Elektriciteit

1. De geschiedenis van de elektriciteit De allereerste energiebron was natuurlijk de mens zelf. Met haar spierkracht hebben mensen onder ander het land bewerkt. Er waren natuurlijk wel paarden die het werk konden doen maar, die konden alleen de rijke mensen zich veroorloven. De kleine boer moest zelf met zijn knechten groenten verbouwen. Het vuur is ook een zeer belangrijke energiebron geweest en dat is het nu nog steeds. Toen de eerste prehistorische mensen rond 500.000 jaar voor Christus gecontroleerd vuur maakten gebruikten ze dat vooral voor het verwarmen van hun boerderijen en natuurlijk voor het verwarmen van hen eten. Nederland was in die tijd, 10.000 jaar voor Christus, een gebied met moerassen en vooral veel bos. De mensen handen onderhand geleerd hoe men eten moest verbouwen maar men moest ruimte vrij maken voor de landbouw. Door middel van vuur staken de mensen stukken bos in de brand. Zo maakte men ruimte vrij en het roet, as en de verkoolde takken zorgden voor een vruchtbaar laagje grond. Rond honderd jaar voor Christus kwamen de Romeinen in ons land. Althans tot aan de Rijn. De Romeinen hielden graag van luxe. Ze hadden bijvoorbeeld vloerverwarming. Onder de vloer van hun huis hadden de Romeinen een soort kruipruimte. Een klein stuk van die ruimte verbreedden ze en daar staken ze een vuurtje op. De warme lucht steeg gedeeltelijk op in de woonkamer, maar vond zijn uitweg ook onder de vloer waardoor de vloer verwarmd werd. De Romeinen vonden driehonderd jaar voor Christus de centrale verwarming uit. Door stalen buizen in woningen te plaatsen en daar water doorheen laten stromen. En dan het op een punt verwarmen van het water door middel van vuur werd het water warm en stoot het zijn warmte af overal waar de buizen voor het water zijn gemonteerd. In het jaar honderd ontdekten de Romeinen de kracht van een rivier. Door een schoepenrad, een wiel met bladen, in het stromende water te zetten. Draaide het schoepenrad mee in het water. De as van het schoepenrad dreef een molensteen die het graan vermaalde. De eerste windmolens verschenen omstreeks het jaar 600 in Perzië, omdat men veel handel dreef met het midden-oosten kwamen ze langzamerhand naar Europa. De eerste molens werden gebruikt om graan mee te malen, olie uit planten te persen en om water op te pompen. Men leerde in die tijd ook hoe men een draaiende beweging moest omzetten in een heen en weer gaan de beweging. Aan het eind van de middelleeuwen ontdekte men een nieuwe brandstof van de delfstof veen. Veen is een grondsoort die bestaat uit plantenresten.Er zijn twee soorten veen, namelijk hoogveen en laagveen. Laagveen ontstaat als planten (resten) onder water komen kunnen ze niet vergaan, omdat ze afgesloten zijn van zuurstof. Je krijgt een dik pakket van planten en op dat pakket groeien weer nieuwe planten en zo gaat dat voort. Laagveen ontstaat altijd eerst. Als veenlagen zo gigantisch dik zijn geworden kunnen planten met hun wortels niet meer bij het grondwater. Dan kunnen er alleen maar planten leven die leven van regenwater, zoals veenmos. Zo kunnen hoogveengebieden boven al het andere landschap uitsteken. De turfstekers groeven stukken veen af. Men ging dan het veen drogen. Als veen gedroogd is noem je dat turf. Turf kon je gebruiken om je huis mee te verwarmen. Ook kon je er goed opkoken omdat het eigenlijk op elkaar geplakte plantenresten waren wou het prima brandden. Monniken ontdekten in de middelleeuwen steenkool. Ze zagen dat het goed brandde dus werden sommige huishoudens voorzien van steenkool. Steenkool had nu nog geen grote rol, omdat het ook duur was. Steenkool zou belangrijker worden met de introductie van de stoomlocomotief. We zijn aangekomen bij de industriële revolutie. James Watt James Watt werd op 19 januari 1736 geboren in Greenock dat licht in Schotland. Zijn vader was timmerman. James was zwak en mager in zijn kinderjaren. Op de ene dag was James vrolijk en opgewekt op de andere had hij migraine. James was erg slim maar door zijn kwalen ging hij niet naar school. Zijn vader leerde hem het nodige. Toen jij op elfjarige leeftijd naar school ging was hij totaal niet voorbereid aan de pesterijen en vechtpartijen die heersten op school. Op dertienjarige leeftijd ging hij dan ook naar een andere school. Op de middelbare

