

Windenergie
Windenergie kan ook gebruikt worden om elektriciteit op te wekken.
De moderne windmolens worden windturbines genoemd.
Hoe werkt een windturbine?
De draaiende bladen van een windmolen doen een as (naaf) in de kop van de windturbine draaien. Om als nuttige energiebron te kunnen dienen, wordt de mechanische rotatiebeweging omgezet in elektriciteit. De rotatiesnelheid (draaisnelheid) wordt verhoogd door tandwieloverbrengingen (tandwielkast) en een drijfas die verbonden is met een dynamo of generator. De opgewekte elektriciteit wordt onmiddellijk gebruikt of opgeslagen in batterijen voor later gebruik. De wieken van de windturbine zijn ontworpen als de propellers van een vliegtuigschroef. Kleine windturbines hebben drie wieken, grote gewoonlijk twee. De wieken zijn vervaardigd uit een aluminiumlegering of uit kunststof met koolstofvezels.

Getijdencentrale
Eb en vloed, grote hoeveelheden water in de zee??n worden in beweging gebracht. Ook hiervan kan men gebruik maken om elektriciteit op te wekken. De afbeelding hieronder geeft de werking van een getijdencentrale weer.

Getijdenenergie is energie die wordt gewonnen door gebruik te maken van het verschil in waterhoogte tussen eb en vloed. Op de open oceaan is dit slechts enkele decimeters, maar door de bijzondere vorm van sommige kusten waar grote trechtervormige inhammen bestaan kan het waterhoogteverschil op zulke plaatsen tot vele meters oplopen, voldoende om bij vloed het hoge water achter een dam te vangen en dit bij laag water via turbines gekoppeld aan generatoren terug te laten lopen.
Al in de middeleeuwen bestonden er in Bretagne molens op getijdenenergie. De oudste (1966) en grootste (24 turbines van elk 10 megawatt) elektriciteitscentrale van dit type bevindt zich in de monding van de Rance bij Saint-Malo in Frankrijk.
Een probleem stelt zich, omdat de positie van de plek veranderd kan de centrale maar om de 12 uur energie leveren. In de eerste 12 uur komt water naar de kust toe en in de tweede 12 uur stroomt de water naar de andere kust toe. De corrosie van zout water drijft de kosten op. De centrales zijn ook niet zo milieuvriendelijk, omdat de levende wezens in zee gewend zijn om te leven met een normale wissel van eb en vloed, terwijl de centrale dat verstoort door op andere tijden water te lozen of op te houden.
Elektriciteitscentrale op getijdenenergie op de Rance te Saint Malo, Frankrijk

Bio-massa
Bio-energie is energie die is opgewekt uit plantaardig materiaal (biomassa). Bij biomassa kan gedacht worden aan:
-Rest- en afvalhout uit de industrie (bijvoorbeeld uit houtzagerij);
-Groente-, fruit- en tuinafval (gft);
-Gewassen die speciaal worden geteeld voor energiedoeleinden (= energieteelt), zoals wilgen(boom), populieren, hennep, miscanthus (olifantsgras);
-Slib (zuiveringsslib van waterzuiveringen, papierslib).

Er bestaan 3 methoden om elektriciteit uit biomassa op te wekken:

-Door de omzetting van biomassa in een brandbaar gas dat gebruikt wordt in een gasturbine.
De vergassing gebeurt met verschillende technieken:
– Thermochemische vergassing in een reactor bij hoge temperatuur (bv voor hout)
– Vergisting tot een gasmengsel van methaan en CO2: dit kan spontaan gebeuren in stortplaatsen(bijvoorbeeld ondergrondse grotten) of door een gecontroleerd proces in een vergistingstank (of biogasgenerator). Zo kan het slib van een rioolwaterzuiveringsinstallatie of het groente-, fruit- en tuinafval(GFT) hernieuwbare energie leveren.

Door (co)verbranding van biomassa in een ketel die een stoomturbine voedt.
Door bio-olie te winnen uit energiegewassen; deze olie kan als brandstof dienen voor een stoomketel, motor of gasturbine.

