Energie

Inleiding In dit verslag staat: Alle samenvattingen van de paragrafen 1t/m5 van hoofdstuk 5.(nova vmbo 3e klas) Ook zijn alle opdrachten en proefjes er compleet van uitgewerkt. Verder hebben we nog wat extra informatie van internet gehaald en in het verslag verwerkt. In dit hoofdstuk gaat het erom hoe er met energie word omgegaan. Hoe het wordt opgewekt maar ook wat er wel en niet goed aan is. De gevolgen en problemen wat je tegen kunt komen. Ook staat er in hoe je de problemen kan oplossen. § 1. Energie omzetten. Fossiele brandstoffen: aardgas, steenkool, aardolie. Zo werkt een gasgestookte centrale: 1) Met grote branders wordt aardgas verbrand, met vrijkomende warmte wordt water verhit, er ontstaan hoge temperaturen en druk. 2) De stoom spuit tegen schoepen van een stoomturbine. Schoepen rondraaien. 3) Aan turbine zit generator, als de as van turbine draait, draait de as van generator ook, in de generator wordt elektrische energie opgewekt. 4) De elektrische energie wordt geleverd aan huizen en bedrijven. Condensor koelwater gebruikt om een stoom te laten condenseren. Afvalwarmte= warmte waar je geen elektrische energie uit kan halen

Energie - stoom diagram: links gaat energiesoort in, rechts energie soorten uit. Energie meten Joule (J) In praktijk vaak kilojoule (KJ) of megajoule (MJ) gebruikt
Elektrische energie meten formule: E = p. t T= tijd in seconden P= KW E= energie § 2. Energie bronnen. Energie bronnen die in Nederland worden gebruikt: · Fossiele brandstoffen · Uranium · Wind · Waterkracht · Zonlicht
In Nederland is veel aardgas maar er is geen aardolie of steenkool meer. In kerncentrales gebruikt men kernenergie, kernenergie komt uit uranium. Kernsplijting à uranium verandert in andere stoffen. Een kerncentrale werkt hetzelfde als een gewone centrale: · De stroom brengt turbines in beweging · De turbines drijven de generatoren aan · Generatoren wekken elektrische energie op
Kernafval à gevaarlijke overgebleven stoffen uit uranium. Windturbines drijven generator aan, zo word de bewegingsenergie omgezet in elektrische energie. Een waterkrachtcentrale zet zwaarte-energie om in elektrische energie. Zonnecellen zetten stralingsenergie om in elektrische energie à zonne-energie. § 3. Energiebronnen: voors en tegens. Je moet letten op: 1 Hoeveel kost energie? 2 Kan de energie opraken? (zoals brandstoffen) 3 Is de energiebron altijd of af en toe bruikbaar? (wind alleen waaien) 4 Wat zijn gevolgen voor milieu? (schadelijke stoffen) Koolstofdioxide zuurstof + stikstof zitten in de atmosfeer. Koolstofdioxide zorgt voor broeikaseffect. Zonder broeikaseffect, geen leven op aarde. Broeikaseffect: Atmosfeer is doorzichtig – zon kan aarde bereiken, aardoppervlak verwarmen. Atmosfeer houdt warmte vast, onderste deel van atmosfeer warmt op. Zeeniveau lucht warmer dan 10km hoogte
Koolstofdioxide laatste 2 à 300 jaar 1½ keer gestegen door verbranding. Broeikaseffect versterkt, aarde wordt warmer. Dat heeft gevolgen daarom fossiele brandstoffen beperken. Bij verbranding ontstaan zwaveldioxiden (SO2) & stikstofoxiden (NO2. Die veroorzaken zure regen. Stikstofoxiden veroorzaken smog. Zwaveldioxide kan uit afvalgassen gehaald worden, dat kost energie