van Greenock kreeg hij weer zelfvertrouwen. Hij werd als snel een goede wiskundige. Hij wilde graag wetenschappelijke instrumenten ontwerpen. In Greenock kon hij die studie niet krijgen dus hij moest Glasgow, de universiteitsstad. Maar in Glasgow kon men aan James niet de opleiding geven die hij nodig had.Robert Dick, een geleerde was onder de indruk van James. Hij zij dat hij zijn tijd verspilde en naar London moest gaan. Eenmaal in London aangekomen kon niemand hem werk geven. Volgens een speciaal verbond kon niemand hem wek geven. Morgan trok zich daar niks van aan en nam James in dienst. Hij studeerde even later af in London. In 1756 kreeg hij reuma en migraine door oververmoeidheid. Hij besloot terug te gaan naar Glasgow waar hij hoopte werk te vinden. James was niet afkomstig uit Glasgow en had er ook niet als leerling gewerkt dus kreeg hij geen werk. Zijn vrienden van universiteit van Glasgow besloten hem te helpen door een winkel te openen op de grond van de universiteit. Daar hadden de vaklui van Glasgow niks te zeggen. Ondertussen was Dr. Dick, zijn meester van de universiteit van Glasgow overleden. Hij werd opgevolgd door Anderson die ook ontzettend onder de indruk van hem was. James kreeg regelmatig opdrachten van hem. Die hij maar al te graag wilde oplossen. Het laatste probleem die hij van Anderson kreeg was de pomp van Newcomen. James had er al van gehoord. De ontwikkeling van de stoommachine. In het jaar 1712 bouwde Newcomen een stoommachine voor het oppompen van water in Mijnen. Jarenlang moesten kinderen met emmertjes water weghalen. Dankzij de nieuwe pomp was men niet meer afhankelijk van uitgeputte kinderen. Het hart van de stoommachine is de cilinder. Hoewel de cilinder bovenaan open was, zat er een bewegend deksel in. Die zuiger was een ronde plaat die precies in de cilinder paste en op en neer kon schuiven. De zuiger was verbonden met een stang die leidde naar een balans. Die balans ging in de lucht op en neer. Onder in de ketel werd steenkool gelegd en aan gestoken. De ketel werd gevuld met water en door het vuur verdampt. Wanneer de zuiger onder in de cilinder zat werd het door stoom opgetild. Nu zit de zuiger boven in de cilinder en dan? Newcomen gebruikte hier het zogenoemde vacuüm procédé. Een vacuüm is een luchtledige toestand. Oftewel je creëerde een mini heelal in de cilinder. Newcomen spoot koud water in de cilinder. Dan condenseerde de stoom en creëerde zo een vacuüm. Op dit moment was er niks meer in de cilinder. Nu kon de lucht die zich rond de cilinder bevond druk uitoefenen. Dat deed het dan ook en de aarde trok als het ware de cilinder naar beneden. Dan werd er in het onderste gedeelte weer stoom ingeblazen waardoor het balans weer omhoog ging en dat ging zo maar door totdat er onvoldoende brandstof was. In ieder geval kreeg James de machine van Newcomen, omdat het met problemen kampte. Hij bestudeerde de balansboom, de pompstang en de stoomketel. Nadat hij had ontdekt wat de problemen waren ging James hem maken en verbeteren, want dat kon hij gewoon laten. Toen het winter werd was de stoommachine gerepareerd en verbeterd en klaar om te testen. Hij stak het vuur aan en de zuiger begon op en neer te gaan. Het werkte prima en machine pruttelde vrolijk. En toen hield het pruttelen op. James snapte er niks van hij had hem zo mooi verbeterd het kon niet aan hem liggen. Hij boog zich weer over het model en begon te experimenteren. Hij kwam er achter dat het model gigantisch veel stoom verbruikt. Het kleine keteltje kon het gewoon niet aan. James vroeg zich af waarom het zoveel brandstof verbruikte. Het schaalmodel maar ook de grote stoommachine verbruikte enorm veel warmte en warmte is energie. De zuiger moest bij elke slag gekoeld worden met water om een vacuüm te maken. Direct daarna moest de cilinder weer opgewarmd worden. Zonde van alle energie. James werkte maandenlang aan het probleem, maar de oplossingen lukte maar niet. Op een mooie zondag in mei 1765 besloot hij een wandeling te maken op Glasgow Green. Hij kon het probleem maar niet van zich af zetten. Totdat hij opeens het antwoord voor zich zag. Stoom heeft geen vorm. Je kunt het alle kanten op laten stromen. Als de zuiger boven in de cilinder zit werd het stoom naar een afzonderlijke condensor geleid. Waar koud water in werd gespoten, de stoom condenseerde en creëerde een vacuüm. Daarbij bleef de cilinder warm. Alleen de condensor koelde af. Er ging dus geen warmte verloren. Door het vacuüm was er geen druk. De aardse druk om de cilinder heen trok de zuiger weer naar beneden. En zo begon het hele proces weer opnieuw. James was tevreden over zijn uitvinding, maar hij was zo goed als blut. Op negenentwintig jarige leeftijd deed hij zijn vinding, maar pas op veertigjarige leeftijd wilde hij er geld uit halen. Matthew Boulton kwam in aanraking met James. Boulton had een grote nijverheidsfabriek en zag wel wat in de stoommachine van James. Hij gaf James geld en liet hem een stoommachine bouwen voor zijn fabriek. Hij liet alle apparaten die met spierkracht moesten worden aangedreven op de stoommachine aansluiten. James en Boulton waren tevreden en de rest van het westen geloofde zijn ogen niet. De stoommachines kwamen in elke fabriek. Niet alleen in de fabriek, ook op het water en op land. Men gebruikte stoomkracht om schepen aan te drijven. En de stoomtrein wekte op hetzelfde principe. In die tijd werd spierkracht vervangen door stoomkracht. Daarom noemen we die tijd de industriële revolutie. De nadelen van de stoommachine zijn er natuurlijk ook. Door het verbranden van steenkool kwam er gigantisch veel rook vrij. Als een stad een paar fabrieken had met stoommachines