Zonne-energie

Een eerste vorm van zonne-energie, namelijk zonnewarmte, wordt vooral gebruikt om woningen, water, enz. te verwarmen. Enerzijds heb je de passieve zonnewarmte: men gaat zoveel mogelijk ramen naar het zuiden richten, om zoveel mogelijk lichtinval van de zon te hebben. Dit brengt ook warmte (achter glas) met zich mee, waardoor het huis wordt opgewarmd.
Anderzijds heb je de actieve zonnewarmte. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van een zonnecollector en ‘boiler. Er zijn verschillende soorten collectoren/boilers, maar het principe is bij allen hetzelfde: de zonnestralen vallen in op een zwart vlak (een zonnecollector), hetgeen warmte absorberend is, en geeft dan de warmte af aan een opslagvat (zonneboiler) met daarin een vloeistof. De opgewarmde vloeistof wordt dan getransporteerd om zo de warmte af te geven in een warmtewisselaar. De warmtewisselaar bevat dus twee buizensystemen: de buizen die afkomstig zijn van de zonnecollector, en de buizen van de waterleiding. De warmte die afgegeven wordt door het buizensysteem van de zonnecollector, wordt dus doorgegeven aan het andere buizensysteem, zodat er warm water uit de kraan stroomt. Eventueel wordt er in het tweede buizensysteem nog een verwarmingsketel voor de centrale verwarming geplaatst, zodat het warm water kan gegarandeerd worden, ook op minder zonnige dagen.

Een tweede vorm van zonne-energie, de zonnestroom, wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken. Deze elektriciteit wordt opgewekt door middel van zonnepanelen, die uit zonnecellen (fotovolta??sche cellen) bestaan. De meeste zonnecellen zijn opgebouwd uit de halfgeleider Silicium. Het invallende zonlicht bevat ‘lichtdeeltjes’ of fotonen. Elk foton bevat een klein deeltje energie. Het foton wordt door de zonnecel geabsorbeerd en zet een proces in gang waarbij een elektron in het materiaal (bv. Silicium) van de zonnecel wordt vrijgemaakt. Wanneer aan beide kanten van het zonnepaneel een elektriciteitsdraad wordt bevestigd en wanneer dan de kringloop gesloten wordt, zal in die kringloop een elektrische stroom lopen.
Aangezien er een gelijkstroom vloeit, moet er tussen de zonnepanelen en het elektriciteitsnetwerk in het huis nog een inverter aangebracht worden, die de gelijkstroom in wisselstroom omzet.

H2: Hoe kan geproduceerde energie opgeslagen worden en wat heb je daarvoor nodig?
Je kan energie opslaan door volgende methodes te gebruiken:
Pompencentrale
In een pompcentrale is een waterkrachtcentrale die `s nachts water pompt van een laag naar hoog gelegen spaarbekken. De kosten hiervoor worden gecompenseerd met de opgewekte energie die niet verkocht wordt. Als er `s morgens energie nodig is worden de sluizen open gezet en worden door het vallende water alternatoren (wisselstroomgenerator) aangedreven.
Zo`n voorbeeld van waterkrachtcentrale is te vinden in Duitsland.
Er bestaan idee??n om hetzelfde principe toe te passen maar dan met spaarbekken op grote diepte in de grond, waarbij het water eerst `s nachts naar een spaarbekken bovengronds wordt gepompt. Wanneer energie nodig is, wordt het water in het ondergrondse bekken gestort, waar een turbine aandrijft die zo diep mogelijk in de schacht is geplaatst.

Pompcentrale in Herdecke

Accu’s
Accu-opslag werd gebruikt in de eerste gelijkstroom-elektriciteitsnetten, en is weer aan een opmars bezig. Batterijsystemen verbonden met grote wisselrichters worden gebruikt ter regulering van distributienetwerken. Een wisselrichter is een elektronische schakeling die gelijkstroom omzet in wisselstroom. In Puerto Rico is een systeem in gebruik met een capaciteit van 20 megawatt gedurende 15 minuten ter regulering van de frequentie van de elektrische energie die geproduceerd wordt op het eiland.