Kernafval: heel gevaarlijk (uitzenden schadelijke straling. Kernafval moet goed beveiligd worden. Windturbines + waterkrachtversterkers produceren geen afvalstoffen maar wel horizonvervuiling § 4. Rendement. Zuinig elektrische energie: Ø Bespaart geld Ø Aardgas, steenkool minder snel op Ø Milieu problemen minder
P(vermogen) kleiner door energie zuinige apparaten. T(tijd) kleiner maken door apparaten uit te zetten
Gloeilamp 5% elektrische energie licht 95% warmte
Je zegt: de gloeilamp heeft een rendement van 5% Rendement berekenen: Rendement= Nuttig gebruikte energie: totale energie X 100% N= Enut: EtotX100% N= Enut: EtotX100% Voorbeeld: Een spaarlamp van 2oW zet elke seconde 20 J elektrische energie om in 15 J warmte en 5J licht. N= Enut: EtotX100% = 5J:20JX100%=25% Chemische energie in aardgas cv ketel warmte § 5. isolatie. · Geleiding: warmte gaat door muren en ramen heen. · Stroming: stromende lucht neemt warmte mee naar buiten. · Straling: warme muren en ruiten stralen warmte uit
C.V. ketelà branden à temperatuur in huis goed
Warmte verlies tegen gaan: Isoleren: muren, daken, vloeren. Baksteen: goede warmte geleider. Hoeveel warmte er per seconde naar buiten gaat hangt af van: · De temperatuur verschil tussen binnen en buiten. · Het materiaal van de muur. · De dikte van de muur. Isolatie materiaal: vol met kleine gaatjes om warmte verlies tegen te gaan. Lucht geleidt warmte slechter dan andere vaste stoffen. Spouw: luchtlaag tussen dubbele muren voorkomt dat de binnen muur vochtig word. Dubbel glas isoleert 2x zo goed omdat daar lucht tussen zit. §1. energie omzetten. 1. a. In de grote branders

B. In de stoomturbine
C. In de generator
d. In de condensor
2. Het wordt door het koelwater gedaan en dat wordt rechtstreeks op een rivier geloosd
3. a. Joule énergie
b. KWh Joule
c. Watt, seconden
4. a. Stroomafwaarts. b. Stroomopwaarts komt het rivierwater in de centrale na
gebruik als koelwater is het enkele graden warmer geworden
stroom afwaarts word het afgevoerd. c. Dan zouden er geen vissen en andere waterbeestjes in kunnen leven. d. Het laten afkoelen in een koeltoren. 5. a. 35 MJ = 35% b. 45 MJ = 45% c. 20 MJ = 20% 6. Dat is veel beter voor het milieu. 7. 500MW = 500 miljoen Watt = 500000000W 500000000W: 100W= 5000000 stuks = 5 miljoen lampen
8. a. E= p.t= 40x 1800= 72000J= 72KJ

b. E= p.t= 100x 3600= 36000J= 360 KJ
c. E= p.t= 300x 300= 90000J = 90 KJ
d. E= p.t= 600x 900= 540000J= 540 KJ
9. a. eiwit, vet, koolhydraten
b. 1500KJ
c. 1) om te kunnen sporten
2) om te denken §2. Energie bronnen. 11. Energie bron Geleverde energie Benodigde energie-omzetter
Fossiele brandstoffen Chemische energie ‘gewone’ centrale
Uranium Kernenergie Kerncentrale
Bewegingsenergie Elektrische energie Windturbines
Waterkracht Elektrische energie Waterkracht centrale
Zon Stralingsenergie Zonnecellen
In het werkboek stonden waterkracht en zon door elkaar heen. 12. a) turbines
stroomturbines
b) windturbines