kwam er veel rook vrij en hing dan als een verstikkende deken om de stad. De fabrieken vervuilden ook het water en de bodem. Allerlei afval stoffen werden daarin gedumpt. Batterijen en accu’s Batterijen en accu's leveren elektriciteit uit de in de batterij of accu opgeslagen chemicaliën. Batterijen leveren meestal maar voor een gedurende tijd energie. Daarna zijn de batterijen uitgewerkt en niet meer bruikbaar, omdat de chemische samenstelling van de stoffen zodanig is veranderd dat er geen energie meer uitkomt. Bij oplaadbare batterijen kan echter, door toevoeging van nieuwe energie, de samenstelling van de stoffen weer zo veranderen, dat deze weer bruikbaar zijn. Sommige stoffen hebben bijzondere eigenschappen. Atomen bestaan uit elektronen. Onder bepaalde omstandigheden willen sommige stoffen elektronen kwijt en andere stoffen willen graag elektronen opnemen. Als je dan ervoor zorgt dat je deze stoffen bij elkaar doet en dat het contact via deze stoffen via een draad verloopt, waarbij deze elektronen dus door de draad heengaan, dan krijg je een batterij. Deze stoffen veranderen langzaam, omdat er steeds meer elektronen weggaan of bijkomen. Op een gegeven moment zijn alle elektronen weg, of opgenomen en dan is de batterij leeg. Bij oplaadbare batterijen kun je deze elektronen weer terugpompen. Je hebt verschillende soorten accu’s. De loodaccu word vaak gebruikt voor auto’s en bestaat uit verschillende platen. Deze platen hangen per tweetal in een oplossing van zwavelzuur, daarom zijn accu's zo gevaarlijk. Een plaat is bedekt met een laag loodoxide. Deze stoffen kunnen zo met elkaar reageren en daarbij elektronen afgeven dat op het einde wanneer alle elektronen zijn overgegeven er twee platen overblijven die bedekt zijn met loodsulfaat. Dit proces levert stroom op. Als de motor stroom wil toevoegen dan moeten we het proces weer omdraaien. Bij de normale onoplaadbare batterij bevat de batterij mangaanoxide dat in een staafje koolstof zit. Deze stof neemt elektronen op. Het zinken omhulsel staat de elektronen af. Tussen het staafje met mangaanoxide en het zinken omhulsel zit ammoniumchloride dat als geleider van het stroom dient. Dan heb je nog de oplaadbare batterij die bestaat uit nikkel en cadmium. In plaats van een staafje koolstof is er nu een staafje met nikkel. Ook de inhoud van dat staafje is anders, namelijk nikkeloxide. Het zinken omhulsel is nu van cadmium, want dat is sterker en voorkomt lekken. Tussen het staafje met nikkeloxide en het omhulsel van cadmium zit kaliloog. Verlichting De eerste verlichting was voor natuurlijk vuur. Tot ver in de middeleeuwen had de mens eenvoudige olielampjes en natuurlijk kaarsen. De olie die nodig was voor een olielamp haalden ze het meest uit zaden (noten.) Een stuk touw stook men in de olie en het uiteinde daarvan stak men aan. In de negentiende eeuw vond men uit dat petroleum helderder brand en goedkoper was. Je haalde petroleum immers gewoon uit de aardolie. Aan het eind van achttiende eeuw werd gas verlichting uitgevonden. Eerst werd de vlam als verlichting gebruikt, maar later werd de vlam, die een extreem hoge temperatuur heeft, gebruikt om materiaal te verhitten. Omstreeks hetzelfde jaartal werd de booglamp uitgevonden. Het was de eerste elektrische lamp. Het licht werd opgewekt door een elektrische ontlading tussen twee elektroden. Het licht dat daarbij vrij kwam was onaangenaam fel. De koolstaaf booglamp werd in 1800 uitgevonden. Het had hetzelfde principe allen de elektroden bestonden uit geperst koolpoeder. Deze techniek wordt nog steeds toegepast in bijvoorbeeld projectoren. In 1879 maakte de Amerikaan Thomas Alva Edison een bruikbare gloeilamp. Edison werd geboren in 1847 in Ohio. Als kind was hij geïnteresseerd in Natuur- en Scheikunde. Toen Edison tien jaar was had hij al een klein laboratorium in de kelder van zijn huis. Hij studeerde en experimenteerde en zo kwam hij steeds hoger. Wie de gloeilamp heeft uitgevonden is nog altijd onzeker er worden verschillende mensen genoemd: Engelsman Davey in 1802, de Belg Jobard in 1838, de Amerikaan Starr in 1845 en nog vele andere. De grote concurrent van Edison was waarschijnlijk de Engelsman Wilson Swan. Uit onderzoek is gebleken dat hij inderdaad een gloeilamp maakte, dat was rond 1870. Toch noemen de meeste mensen Edison de uitvinder van de gloeilamp. Hij maakte de gloeilamp tot een commercieel succes. Ook bedacht hij manieren om elektriciteit op grote schaal op te wekken. Bovendien brandde Edisons lamp veel langer dan de andere. De moderne gloeilampen lijken nog erg veel op die van Edison, maar er is wel wat veranderd. Het kooldraad werd vervangen door wolfraamdraden en de ballon word nu gevuld met argon, om verdamping van het gloeidraad tegen te gaan. De gloeidraad bestaat uit koolstof als je dat zou verwarmen zou het wegbranden, maar door zuurstof weg te nemen brand het niet door en gaat het gloeien. Door een neutraal gas, zoals argon, in de bol te stoppen bereik je dat. Ontstaat er een vacuüm in de glazen bol. 2. De werking van elektriciteitscentrales De centrale Kolen