De meest bekende accu die gebruikt voor energieopslag zoals wind- en zonne- energie op te vangen is Vanadium Redox-accu’s. Dit soort accu’s is relatief hoog effici??nt en heeft een lange levensduur.

vanadium redox accu
Gecomprimeerde lucht
Een andere energieopslagmethode is het gebruik van daluren elektriciteit om lucht te comprimeren, die wordt bv opgeslagen in een oude mijn of een andere geologische structuur. Wanneer de vraag naar elektriciteit hoog is, wordt de gecomprimeerde lucht verwarmd met een kleine hoeveelheid aardgas en gaat dan via expansieturbines op elektriciteit op te wekken. Bij een expansieturbine wordt hoge druk gas omgezet in mechanische energie en daarna wordt het omgezet in elektrische energie.
Energieopslag in vliegwielen
Mechanische traagheid is de basis van deze opslagmethode. Een zware roterende schijf wordt versneld door een elektromotor. Elektriciteit word opgeslagen als de kinetische energie van het wiel. Wanneer energie nodig is, fungeert de elektromotor als een omgekeerde generator die het wiel vertraagt en elektriciteit produceert. Het is belangrijk dat wrijving tot minimum wordt gehouden ter verlenging van de opslagduur. Je kan dit bereiken door het vliegwiel te plaatsen in een vacu??m.

grote vliegwielen
Waterstof
Waterstof is een belangrijke energiedrager. Waterstof kan je opslaan in vorm van gas, vloeistof of gebonden aan een andere stof of medium. Vanuit de opgeslagen vorm kan je het weer omzetten in andere energievormen zoals warmte en elektriciteit.
Waarom is waterstof geschikt?
-De verbranding van waterstof levert energie en water op en er ontstaat geen schadelijke producten zoals CO2.

-Met brandstofcellen kan waterstof met hoog rendement omgezet worden in elektriciteit.

-De automotoren van deze tijd kunnen aangepast worden zodat ze ook gebruik kunnen
maken van waterstof. Hierdoor kan je ook transportmiddelen ombouwen.
-Waterstof is te gebruiken als een wisselend energieaanbod. Bv als de wind niet waait of als er niet genoeg zon is.
– Biomassa met waterstof kan worden omgezet in andere energiedragers zoals synthetisch aardgasen synthetisch benzine.
Hoe kunnen we waterstof produceren?
-Er zijn meer dan 200 thermochemische (toepassing van de thermodynamica in de scheikunde) processen bekend om waterstofgas te produceren, deze kunnen door hitte water ontbinden in waterstofgas en zuurstofgas zonder elektrische energie.
-Door biologische productie is het mogelijk om waterstof te maken. Bv algen kunnen onder bepaalde omstandigheden waterstofgas produceren.
Een algae bioreactor voor waterstofproductie
-Er zijn wetenschappers die theorie??n hebben dat er waterstof aanwezig is in de aardkorst.
Als dat zo zou zijn kunnen ze zoals op dit moment boren naar waterstof.
Het opslaan van waterstof
Ondergrondse wateropslag is de praktijk van de opslag van waterstofgas in ondergrondse grotten, zoutkoepels en uitgeputte olie- en gasvelden.
Sinds vele jaren wordt zonder problemen grote hoeveelheden gasvorming waterstof opgeslagen in ondergrondse grotten.
De opslag van grote hoeveelheden waterstof in ondergrondse mijnen kan functioneren als energieopslag die noodzakelijk is voor de waterstofeconomie. De elektriciteit die nodig
is voor gecomprimeerde waterstofopslag op 200bar bedraag 2.1% van de energie-inhoud.
Dat is natuurlijk een heel klein percentage.
een ondergrondse grot

H3: Waarvoor kan de opgeslagen energie gebruikt worden en wat moet je doen om opgeslagen energie te kunnen gebruiken?

Om te kunnen vertellen waarvoor de opgeslagen energie gebruikt kan worden moeten wij eerst weten wat voor soort energie het is.
De meest toegankelijke energie vorm is natuurlijke elektriciteit. We stellen ons voor dat wij energie produceren uit de volgende methodes:
Zonne Energie, Wind Energie, Bewegingsenergie

Zonne Energie:
Bij de methode Zonne energie gebruiken we zon als bron. We vangen het straling op met zonnepanalen en die kunnen we vervolgens opslaan in de accu`s.

Hier zien we een voorbeeld ervan.
Zoals je kunt zien kan je gewoon de accu van je auto opladen met een zonnepaneel.
Wind Energie:
Bij de methode Wind energie gebruiken we wind als bron. Om energie te produceren uit de wind heb je een windmolen nodig. Er zijn duizenden soorten windmolens. Je moet de meest geschikte wind molen kiezen en daarvoor moet je natuurlijk weten waarvoor je het gaat gebruiken voor caravan of voor huis of voor boerderij?
Hierbij wordt wind energie omgezet in bewegingsenergie en dat wordt weer omgezet in elektrische energie. Dat kunnen we weer opslaan in een accu.
Als je een geschikte accu in je huis hebt. Kan je daaraan apparaten aansluiten. Bv fornuis, waterkoker, verlichting. Hierdoor zorg je ervoor dat je bijdraagt aan het milieu en tegelijkertijd hoef je geen geld te betalen aan de energiebedrijven.