c) waterkrachtturbines
13. a) kernsplijting
b) Die wordt gebruikt om water te verhitten. Water wordt verwarmd, veranderd in stroom, gaat door een stroomturbine, deze turbine laat een elektrische generator draaien, zo word elektrische energie opgewekt. 14. Energiebron: Water
Energiesoort: Elektrische energie Zwaarte energie
Energiebron: Wind
Energiesoort: Elektrische energie Bewegingsenergie
15. a) 1kW = 1000W dus 100kW = 100000W
100000W : 100W = 1000 lampen
b) 1. het water stroomt niet overal even snel
2. er is een klein hoogte verschil
16. Daar is veel wind
17. a) Daar is veel zon. Er is voldoende ruimte. b) Als je er komt is het er warm. Het personeel moet een lange reis maken. c) Hete stroom onder druk door een stroomturbine laten gaan, deze turbine gaat daardoor draaien en de aangesloten generator ook. d) Het is in Nederland en Zweden niet warm en er is weinig zon. Er is te weinig ruimte voor. 18. a) Als ergens geen stroom kan komen kun je een accu gebruiken. Overdag laden de zonnepanelen de accu’s op, de elektriciteit wordt opgeslagen voor de verlichting van de avonduren. b) De kosten van de installatie en de zonnepanelen zijn erg hoog. Accu’ en zonnepanelen zijn erg duur. c) Kilometerslange leidingen zijn kostbaar, ook aanleg en kosten zijn hoog. §3. Energie bronnen voors en tegens 20. a. Koolstofdioxide

b.Stikstofoxide
c. Zwaveldioxide en stikstofoxide
21. Omdat de schadelijke straling uitzendt
22. 1. Windenergie
2. Zonne-energie
3. Waterkrachtenergie
23. Energiebron Moet de bron geïmporteerd worden? Kan de bron in de toekomst uitgeput raken? Is de bron op elk moment beschikbaar? Steenkool -ja Ja Ja nee
Aardgas -nee Ja Ja
Uranium -ja Ja Janee
Wind Nee Nee Nee
Waterkracht Neeja Nee Neeja
Zonlicht Nee Nee Nee
24. a. Ethanol
b. De prijs was 30% gestegen, dus te duur goedkoper
c. alcohol
d. verwarmen
25. a. In 1800: 0.282 In 1850: 0,292 In 1900: 0,306 In 1950: 0,328 In 2000: 0,360
b. De verbranding van brandstoffen
c. 0,390
d. Gokje de lijn doortrekken en beide assen ook verlengen
26. a Plantaardige brandstoffen die speciaal geteeld worden
b. Elektriciteit

c. 1. De planten nemen CO2 op uit de luchtduurzaam 2. Er komt bij de verbranding geen extra CO2 vrij
d. Er wordt vaak plantenafval op het land gegooid en dat kan dan niet meer, want dat moet je inleveren voor elektriciteit. De kost tijd voor bomen en planten om te groeien
27. a. Kerncentrales en waterkrachtcentrales
b. Er wordt weinig CO2 geproduceerd
Ze produceren geen stikstof en geen zwaveldioxide dus je hebt geen last van smog en zure regen
c. Aantasting van de ozonlaaggevaar van straling
d. dan komen ze minder goed uit de test
e. nee, kerncentrales moeten apart genoemd worden omdat ze schadelijk zijn voor de ozonlaag en waterkrachtcentrales niet
f. frankrijk heeft bergen met daar op rivieren dus sneller water Nederland heeft geen bergen dus loopt het water langzamer en niet snel genoeg om er veel energie uit te halen
28. a. op grote schaal wind energie benutten
b. Dat komt door het warmer worden van het klimaat en dus smelt de sneeuw en wordt het dal gevuld weer een waterkrachtcentrale erbij bouwen
c. Door zure regen alle centrales op steenkool laten werken d. de voorraden van het eigenland gaan op dus gaan ze in een ander land verder. Veel kerncentrales bouwen