Het grootste deel van de steenkoolvoorraden van de wereld gaat naar elektrische krachtcentrales. De met kolen gestookte krachtstations worden, voor zover mogelijk, dichtbij een steenkoolbekken gebouwd. Stroom is namelijk vlugger en goedkoper te vervoeren dan steenkool. Reusachtige, kilometers lang kabels lopen naar een systeem van elektriciteitsvoorziening dat de elektriciteit ver stuurt. Dit efficiënt gebruik van steenkool zou je ‘steenkool per draad’ kunnen noemen. Al met steenkool gestookte krachtstations gebruiken fijngemaakte steenkool. Meestal wordt de steenkool in de central vergruisd en door middel van hete lucht in de stookketels geblazen waar het brandt met torenhoge vlammen van wel 40M – zo hoog als een gebouw van 10 verdiepingen. In grote krachtcentrales zijn wel zes stookketels die gezamenlijk 10 miljoen ton steenkool per jaar opbranden. Binnenin de ketel lopen verstevigde stalen buizen waarin water in stoom verandert. In deze buizen gaat door de verhitte buizen tot het stoom wordt. Hetere buizen maken de temperatuur nog hoger tot de stoom bij de uitlaat, waar de stoompijp witgloeiend is, onder enorme druk in de eerste turbine terecht komt. Deze hoge drukturbine, bestaande uit honderden schijven, een soort vleugeltjes op een draaiende trommel, begint door de stoom zeer snel rond te draaien. Nadat de stoom terug is geweest in de ketel om opnieuw verhit te worden, gaat hij naar een volgende turbine met grotere bladschijven. Tenslotte wordt de stoom onder verminderde druk in een reusachtige turbine met enorme schijven geblazen. Alle drie de turbines zijn verbonden met een schacht die energie levert aan de elektrische dynamo. Gas
Aardgas is een van de fossiele brandstoffen. Andere zijn olie, steenkool, bruinkool en turf. Van al deze brandstoffen is aardgas de schoonste brandstof Bij de verbranding van aardgas komen maar weinig vuile verbrandingsgassen vrij. Aardgas is miljoenen jaren geleden ontstaan. Planten en dieren in de oceanen stierven in kwamen op de bodem terecht. De resten werden bedekt met een dikke laag zand, modder en water. Door de hoge druk ontstonden olie en gas uit de resten van de planten en dieren. Vaak ontsnapte het gas en kwam het in de buitenlucht terecht. Soms bleef het gas gevangen onder een ondoordringbare aardlaag. Dan ontstond er een gasbel. Vaak vind je olie en aardgas dicht bij elkaar. Onder de gasvelden van Slochteren zit geen olie. Het Groningse aardgas is zogenaamd kolenmijngas. Het gas is waarschijnlijk ontstaan uit dikke kolenlagen. Deze kolenlagen liggen op een diepte van 3 tot 5 kilometer
De verplaatsbare centrale. Voor fabrieken en voor plaatsen waar extra elektriciteit nodig is zijn er verplaatsbare centrales. Ze worden op een aanhanger naar de plaats van bestemming gereden. Bij een kermis zie je vaak van deze verrijdbare generatoren. Meestal gebruiken deze kleine centrales dieselolie als brandstof, maar je zou ze ook op de gasleiding kunnen aansluiten. Verbranding van aardgas veroorzaakt minder luchtvervuiling dan verbranding van dieselolie. De rookgassen van aardgas zijn schoner dan de rookgassen van dieselolie. Aardgas verdient dus de voorkeur als energieleverancier in deze minicentrales. Maar ook aardgas is niet helemaal schoon. Er ontstaan verschillende rookgassen, zoals koolstofdioxide en stikstofoxiden. Vooral stikstofoxiden zorgen voor zure regen. Bij de verbranding van kolen en olie ontstaan veel meer van deze lucht vervuilers. Windenergie Energie van de wind
Windmolens, zoals die op Kreta staan hebben al honderden jaren voor nuttige energie gezorgd. Ze pompen water naar boven en malen graan ze zijn te klein om veel elektriciteit te maken. Met moderne windmolens (windturbines) lukt dat wel. Als de wieken draaien maakt een windturbine elektriciteit. Overal in de wereld kunnen deze windturbines worden gebouwd. Langs het Noord-Hollands Kanaal heeft het Provinciaal Elektriciteitsbedrijf van Noord-Holland (PEN) een windmolenpark gebouwd. Daar staan vijftien windmolens op een rij. Bij Callantsoog staan er zestien. Ze leveren elektriciteit als het waait. Bij windstil weer zorgt de centrale voor de elektriciteit. Soms leveren windturbines hun elektriciteit rechtstreeks aan fabrieken en bedrijven. Wind staat nog erg laag op de energie ’parade’. Maar als olie, kolen en gas opraken, wordt wind vanzelf belangrijker. Arme landen kunnen nu al veel voordeel hebben van goedkope windenergie, want het brandhout raakt daar op. Koken en verwarmen op olie of gas is voor veel mensen te duur. En een molen is gemakkelijk te bouwen. Oude windmolens en moderne turbines lijken veel op elkaar. Beide hebben vaak een windwijzer die de wieken naar de wind richt. Bij een windmolen is dat soms een staartmolentje. Bij molens zonder staarmolentje zet een molenaar de wieken zelf in de goede stand. In molentaal heet dan ‘op de wind draaien’ of ‘kruien’. Bij grote moderne