Samenvatting h4 elektriciteit

4.1

energiesoorten

-elektrische energie

-chemische energie

-warmte

-geluid

-licht

-bewegingsenergie (kinetische energie): de energie die elk bewegend voorwerp heeft

-Zwaarte-energie (hoogte- of potentiële energie): de energie die elk voorwerp heeft als het zich boven of onder een voorafgesproken hoogte (nulniveau) bevindt

-Stralingsenergie: de energie in straling zoals zichtbaar licht, IR- en UV straling

Energiebron

Energie wordt geleverd door een energiebron

Energiebron: opslagplaats van energie

-beperkte voorraad (steenkool, aardgas, olie, batterij)

-duurzaam (zon, wind)

Energieomzetters

- De ene soort energie wordt omgezet in een andere soort

als zo'n omzetting in een apparaat gebeurt 'werkt' het apparaat bijvoorbeeld:

-Gasfornuis (chemische energie →warmte en licht)

-gloeilamp (elektrische energie → warmte en licht)

De wet van behoud van Energie

De totale hoeveelheid energie voor en na de energie omzetting is gelijk

Eenheid van Energie

Joule (J)

1 j = 1 w

1 kj = 1000 j

1 mj = 1000000 j

4.2

1 kwh x 3,6 = 3,6 mj

3,6 mj : 3,6 = 1 kwh

E= p x t

1 w = 1 j/s (p=e/t)

warmtemeter

warmtemeter (calorimeter)= je kunt hiermee meten hoeveel warmte nodig is voor het verwarmen van een bepaalde hoeveelheid water

een warmte meter is een goed geïsoleerd bakje, je kunt het water verwarmen met een elektrisch verwarmingselement. Omdat het goed geïsoleerd is wordt vrijwel alle warmte door het water opgenomen

Soortelijke warmte

Soortelijke warmte= De hoeveelheid warmte die nodig is om 1 gram van een stof 1℃ in temperatuur te laten stijgen

Q= C x M x ΔT

soortelijke warmte is een stofeigenschap

4.3

verbrandingswarmte

verbrandingswarmte= de energie van een chemische stof die bij de verbranding van de stof vrijkomt, vaak in de vorm van warmte

rendement

rendement= hoeveel procent nuttige energie wordt omgezet van de totale energie

rendement = hoeveelheid nuttig gebruikte energie/ totale hoeveelheid omgezette energie x 100%

   x 100%

4.4

De werking van een elektriciteitscentrale

1.  Door Branders wordt een brandstof verbrandt, daarbij komt warmte vrij die het water in de ketel verhit. Op die manier ontstaat stoom van ongeveer 500℃ bij een zeer hoge druk.

2. Tegen de schoepen van een Turbine spuit de stoom met een grote snelheid, waardoor de as van de turbine gaat ronddraaien.

3. aan de as van de turbine is een generator gekoppeld. Als de as van de Turbine gaat draaien wordt er in de generator stroom opgewekt.

4. De ´afgewerkte´ stoom wordt naar de Condensor geleid. De stoom wordt gecondeseerd. het water wordt terug naar de ketel gepompt

In de condensor wordt koelwater gebruikt om de stoom te condenseren. Koelwater komt meestal uit een rivier of meer, waar niet genoeg open water is wordt het water hergebruikt.

het koelwater wordt na gebruik afgekoeld in de koeltorens

het rendement van een elektriciteitscentrale

de meeste elektriciteitscentrales hebben een rendement van 40%, de resterende 60% wordt als afvalwarmte door het koelwater afgevoerd. In sommige steden wordt die afvalwarmte gebruikt voor stadsverwarming, het hete koelwater wordt dan in grote pijpen naar een woonwijk getransporteerd, daar wordt het dan in de radiatoren van de woonhuizen gepompt.

Sommige fabrieken wekken hun eigen elektriciteit op en gebruiken de afvalwarmte om er iets mee te verwarmen. Bijv een suikerfabriek, het afvalwarmte wordt gebruikt voor het koken van een suikeroplossing, zo´n fabriek maakt dan gebruik van warmtekrachtkoppeling

Door stadsverwarming en warmtekrachtkoppeling kan het (totale) rendement van een centrale 2 keer zo hoog komen te liggen

Brandstoffen voor centrales

In Nederland worden allerlei energiebronnen gebruikt voor het opwekken van elektriciteit, de belangrijkste op dit moment zijn fossiel brandstoffen (olie, aardgas, kolen) ze zijn aantrekkelijk door hun grote energiedichtheid.

Energiedichtheid= de hoeveelheid energie die een energiedrager per kg kan leveren

Kernbrandstoffen

In sommige kerncentrales wordt uranium gebruikt, bij kernreacties in het uranium onstaat warmte die wordt gebruikt om stoom te maken. Het materiaal die na gebruik overblijft, kernafval, is erg radioactief

Radioactief: het zendt straling uit die gevaarlijk is voor organismen

radioactief afval moet zeer lang en op een veilige wijze worden opgeslagen om te voorkomen dar het in ons leefmilieu terechtkomt

Duurzame energiebronnen

Duurzaam: het raakt niet op

*Wind

In een windmolen wordt de bewegingsenergie van lucht gebruikt om een generator te laten draaien

*waterkracht

In een waterkrachtcentrale wordt de zwaarte-energie van water gebruikt, door het van een hogere naar een lagere plek te laten gaan brengt het waterturbines in beweging, die drijven de generatoren van de centrale aan.

het opgewekte vermogen hangt af van het verval en het debiet

Verval: het hoogteverschil van het water voor en na de centrale

Debiet: de hoeveelheid water die per seconde door de centrale stroomt

*Zonlicht

De meest gebruikte zonnecel bestaat uit 2 lagen silicium, het zonlicht dat op het paneel valt wordt door de cellen (voor een deel) omgezet in elektrische energie doordat er elektronen van de ene laag naar de andere laag gaan. Hierdoor onstaat er een spanning tussen de boven en de onderkant en kan de zonnecel net als een batterij elektrische energie leveren.

Dit proces heet Fotovoltaïsche omzetting