Een windmolen met vliegtuig vleugelconstructie
Je kan ook je eigen accu opladen doordat je bv een fiets aansluit op de accu. Je zet in plaats van een kleine dynamo een grotere dynamo aan de kant van je fietsband en je zorgt ervoor dat je fiets boven de grond staat zodat er geen ongelukken voorkomen.

Op de foto zie je een meisje die zelf energie levert voor het computer spelletje. De fiets kan alle apparaten tot 300 watt doen werken.

Als een mens elektriciteit produceert kunnen we niet direct zeggen dat jouw spierkracht ervoor zorgt voor een bewegingsenergie. Daarvoor wordt chemische energie in jouw lichaam omgezet en dat zorgt ervoor dat je kan bewegen en daardoor een kracht kan uitoefenen op de fiets en daardoor wordt elektriciteit produceert.
De schema is dus: chemische energie-bewegingsenergie-elektrische energie.

H4: Hoeveel energie kan je zelf opwekken?
Energie. De meeste mensen krijgen hun energie van een energie leverancier en weten niet zo veel van energie opwekking af. Om de vraag hoeveel energie kan je zelf opwekken te beantwoorden moet je eerst wat dingen over energie weten. Energie wordt uitgedrukt met de eenheid Joule. Bij energie opwekking gebruiken we vaak ook de eenheid watt, dat wil zeggen Joule/seconde. Een grotere en vaker gebruikte eenheid is KWH dat wil zeggen Kilo joule/uur
Energie opwekken. Er zijn veel manieren om energie opwekken. Enkele voorbeelden zijn energie opwekken doormiddel van zonnepanelen, windturbines en watermolens. Energie kan je ook opwekken door bewegings energie om te zetten in elektrische energie. Het bekende voorbeeld hiervan is een trainingsfiets of loopbaan die bij gebruik de Kinetische energie omzet in elektrische energie. Dit is echter niet effici??nt je moet veel moeite doen om zeer weinig energie te produceren, we zeggen dat dit een laag rendement heeft.
Zonnepanelen
Variabelen. het aantal energie dat je kan opwekken verschilt veel. Enkele variabelen zijn locatie, tempratuur, wind en zon. Deze variabele zijn niet altijd van belang, het licht er namelijk ook aan met welke methode je energie wilt opwekken. wil je met Zonne panelen energie opwekken dan moet je nagaan hoeveel uur zon er per jaar schijnt (waar jij de Zonne panelen wilt neerzetten) en hoe hoog de gemiddelde temratuur daar is. Wil je een kleine windmolen neerzetten dan moet je natuurlijk wel nagaan of er genoeg wind waait waar je woont. Voor een watermolen heb je natuurlijk wel een stromende rivier nodig.

Energie opbrengst. ‘Zonnepanelen Met een Zonne paneel kan je onder de juiste omstandigheden heel wat energie opwekken. De juiste omstandigheden zijn zoals eerder genoemd vooral veel zon.

Hierboven is een kaart met het aantal volle Zonne uren in Nederland. Een volle Zonne uur is een uur waarin het aardoppervlak ‘?n uur lang 1Kw/Mkwadraat (vierkante meter) aan Zonne straling opneemt. Bij Zonne panelen word de eenheid watt piek of Wp gebruikt ‘?n watt piek is de opbrengst onder de ideale omstandigheden (veel zon niet te hoge tempratuur Zonne panelen naar zuiden gericht) in Nederland is dit echter niet haalbaar en word Wp met 0,85 vermenigvuldigd. ‘?n watt piek levert dan ongeveer 0.85 KWH per jaar op. een zonnepaneel van 1m2 levert aanvankelijk van de kwaliteit tussen de 100 en 200 WP per jaar op, dat is dus ongeveer tussen de 85KWH en 170KWH per jaar. Stel dat je op je dak 10 m2 vrij hebt en besluit daarop een PV-systeem te plaatsen (zonnepaneel systeem) elke zonnepaneel heeft een Wp van 100 totale Wp is 1000 (10 zonnepanelen), dat levert per jaar ongeveer 850KWH op, dat is ongeveer een derde van het energie verbruik van de gemiddelde Nederlander. Kennis in zonnepanelen groeit elke dag en zonnepanelen worden elke dag effici??nter. Vandaag de dag zijn er zelfs zonnepanelen die 240 WP per jaar kunnen produceren. Een zonnepaneel heb je meestal na 10 jaar terugbetaald en gaat daarna noch eens 15 jaar mee het is dus vooral een investering voor op de lange termijn.