29. a. Voordeel: goedkopere energie en niet schadelijk. Nadeel: de zon schijnt niet altijd
b. Voordeel: Je hoeft ze niet weg te gooien en je hoeft geen nieuwe te kopen. Nadeel: duur in aanschaf
c. Voordeel: mensen verdienen geld omdat ze nieuwe batterijen verkopen Nadeel: er zit cadmium in en dat is schadelijk §4. rendement. 32. a. rendement b. nuttig gebruikte energie c. totale omgezette energie
33. a. 5% b. 25% 34. Met de overige gassen mee naar buiten. 35. a. Galium-arsen en gallium-antimoon De stralingsenergie van het zonlicht word omgezet in elektrische energie. B. c. zo heb je meer natuurlijke energie. Dan kan deze “schone” manier van energie opwekken beter concurreren met de bestaande verwekkende manier. 36. a. 29.5 % b. 6k:8.2kX100=73.1% c. N=Enut: EtotX100%= 12:20X100=60% 37. a. 37:4X3=24 b.32X0.9=28.8
38. a. 80% N=Enut: EtotX100%=1.25:5X100%=25 b. geeft meer licht. Bespaart geld en energie
39. a. 21, 35, 40.5 b. meer
40. a. bij de 240m groen het andere rood b. 480:600X100=80% c. winter want dan wordt het meest gestookt
d. dat is voor de hele stad. De warmte is er al anders moest er in de huizen zelf gestookt worden §5. Isolatie. 42. De warmte gaat mee naar buiten
43. a. Dubbelglas (voorzetramen, gordijnen, vensterbank) b. Dubbele muren met daartussen isolatie materiaal. c. Isolatie materiaal tegen het dak aan. 44. a. Stro, wol, vacht, veertjes b. Houd warmte vast
c. Vetlaag

45. a. Warmte vasthouden. Het heeft weinig gewicht, de
muren, het dak worden er niet warmer door. b. Het is dik met gaten. c. Het is goedkoop. 46. a. Warmte
b. Enkelglas
c. Door de cv-ketel
47. a. Zon b. Zuid
c. Noord d. Stroomt de warmte niet naar buiten. Er komt een laag lucht tussen het gordijn en het glas, deze isoleert. 48. a. 1. lastig erin te zetten. Erg duur
2. Heel zwaar 3. Kozijnen te dun. Krimpen bij koude en uitzetten bij zon levert misschien problemen op. b. 25 mm
c. anders beslaan je ramen
49. a. 63 x 60 = 3780
63 x 30 = 1890
3780 - 1890 = 1890
b. 81 m² x 81m³ = 1458m³ 81 x 8 = 648 1458 – 648 = 810
c. 52M² x 30 = 1560 52 x 6 = 312 1560- 312 = 1248
50. a. Anders word het te benauwd. Dan gaat het tochten. Word onbehaaglijk in huis. b. 1. Ze kunnen daar dan ventilatie roosters in doen. Energie besparing. 2. Het tocht. Groter comfort. c. binnenkomende lucht wordt dan verwarmd, er wordt dan
meer lucht gebruikt. De binnenkomende lucht hoeft niet

helemaal opgewarmd worden. Je hebt nodig: Doel van de proef: opstelling met een kWh-meter bij deze proef ga je het
3 elektrische apparaten energieverbruik van verschillende
horloge apparaten meten
Wat hebben we gedaan? We hebben een proef gedaan waar je het energieverbruik van verschillende elektrische apparaten gaat meten. Hoe hebben we dat gedaan? We hebben een opstelling met een kWh- meter gepakt en 3 elektrische apparaten, deze waren een oude waterkoker, een nieuwe waterkoker en lampjes. We deden de stekker van de kWh-meter in het stopcontact. Dan deden we in de oude waterkoker water (ongeveer de helft van de waterkoker), die zetten we in het stopcontact van de kWh-meter en gingen kijken hoeveel omwentelingen er in 60 seconden waren. Zo deden we dat ook met de nieuwe waterkoker. Bij de lampjes moesten we de stekker ook in de kWh-meter doen en de schakelaars allebei aan doen zodat ze gingen branden en hier moesten we ook de omwentelingen tellen. Wat was het resultaat daarbij? Het resultaat was dat de nieuwe waterkoker meer energie verbruikt dan de lampjes en de oude waterkoker. De resultaten: Apparaat: aantal omwentelingen: energieverbruik (kJ): Oude waterkoker 16 96 kJ
Nieuwe waterkoker 18 108
Lampjes 1,5 9
Je hebt nodig: Doel van de proef: Dompelaar je onderzoekt hoeveel KJ elektrische
Bekerglas energie je nodig hebt om een kop
Thermometer koffie te maken. Koffiebekertje Stopwatch We hebben met het koffiebekertje het bekerglas gevuld. Toen hebben we met de thermometer de temperatuur van het water gemeten. De temperatuur was 21 °C. Toen moesten we het water met een dompelaar verwarmt. Dat duurde 7 minuten en 27 seconden. Het water is dus 100-21=79°C gestegen. Het vermogen van de dompelaar is 800 Watt. De berekening voor hoeveel energie de dompelaar heeft verbruikt is: E = P · t = 800 x 447= 35600J. 35600J = 358 KJ. Als je thuis water verwarmt duurt dat langer, omdat je dan meer water verwarmt, in de proef heb je maar 2 koffiebekertjes verwarmd. Je hebt nodig: Doel van de proef: Een standaard hoe groot is het rendement, als
Waxinelichtje je water verwarmt met een