windturbines zorgt een computer daarvoor. Als het waait, draait het staartmolentjes van de wind weg. De wieken vangen dan juist veel wind. Ze gaan draaien. Molenwieken zijn niet plat maar een beetje bol, net als vleugels van een vliegtuig. Door e ronde vorm gaan ze gemakkelijk met de wind mee. Wanneer je vlak naast een molen staat, kun je nog iets bijzonders zien. De wieken liggen niet allemaal in een plat vlak. Ze zijn een beetje gedraaid. De dikke kant van elke wiek steekt een eindje naar achteren. Deze stand van de wieken lijkt veel op die van een propeller van een vliegtuig. De piloot kan de stand van de propeller veranderen. Bij het opstijgen moet een propeller veel lucht verplaatsen, bij het landen veel minder. De piloot regelt dat door de bladen van de propeller bij te draaien. Harde windvlagen kunnen de wieken van molens en windturbines beschadigen. Bij turbines draait een computer de wieken uit de wind als het te hard waait. Bij oude molens kan een molenaar met zeilen de wieken aanpassen aan de wind. Veel zeil bij rustig weer en weinig zeil bij storm. De savonuis-rotor
Zoals ik al zij gebruiken mensen in arme landen ook een soort windmolens. Deze worden de Savonuis-rotor genoemd. De Savonuis-rotor os gemaakt van een olievat en een paar houten balken. Vooral in ontwikkelingslanden in Azië en Afrika zie je ze veel. Boeren gebruiken deze windmolen om water mee te pomppen. Met het water bevloeien ze het land. De Savonuis-rotor is heel goedkoop en hij is eenvoudig te maken. En als er iets kapot gaat, kan een smid zo’n machine gemakkelijk repareren. Dure onderdelen zijn niet nodig en het materiaal is meestal in het dorp te koop. De Savonuis-rotor is heel geschikt om water mee te pompen, maar voor de productie van elektriciteit is het niet sterk genoeg. De Savonuis-rotor lijkt op oude Chinese molens. Deze molens waren van hout en zeilen gemaakt. Ze hadden een verticale as. Niet als bij de Savonuis-rotor speelde de windrichting geen rol. Ook de Savonuis-rotor hoeft nooit op de wind gedraaid te worden. Een rotor die een beetje meer op een molen lijkt vind je op een helikopter. Een helikopter heeft ook een verticale as en de bladen liggen horizontaal. Windturbines
Poldermolens voor het bemalen van polders zijn er in ons land niet weel meer. Waterpompen en maalmachines hebben een elektromotor. Die gebruikt geen wind, maar elektriciteit. Elektromotoren kun je ook gebruiken als het niet waait. Als het wel waait, kunnen we met windturbines elektriciteit maken. Windturbines zijn erg hoog (ongeveer 45 meter) De wieken moeten recht op de wind staan. Omdat de wind van richting kan veranderen, moet de molen steeds op de wind worden gezet. Dat doet een computer. De uiteinden van de wieken kunnen draaien als het hard waait remmen ze de wieken af. Bij een storm mogen de wieken niet te snel rondgaan want da kunnen ze breken. Bij een oude molen kan de molenaar de stand van de wieken een beetje veranderen om de wieken met een goede snelheid rond te laten gaan. Darrieus
Sommige mensen noemen het apparaat een eierklutser. De echtenaam is Darrieus-windturbine. Deze aparte windmolen is genoemd naar de Franse uitvinder Darrieus. De turbine heeft een verticale as, net las de Savonuis-rotor. Deze windturbine levert meer energie dan een windturbine met drie wieken. Maar het is veel goedkoper om veel turbines met wieken te maken. Niet iedereen gelooft dat er veel van deze windturbines gebouwd zullen worden. Als het na een windstilte weer gaat waaien moet de Darrieus-windturbine op gang worden geholpen. Een stilstaande Darrieus kan niet zelf beginnen te draaien. De Darrieus wordt met een elektromotor op gang gebracht. Net als de oude Chinese molens hoeft de Darrieus niet op de wind gezet te worden. De molen draait altijd. De ijzeren bladen van deze windturbine moeten heel sterk zijn. En heel buigzaam. Het is niet gemakkelijk zulke bladen te maken. Als de bladen te ver doorbuigen kunnen ze breken
Windparken

Soms zie je veel windturbines bij elkaar staan. Dit heet een windpark. Windparken bestaan al heel lang. Vooral in landen rond de Middellands Zee waren vroeger veel windparken. Nu vin je moderne windparken in de Verenigde Staten, Denemarken en ook in ons land. Sommige mensen vinden al die molens bij elkaar mar een lelijk gezicht, of ze zeggen dat de wieken te veel lawaait keken. Windparken worden daarom als het kan niet in de buurt van dorpen en steden gebouwen. Pas als er vel windturbines zijn geplaatst, komen soms problemen te voorschijn waaraan niemand gedacht had. Zo moesten de windturbines bij Callantsoog in de avond en nacht worden stilgelegd. Ze maakten te veel lawaai. De mensen in de buurt konden er niet van slapen. De regering geeft de bouwers van windturbines extra geld als ze stillere windturbines maken. Boeren en tuinders hebben soms een windturbine op het erf staan. Ze gebruiken de elektriciteit van de windturbine voor verlichting en voor machines. Als het hard waait levert de windturbine meer