Energie opbrengst. ‘windturbines Windturbines ook wel windmolens genoemd produceren energie met behulp van de wind. Windturbines zijn een groene form van energie en kent daarom een stijgend lijn in populariteit zowel bij particulieren, bedrijven en zelfs de overheid. Veel mensen kennen de grote variant van de windmolen er is echter ook een kleine versie ook wel de miniwindturbine genoemd.
Een miniwindturbine voor op het dak
De overheid had als eerste op grote schaal windmolens gebuid, vooral langs wegen en open plekken. Zij bouwden echter de grote variant omdat deze meer energie opwekt wel tot 7500000KWH per jaar.
De grote variant van de windmolen neemt veel plaats in beslag, maakt veel herrie en heeft veel onderhoud nodig. Een particulier of bedrijf kan dus alleen geen grote windmolen plaatsen. Er is echter voor hun wel de miniwindturbine deze maakt geen geluid neemt niet veel plek in en is vaak ook speciaal gebouwd voor een stedelijk gebied. Een miniwindturbine is meestal tussen de 8 en 16 meter hoog. Het is namelijk van belang dat de miniwindturbine zo’n 9 meter boven een mogelijk obstakel staat binnen een straal van 500 meter. Dit is in verband met de wind toevoer. Hoeveel energie een miniwindturbine oplevert is niet precies bekend doordat de miniwindturbine nog niet zo heel veel gebruikt word er is echter wel een algemene formule foor het berekenen van de opbrengst namelijk 200KWH/M2/jaar. hierin staat M2 niet voor vierkante meter, maar juist voor vierkante meter rotor oppervlakte. Dit wil zeggen hoe groter de rotoren hoe meer energie. Deze berekening geeft over het algemeen een goed beeld weer maar is bij sommige varianten niet even precies.
Sommigen particulieren kiezen ervoor een soort windmolen aandeel te kopen. Dat houd in dat een grote groep huishoudens samen ‘?n windmolen koopt. Ieder huishouden krijgt dan een deel van de energie opbrengst in verband met hun investering.
H5: Wat denken mensen over het idee zelf energie op te wekken?
Om te onderzoeken wat mensen over het idee zelf energie op te wekken vinden hebben we besloten een enqu??te te houden. De enqu??te is ingevuld door 25 personen en zag er als volgt uit.
Enqu??te
Hoeveel denk je dat de gemiddelde Nederlander aan energie verbruikt per jaar:

Wat weet je van het opwekken van energie:

Kan je een paar manieren noemen om energie op te wekken (zonne-energie enz.):

Denk je dat jij zelf je eigen energie zou kunnen opwekken:

Hoeveel denk je dat het kost om zelf je energie op te wekken:

Zou jij (in de toekomst) een deel/al je energie zelf willen opwekken:

Zo ja hoe zou je dit aanpakken:

Resultaten.