Maatcilinder waxinelichtje. Thermometer Elektronische weegschaal Lucifers Bekerglas Wat hebben we gedaan: We hebben daarna eerst de standaard klaargezet met het bekerglas er vast in en het waxinelichtje eronder. We hebben toen de beginmassa bepaald van het waxinelichtje dat was 13.32 gram. Daarna hebben we 50ml water in het bekerglas gedaan en de temp. Gemeten dat was 21° graden. We hebben het waxinelichtje aangestoken en gewacht tot de temperatuur is gestegen naar 31° graden. Toen we die temperatuur bereikt hadden hebben we het lichtje uitgeblazen en de eindmassa bepaald: dat was 13.20 gram
We hebben berekend hoeveel warmte het waxinelichtje gaf bij deze proef: Dat was 40:100X12=4.8KJ
Daarna hebben we het rendement uitgerekend: Enut = 2.1
Etot = 40
N = Enut: EtotX100%=2.1:40X100%=5.25% Toen we het rendement met anderen vergleken kwamen we tot de conclusie dat zij een heel ander rendement had namelijk 7.6%. Waardoor dat kwam weten we niet. Je hebt nodig: doel van de proef: Plastic bekertje we gaan onderzoeken wat de beste
Bekerglas manier is om warmteverlies tegen te Heet water gaan. Thermometer
Horloge
Isolatiemateriaal
Aluminiumfolie
Deksel Één iemand moet iedere minuut de temperatuur aflezen Één iemand moet iedere minuut opschrijven wat de temperatuur was. De manieren die hieronder staan hebben we toegepast. Ongeïsoleerd, met deksel, met alu-, met isolatiemateriaal miniumfolie + deksel. Je begint als de temperatuur is gedaald tot 80°C
Manier 1: manier 2: manier 3: manier 4: 0 80°C 0 80°C 0 80°C 0 80°C

1 75°C 1 75°C 1 77°C 1 78°C
2 73°C 2 72°C 2 74°C 2 76°C
3 69°C 3 70°C 3 72°C 3 74°C
4 66°C 4 68°C 4 70°C 4 72°C
5 64°C 5 66°C 5 68°C 5 71°C
6 62°C 6 64°C 6 66°C 6 70°C
7 60°C 7 63°C 7 64°C 7 69°C
De beste manier om warmte tegen te gaan is dus isolatiemateriaal om het bekertje aanbrengen. Het maakt dus wel veel uit welk isolatiemateriaal je gebruikt. Deze extra informatie hoort bij §1 De meest gebruikte krachtbron in de elektriciteitscentrale is nog steeds stoom. Het water wordt verwarmd door het verbranden van bijvoorbeeld aardolie. Het water wordt stoom en wordt onder hoge druk door een turbine geperst. De turbine gaat draaien en brengt op deze manier een dynamo op gang die dan de elektriciteit gaat produceren. Om te voorkomen dat er veel energie verlies optreedt wordt de energie onder hoge spanning verstuurd. In de hoogspanningskabels hoeft de stroomsterkte niet al te groot te zijn om toch veel energie te verplaatsen. Hierdoor is er weinig warmte verlies. Om het stroomgebruik wel veilig te laten zijn, wordt de spanning bij de woonwijken weer omlaag gebracht tot 230 Volt. Deze extra informatie hoort bij §2
Groene energie