elektriciteit dan nodig is. De elektriciteit die over is, verkopen ze dan aan het energiebedrijf. Bij windstil weer staat de windturbine stil. De boeren en tuinders kopen dan elektriciteit van het energiebedrijf. Als het veel waait zijn ze dus voordeliger uit. Maar soms is er zoveel wind at de boren te veel elektriciteit hebben en dan verkopen ze het aan een energiebedrijf en maken ze dus winst. Niet alle boeren en tuinders hebben geld genoeg om een windturbine op hun erf te plaatsen. Sommige elektriciteitsbedrijven denken eraan om windturbines te gaan verhuren. Niet alle gebieden zijn geschikt voor windparken. In Noord-Brabant en in Limburg waait het veel minder dan in de provincies langs de Noordzee. Vooral op de Waddeneilanden kunnen veel windturbines geplaatst worden Zonne-energie Energie van de zon
Bijna al onze energie komt van de zon. Elke dag verwarmt en verlicht de zon de aarde. De kolen, olie en het gas dat we verbranden, hebben we dank zij de zon. Miljoenen jaren geleden groeiden, net als nu planten en dieren dank zij de energie van de zon. Een deel van die zonne-energie is in de resten van die planten en dieren bewaard. Soms vind je in steenkool nog afdrukken van planten. Die afdrukken heten fossielen. Steenkool olie en gas noemen we daarom fossiele brandstoffen. We verbruiken met elkaar heel veel energie voor vervoer, verwarming, verlichting en voor het maken van allerlei producten. Het leven zonder veel energie zou niet gemakkelijk zijn. Als we net zo willen leven als we nu doen, maar dan zonder elektriciteit, dan zouden voor ieder van ons 75 mensen werken. Ze zouden van alles moeten doen: trein duwen, de was doen, koken, het gazon, maaien, het huis vegen enzovoort. Alle huizen fabrieken en kantoren worden overdag door de zon verwarmd. In warme landen in Afrika en het Midden-Oosten worden huizen zo gebouwd dat er niet te veel warmte van de zon binnenkomt. Het zou binnen veel te heet worden. Witte huizen weerkaatsen het zonlicht en binnen blijft het lekker koel. Sommige mensen in derdewereldlanden wonen in hutjes. Ze bouwen de hutjes onder bomen zodat het overdag niet te heet wordt. Bij ons is het in de winter koud, dan moet een huis juist veel warmte van de zon vangen, maar in de zomer mag er niet te veel warmte binnenkomen dan moet het in huis koel zijn. Het is daarom niet gemakkelijk een goed zonnehuis te bouwen. Veel ramen aan de zonkant en bomen aan de schaduwkant van het huis. De bomen houden de wind tegen, zodat de muur niet koud wordt. Aan de zijkant van dit huis zijn veel ramen om de zonnestralen door te laten. Als de zon schijnt, wordt het binnen gauw warm. De dubbele beglazing zorgt ervoor dat de warmte in huis blijft en niet naar buiten ontsnapt Het dak en de muren zijn met glaswol geïsoleerd. Ook daardoor kan de warmte niet gemakkelijk ontsnappen. Als de zon onder is gegaan, blijft het binnen nog lang warm. De centrale verwarming hoeft niet aan en de mensen in het huis besparen gas. Als veel mensen in een zonnehuis gaan wonen, kunnen we langer doen met de voorraden fossiele brandstoffen waar ik het net al over had. Aan de noordkant van het huis staan bomen. Ze houden de koude wind tegen. De luifel zorgt voor schaduw in huis, zodat het binnen niet te warm wodt. Een zonne-huis kan meer dan de helft van alle warmte uit zonne-energie halen. Een gewoon huis haalt ongeveer 15% van alle warmte uit zonne-energie
De energietoren
Een energietoren kan heel wat energie uit zonlicht halen. Rond de toren staan veel spiegels op palen. De spiegels draaien met de zon mee. Op deze manier weerkaatsen ze steeds het zonlicht naar de top van de toren. Boven op de toren staat een opvangvat. Daar het opvangvat stroomt natrium. Natrium is een metaal dat gemakkelijk smelt. Het neemt de warmte op van de zonnestralen die door de spiegels worden weerkaatst. Met een pomp wordt het hete natrium naar een warmtewisselaar gepompt. In de warmtewisselaar wordt water verhit. Zo ontstaat er stoom. De stoom laat een turbine draaien en de turbine zorgt ervoor dat een generator elektriciteit maakt. Een energie toren neemt veel ruimte in. Je kunt ze daarom het best in een woestijn bouwen. Zonnecellen
Zonnecellen maken rechtstreeks elektriciteit uit zonlicht. Dat is vooral gemakkelijk op plaatsen waar geen stopcontact is. Zonnecellen vind je overal. Sommige rekenmachines gebruiken zonnecellen voor de elektriciteit. Boeren gebruiken waterpompen die hun elektriciteit uit zonnecellen halen. Op zee zijn er boeien met zonnecellen, ze gebruiken de elektriciteit voor de verlichting en voor geluidssignalen. Een zonnecollector verwarmt eerst water om daarvan stroom te maken. De stoom drijft een turbine aan en de turbine laat een generator elektriciteit maken. Een zonnecel neemt ze zo’n omweg niet. Een zonnecel maakt rechtstreeks elektriciteit uit zonlicht. Als lichtstralen op de zonnecel terechtkomen, ontstaat er elektriciteit. Een zonnecel maakt maar heel weinig elektriciteit, daarom vind je altijd heel veel zonnecellen