Resultaten en conclusie
Voor af gaand aan de enqu??te dacht ik dat de meeste mensen wel positief zouden zijn over het idee zelf je eigen energie op te wekken. Ik dacht dat de meeste mensen ook wel redelijk wat manieren zouden kunnen noemen om energie op te wekken.
Mijn gedachten gang is op enkele punten door de enqu??te bevestigt. Zo wou 17 van de 25 in de toekomst een deel of al zijn energie zelf opwekken. hierbij viel op dat verreweg de meesten van plan waren dit met zonnepanelen te doen.
Bij de vraag ‘kan je een paar manieren noemen om energie op te wekken’ hadden de meesten zonne energie genoemd. Wie zonne energie opschreef schreef meestal ook wind energie op. Hydraulische centrales oftewel waterkracht centrales waren het minst genoemd namelijk maar 4 keer. Dit was erg tegen verwachting.
Iets dat zeer opviel was dat eigenlijk niemand wist hoeveel de gemiddelde Nederlander aam energie per jaar verbruikt. Het antwoord hierop is 3500 KWH. De antwoorden lagen er meestal ver onder en vaak ook met de verkeerde eenheid.
De prijs voor het zelf opwekken van je energie was volgens degene die de enqu??te invulden meestal een stuk hoger dan de daadwerkelijke prijs. Veel mensen vulden een getal in in de buurt van de ‘20000 in. De daadwerkelijke prijs licht echter een stuk lager namelijk rond de ‘7000.
Over het algemeen kan je zeggen dat de meesten erg open waren voor het idee zelf energie op te wekken ondanks dat ze dachten dat de prijs zo hoog was. De populairste manier om energie op te wekken was met zonnepanelen. De minst bekende manier om energie op te wekken was energie opwekken doormiddel van Hydraulische centrales.

Product
Electromotor
Een elektro motor is een apparaat dat elektrische energie omzet in mechanische energie. Hoe meer elektrische energie er naar de motor gestuurd wordt, des te meer mechanische energie eruit komt. Een snellere elektromotor vraagt alleen maar meer stroom, en daarom kan hij harder gaan, maar alleen als de gevraagde stroom ook werkelijk geleverd wordt. Voor het sneller maken van een elektro auto is het dan ook op de eerste plaats nodig dat alle toevoerwegen van de stroom, inclusief de lader, optimaal is. Pas dan heeft het werkelijk zin een snellere motor te kiezen. Voor optimalisering van lader, accu en regelaar: zie de desbetreffende hoofdstukken .

De elektromotoren zoals wij die gebruiken in de huidige elektro auto’s bestaan uit een 3 polig anker waar de wikkelingen opzitten, gemonteerd in een huis met 2 vaste magneten. De polen van het anker worden afwisselend positief en negatief magnetisch gemaakt, en trekken daardoor naar een van de magneten toe of stoten er juist vanaf. Het wisselen van magneetveld komt doordat er op het anker een collector zit, waarop de twee koolborstels lopen. Op deze koolborstels staat de spanning van de accu, geregeld door de regelaar, en doordat er steeds een ander deel van de collector in contact komt met de borstels, verandert de stroomrichting door de spoelen van het anker steeds op het juiste moment om het anker te laten draaien.

Magneten en motor huis:
Een van de belangrijkste onderdelen van de motor zijn het huis en de magneten.
Hoe sterker het magneetveld van een motor is, hoe harder de polen van het anker ernaar toe getrokken zullen worden, en de motor krijgt meer trekkracht. Deze situatie moet ook weer niet overdreven worden voor een motor in een auto. Een super sterk magneetveld maakt het toeren gebied waarover de motor gebruikt kan worden erg klein, en in een auto moet je een motor hebben die vanaf stilstand tot topsnelheid, dus over een breed gebied, een goed rendement en vermogen heeft. Een auto heeft relatief veel trekkracht nodig om vanuit stilstand weg te komen, in tegenstelling tot b.v. een speedboot, waar de motor eerst op toeren komt, en pas als er voldoende toeren zijn de schroef vermogen gaat afnemen.
Nu is het zo dat een magneetveld zich nauwelijks door lucht verplaatst, maar bijna zonder verlies door metaal. Het magneetveld in een motor loopt van de ene magneet, via het huis naar de andere magneet, en dan via de polen van het anker weer terug naar de eerste magneet. Als het huis niet voldoende magneetveld kan bevatten, dan is het totale magneetveld ook minder. Een goed huis is van een speciaal materiaal gemaakt, en is van voldoende dikte om het magneetveld optimaal te maken.
Huizen waarbij de ruimte tussen de magneten dus open is gemaakt, verliezen daardoor dus een groot deel van hun efficiency. Hoewel volgens sommigen het doel van zo’n sleuf is om de koeling van de motor beter te maken, heeft zo’n motor ook meer koeling nodig omdat door het slechtere rendement de motor uit zichzelf meer opwarmt!
Verder is er nog een verschil in motor constructie: er zijn motoren waarbij de endbell met twee lipjes vastzit aan het huis. Dit zijn de z.g. “stock” of “standaard huizen”, meestal uitgevoerd met bronzen lagers. Deze motoren zijn in principe niet open te maken (in ieder geval weer moeilijk te sluiten), en de timing is vast ingesteld, en kan dus niet veranderd worden. Deze constructie is wat goedkoper als de uitvoering met kogellagers en verstelbare endbell, ook wel “modified huis” genoemd.
Koolborstels
Een koolborstel bestaat voornamelijk uit een mengsel van koper, zilver en grafiet. Hierbij zorgen het koper en zilver voor de stroomgeleiding, en het grafiet voor een smerende werking. De samenstelling van de koolborstels is heel bepalend voor het karakter van de motor. Zo zijn er borstels waarmee de motor veel sneller wordt. Dit zijn borstels met een hoog gehalte aan zilver en koper, en weinig grafiet. Het nadeel van zulke borstels is dat ze maar een zeer beperkte levensduur hebben, (tussen de 1 en de 10 acculadingen) en dat de collector dus ook vaak afgedraaid moet worden. Een ander soort borstel is gemaakt van koper met veel grafiet. deze geleiden minder goed stroom, waardoor de motor minder vermogen levert, maar door de goede smering van het grafiet gaan borstels en motor veel langer mee, en ook de collector heeft minder te lijden. De eerste borstels worden vaak door fanatieke wedstrijdrijders gebruikt, terwijl het tweede type, de z.g. long-life borstels, meer in normale motoren gebruikt worden.
Er zijn ook borstels met een verkleind oppervlak, de z.g. ‘?cut-brushes” en ook de ”hollow brushes”. Dit soort borstels laat minder stroom naar de collector en werken dus enigszins stroom-besparend. De topsnelheid blijft gelijk, is in sommige gevallen zelfs hoger, maar de acceleratie is minder. Dit type borstel wordt meestal alleen door wedstrijdrijders gebruitk en dan nog speciefiek in bijvoorbeeld 1/12 wedstrijden waar stroombesparing belangrijk is. Voor de meeste andere toepassingen worden normale ”volle” borstels aangeraden.