Er wordt al sinds vele jaren onderzoek gedaan naar alternatieven voor de fossiele brandstoffen die we nu gebruiken. Deze brandstoffen worden zoveel gebruikt, dat ze binnen korte tijd zullen opraken. De laatste schattingen zijn dat binnen 50 jaar alle nu gebruikte bronnen op zullen zijn. Waterkracht
Energie halen uit water is een methode die al zo'n 30 000 jaar geleden ontstond. Eerst met hele simpele dingen, maar later met watermolens voor het vermalen van graan, ook in de kleinere industrie werd het steeds meer gebruikt. Nu gebruiken we het nog steeds volgens zo. Een stromende of vallende waterkracht, wordt met behulp van een schroef omgezet in een draaiende beweging. Die draaiende beweging draait weer een generator aan, die elektriciteit opwekt. Die generator kan vergelijken met een hele grote fietsdynamo. Hoeveel een waterkrachtcentrale opwekt ligt aan de hoeveelheid en de kracht van het water. Het water zal altijd blijven stromen en is dus onuitputtelijk en duurzaam. Windenergie
Ook de windenergie is ook al zo'n 30 000 jaar geleden ontstaan. Een hele simpele vorm daarvan is bijvoorbeeld een zeilboot. Maar de eerste windmolens ontstonden al zo'n 2000 jaar geleden in Perzië. In de 12 eeuw verspreidde de windmolen zich verder over de wereld. De windmolens hebben veel verschillende taken gehad, van wegpompen van het water bij inpolderingprocessen tot het malen van graan. Men is nu al erg ver met het gebruiken van windmolens voor de opwekking van elektriciteit. De opwekking via windmolens is nu al bijna net zo goedkoop als fossiele brandstoffen. In Nederland is men al druk bezig met hele windmolenparken in zee. Dit systeem kun je weer vergelijken met een grote dynamo. De roterende beweging wordt doormiddel van een generator omgezet in elektriciteit. Zonne-energie
Zonne-energie is nog niet zo oud als de vorige twee. Het is een best ingewikkeld systeem, ze noemen de fotovoltaïsche omzetting of de omzetting van licht naar elektriciteit. De meeste zonnecellen zijn gemaakt van silicium. De zonnecel bestaat uit twee lagen, een positieve en een negatieve laag. Door licht, wordt er een brug gemaakt tussen beide lagen, waardoor er een stroom gaat lopen tussen de twee lagen. Het gebruik van zonne-energie staat nog in de kinderschoenen, en is te duur voor de grote energie bedrijven om tot een grootschalige productie te komen. Deze extra informatie hoort bij §3
Op dit plaatje kun je goed zien hoe de smok zich heeft verspreid over de stad. Op dit plaatje kun je goed zien hoe een kernreactor er uitziet van de buitenkant. Deze extra informatie hoort bij §3
Deze extra informatie hoort bij §5
Dit is een goed voorbeeld van een spouw, hier kun je zien hoe dat nou in elkaar zit. gewoon glas en dubbel glas
Geïsoleerd niet geïsoleerd
Je kunt hier duidelijk zien die bij het geïsoleerde huis minder warmte verloren gaat. Lianne: Ik vond het wel een leuk onderwerp. Het was leuk om te doen maar we hadden een hele korte tijd om het te doen. Els: Het was een leuk onderwerp en het was leuk om te doen. Ik vond wel dat het veel werk was. Cindy: Ik vond het heel leuk om te doen en gezellig met zijn allen. Alleen vond ik wel dat we er heel weinig tijd voor hadden. Gerina: Ik vond het leuk, goed samengewerkt, maar we hadden wat te weinig tijd.