bij elkaar. Vervoer We gebruiken heel veel energie voor vervoer. Treinen en auto’s kunnen niet rijden zonder brandstof en ook schepen kunnen niet varen zonder kolen of olie. Zonne-energie is niet geschikt voor treinen, auto’s, boten en vliegtuigen. De zon levert te weinig energie om ze snel te laten rijden, varen of vliegen. Toch zijn er wel vliegtuigen gemaakt die op zonne-energie vliegen. Een elektromotor laat de propeller draaien. De zonnecellen op de vleugels leveren de elektriciteit voor de elektromotor. In 1981 vloog dit vliegtuigje over het Kanaal tussen Groot-Brittannië en Frankrijk. Alleen omdat het licht en klein is, kan het op zonne-energie vliegen. Zonnecellen vind je vooral in ruimteschepen en satellieten. IN het heelal heb je geen wolken die het zonlicht tegenhouden. De zonnecellen zorgen voor elektriciteit voor dn instrumenten aan voord van de satellieten. Kerncentrale Als iemand zegt kernenergie, zal men zeggen radioactiviteit. Radioactieve straling is levensgevaarlijk in grote hoeveelheid. Toch zijn er wereldwijd ruim driehonderd kerncentrales, hoe komt dat? Gas, kolen en olie zijn fossiele brandstoffen, ze gaan een keer op. De grondstof van kernenergie kan ook op raken. De grondstof is uranium en in sommige gevallen plutonium 239. Er zijn twee soorten uranium; U 235 en U 238. Alleen U 235 is geschikt voor de kerncentrale. Van U 238 is veel meer dan van U 235. In uranium zit maar 0,71 procent U 235. Het is bijzonder lastig om die soorten te scheiden. Het kan wel en het gebeurt in Nederland namelijk Almelo. Een bedrijf, genaamd Ultracentrifuges Nederland werkt met centrifuges. Het uranium wordt in gasvormige toestand gebracht door middel van Fluor. Het gas wordt in een centrifuge rondgedraaid waardoor de zwaardere U 238 atomen (een atoom is het kleinste deeltje van een stof) naar de wand van de centrifuge worden gedrukt. De lichtere atomen van U 235 blijven in het midden van de centrifuge. Er is op dat moment nog niet genoeg U 235 gewonnen dus het proces word nog een aantal keer herhaald. Sommige atomen zijn niet erg stevig, ze vallen uit elkaar en er ontstaan neutronen. Neutronen zijn nog kleiner dan atomen. Als het binnenste van het atoom, dat is de atoomkern, uit elkaar valt. Dan noemen we dat kernsplitsing. Bij een kernsplitsing ontstaat gigantisch veel warmte en warmte is energie. Als de atoomkern uit elkaar valt herstellen de overige stukken van atoom zich en vormt ieder een eigen atoomkern er ontstaan ook nieuwe neutronen die zichzelf weer in de atomen boren. Zo gaat dat maar door, dat heet een kettingreactie. Het belangrijkste van een kerncentrale is de reactorkern. In de reactor kern worden de atomen gesplitst. De warmte die ontstaat wordt gebruikt om water te verwarmen tot stoom. De stoom wordt langs de turbine geleid waardoor de enorme bladen gaan draaien. De generator zet het net als je dynamo op je fiets om in stroom. Deze keer niet voor de verlichting van uw fiets maar voor alle apparaten die draaien bij u thuis. De stoom wordt afgevoerd naar de condensor waar het weer tot water condenseert. Van daaruit wordt het weer langs de warmte wisselaar geleid waar de warmte van de reactorkern wordt afgegeven en dat gaat zo door. De reactorkern lijkt op een grote ton. In de reactorkern ligt de splijtstof. Zoals eerder gezegd is uranium radioactief. Er komt levensgevaarlijke straling uit. De brandstof, in de meeste gevallen uranium, word bewaard lange staven, brandstofstaven. Een brandstofstaaf is ongeveer een meter lang. Naast de brandstofstaven zijn er ook grafietstaven. Dat zijn staven die met koolpoeder zijn gevuld. De grafiet staven zorgen ervoor dat er niet te veel, maar ook niet te weinig warmte ontstaat. Met weinig grafietstaven krijg je weinig warmte. Met veel staven veel warmte. Het uranium in de kernreactor raakt een keer op. De brandstofstaven leveren dan niet meer

genoeg warmte. Als het uranium opraakt, ontstaat er plutonium. Plutonium is wel splijtbaar, maar veel stabieler dan uranium. Er moest dus een nieuwe reactor gemaakt worden die plutonium kan splijten. De kweekreactor is daar het gevolg van. De neutronen worden als het ware tegen het plutonium atomen aangeschoten. Maar een kweekreactor kan nog veel meer, hij kan ook uranium 238 (wat niet splijtbaar is) omzetten in plutonium 239 (wel splijtbaar.) Dat gaat zo; in de reactor liggen brandstofstaven van plutonium 239 en uranium 238. Als een atoom van de U 238 geraakt wordt door een neutron, veranderd hij in plutonium 239. Die dus eerder gezegd stabieler is dan U 235. Alleen zijn er ook problemen, hoe koel je deze reactor? Water kan je niet meer gebruiken, want het water remt de neutronen af. En je hebt alle snelheid nodig voor het splijten van het plutonium. Dus moet er een andere koelvloeistof komen. Dat is natrium geworden, want dat is al bij 98 ˚C vloeibaar en gaat pas bij 880 ˚C koken. Er is nog een probleem, natrium is zeer vlambaar zodra het met water en zuurstof in aanraking komt, daarom mag