standaard borstelcut borstelserrated borstelhollow borstel
Standaard borstel
cut borstel
serrated borstel
hollow borstel

Datum Wie? Wat heb je gedaan? Hoelang was je bezig?
11-10-2012 Eren, Abbas, Huseyin -Brainstormen over het onderwerp.
-Plan van aanpak bespreken 4 uur
15-10-2012 Eren, Abbas, Huseyin -Het onderwerp en de hoofdvraag geformuleerd.
-Informatie gelezen voor de deelvragen en daarna deelvragen bedacht.
-Een experiment bedacht voor het opwekken van energie.
-LOGBOEK aangemaakt en alles op elo uploaden 4 uur
17-11-2012 Eren, Abbas, Huseyin -Taken verdelen
-Informatie en bronnen opzoeken over deelvragen
-Plan van aanpak bespreken 4 uur
20-11-2012 Eren Hoofdstuk 3 uitwerken 2 uur
21-11-2012 Abbas Inleiding maken 2 uur
22-11-2012 Huseyin Hoofdstuk 1 uitwerken 2 uur
30-11-2012 Eren, Abbas, Huseyin -Alles wat we hebben in elkaar zetten en uploaden op ELO
-Logboek samenstellen en uploaden op ELO 1.5 uur
06-12-2012 Abbas Enquete voorbereiden 2 uur
Huseyin Eigen taken verwerken 2 uur
Eren Eigen taken verwerken 2 uur
13-12-2012 Eren, Abbas, Huseyin Vergaderen, zaken en voortgang bespreken. 1.5 uur
20-12-2012 Eren Verder uitwerken 3 uur
Abbas Verder uitwerken 3 uur
Huseyin Verder uitwerken 3 uur
22-12-2012 Eren, Abbas, Huseyin Product bespreken 2 uur
Eren Deel van benodigdheden opzoeken en bestellen 1 uur
25-12-2012 Eren, Abbas, Huseyin Meer informatie opzoeken over de deelvragen 3 uur
28-12-2012 Eren, Abbas, Huseyin Vergaderen over product 2 uur
29-12-2012 Abbas Werken aan enqu??te 1 uur
30-12-2012 Huseyin Alles in elkaar zetten 1 uur
01-12-2012 Eren, Abbas, Huseyin Werken aan product en pws 6 uur
04-12-2012 Eren, Abbas, Huseyin Werken aan product en pws 6 uur
Januari 2013 Eren, Abbas, Huseyin Werken aan product en pws en afronding 5 uur

Evaluatie

Aan het begin van de PWS hebben wij de taken verdeeld. De takenverdeling ging goed. Wij wisten allemaal wat we gingen doen. Van te voren hebben wij de onderdelen benoemd die wij gingen onderzoeken. Als iets niet lukte, kwamen we met zijn drie??n bij elkaar en gingen we oplossingen zoeken. Dat ging heel erg goed. Wij hebben ook idee??n van andere mensen gevraagd. Daardoor kregen we meer indruk dat we onze PWS naar een hogere niveau konden optillen door te spreken met ervaren personen. Wij gingen elke week persoonlijk bij elkaar komen. We wisselden informatie af. We gaven ook kritiek aan elkaar. Daardoor konden we op een andere perspectief naar onze hoofstukken of vraagstukken kijken. De afspraken met onze PWS begeleider meneer van Scherpenzeel ging ook goed. We kregen heel erg goede tipjes van hem. Dat bracht ons weer een stuk verder.

Huseyin, Abbas en ik gingen brainstormen over onze product. Dat was een van de dingen die wij met zijn drie??n altijd gaan herinneren. Er kwam van alles aan idee??n. Wij hebben allemaal een voorstelling gedaan wat onze product kan zijn. Uiteindelijk hebben wij onze product bedacht.
Daarna gingen samen opzoek naar de onderdelen die we nodig hadden bij onze PWS.
De benodigde onderdelen hebben samen gekocht en daarna gingen we hem in elkaar zetten.
Soms vroegen we idee??n van onze vrienden en ouders over het ontwerp van onze product.
Door hun idee??n hebben we een product gemaakt. Wij vinden het idee van onze product erg uniek.

Als we nu naar onze hele PWS kijken, hebben wij geen slecht beeld erbij. Dat betekent voor ons dat wij als een groep goed aan het werk gingen en dat wij geen fouten hebben gemaakt die onze resultaten be??nvloed hebben.

Slot

Voordat wij deze slot schreven zaten we aan het tafel om een mooie slot te bedenken.
Wij wilden niet een klassieke slot erin zetten waarin stond dat het leuke en leerzame project was.
Wij wilden een slot erin zetten waarin verteld werd waarom het leuk/niet leuk of leerzaam/niet leerzaam was.

Het leukste van de PWS vinden we het maken van product. De reden hiervoor is dat je theorie met de praktijk moet combineren. Het is wel goed dat je weet dat er elektriciteit produceert wordt met water maar kan jij dat zelf ook, en juist dat hebben wij geleerd. Hoe is het in de praktijk?
We hebben geleerd dat je moet blijven proberen als je een goede product wilt maken.
Dit was leuk en leerzaam.

Wat wij ook een belangrijk onderdeel vinden is het groepswerk. We hebben geleerd hoe je als een groep een mooie en tegelijkertijd ook een goede PWS moeten leveren. Dit ervaring gaan we later zeker toepassen in onze vervolgstudie.

Wij willen aan onze PWS begeleider meneer van Scherpenzeel, ouders, vrienden en ervaren personen bedanken omdat ze moeite hebben gedaan zodat wij een goede PWS konden leveren.

Bronvermelding
H1:
http://www.angelfire.com/extreme2/carracing/elektro_motoren.htm
http://www.angelfire.com/art3/ellen/opwekken_van_elektriciteit.htm

http://nl.wikipedia.org/wiki/Getijdenenergie
H2:
Boek: Nieuwe Ge??llustreerde lekturama encyclopedie

Start

H3:
http://www.groeneenergie-info.nl/
http://nl.wikipedia.org/wiki/Hoofdpagina

Start

H4: http://www.hoe-koop-ik.nl/zonnepanelen/alles_over/basiskennis/zonnepanelen
http://nl.wikipedia.org/wiki/Zonnepaneel
http://www.solar-id.nl/bestanden/veelgestelde vragen.pdf
http://nl.wikipedia.org/wiki/Mini-windturbine

http://www.amersfoort.nl/docs/Nieuwe_structuur/_wonen_wijken/_milieu/miniwindturbine/Handleiding-Mini-Windturbines_tcm24-342233.pdf
http://www.duurzame-energiebronnen.nl/kleine-windturbines.php
H5: Enqu??te onder diversen mensen

..