er nooit water in het koelsysteem komen. De zuurstof inde kernreactor word vervangen door argon, wat men ook in lampen gebruikt. Radioactieve straling verandert de cellen van het menselijke lichaam waardoor je erg ziek kan worden.Als je met radioactieve straling bent blootgesteld ben je niet meer te genezen. Alleen aan hoge straling kun je dood gaan. De effecten van lage straling zijn niet dodelijk maar kan pas latere generaties tot uiting komen, omdat straling ook de erfelijke eigenschappen veranderd. Waterkracht Omstreeks het jaar honderd werd voor het eerst de kracht van water in energie omgezet. Nu zo’n 1900 jaar later probeert de mens weer energie uit het water te halen. Er is een groot verschil. De waterraderen van toen zette stromend water om in bewegingsenergie, de nieuwe turbines zetten stromend water om in elektrische energie. Waterkracht levert nu al wereldwijd een vijfde van de elektriciteit. Vooral bergachtige landen wekken bijna al hun energie zo op. Waterkracht noemen we met een mooi woord hydro-elektrische energie. Deze centrales maken gebruik van een enorme dam het water van de rivier tegen te houden. Achter die dam ontstaat dan een stuwmeer. Het water wordt door buizen geleid naar de turbines. De ‘propellers’ van de turbine worden door het stromende rondgedraaid. Als het water over een grote afstand valt word er meer elektriciteit geproduceerd. Waterkrachtcentrales bevatten veel turbines en kunnen daardoor gigantisch veel elektriciteit produceren. De waterkrachtcentrales zijn er natuurlijk ook kleiner voor particulieren. Ze hebben hetzelfde principe, maar hebben geen groot stuwmeer nodig. Een beekje dat een beetje vaart heeft, kan meteen naar de turbine geloodst worden. Vooral in China worden deze waterkrachtcentrales gebouwd voor de afgelegen boerendorpen in de bergen. Nu vraagt u zich af; waarom er dan niet meer van die centrales gebouwd worden? Er zijn natuurlijk ook nadelen. Voor de grote waterkrachtcentrales is een enorm stuwmeer voor nodig. Meestal wonen bij de rivier mensen of er is een natuurgebied. Als men daar het stuwmeer plant. Moeten veel mensen verhuizen en milieu organisaties zijn natuurlijk ook niet blij omdat het natuurgebied verloren gaat. De bouwkosten van een centrale is enorm duur. Vaak willen regeringen (zoals Nederland) niet meewerken voor een project van groene energie. In Nederland is het geval dat de regering geen cent overheeft voor groene energie. Bijna altijd moet de gemeente samen met de elektriciteitsleverancier het project financieren. Je kunt ook kracht halen uit de golven. Door een dam te bouwen bij de monding van en rivier word bij vloed de monding gevuld met water. Het water word door de turbines geperst en achter de dam neergespoten. Bij eb gaat het water weer terug en komt nog een keer door de turbines. Alleen grote getijdendammen kunnen de natuur rondom de monding aantasten. Zonnecollectoren Een zonnecollector vangt de stralen van de zon op met behulp van zonnecellen. Veel mensen verwarren de zonnecollector vaak fotovoltaïsche zonne-energie (word later in dit hoofdstuk behandeld). Er is een groot verschil, fotovoltaïsche zonne-energie zet zonnestralen om in elektriciteit, zonnecollectors zetten zonnestralen om in warmte om b.v. water te verwarmen. Hoe werkt een zonnecollector? De zonnestralen vallen op de zonnecollector waar het water doorheen stroomt dat verwarmd moet worden. Dit water wordt door een pomp hier door heen geleid. De zonnestralen verwarmen het water. Het water komt nadat het verwarmd is, in opslagruimte. Aan de bovenkant kan het warme water afgetapt worden. Het water dat moet worden opgewarmd komt aan de onderkant van de watervat naar binnen waarna het in de zonnecollector wordt gepompt. De zonneboiler is een apparaat dat koud leidingwater verwarmd, net zoals een geiser of een gewone boiler. Alleen, de zonneboiler doet dat niet met gas of elektriciteit, maar met energie van de zon. De zonneboiler bestaat uit een zonnecollector en een opslagbak voor het verwarmde water. De zonnecollector vangt het zonlicht op. Zo'n collector zier eruit als een groot dakraam en kan gemakkelijk op een schuin of plat dak worden aangebracht. Het water dat door de collector loopt, wordt door het zonlicht verwarmd en kan dan wel 90 graden worden. Het warme water wordt bewaard in een opslagbak. Bij sommige zonneboilers is geen apart voorraadvat nodig; het warme water wordt dan in de collector op het dak bewaard. Elke
zonneboiler heeft dus een voorraad warm water die direct beschikbaar is. De zonneboiler werkt op het licht van de zon, dus ook als het bewolkt is. Er is in Nederland voldoende zonlicht om het hele jaar door iedereen van energie te voorzien. De zonneboiler is het eerste apparaat dat daar gebruikt van maakt. Een groot voordeel van een zonneboiler is dat er steeds warm water is. Als het voorraadvat te veel is afgekoeld, dan wordt het water automatisch door de C.V.-ketel verwarmd. De zonneboiler geeft het hele jaar door warm water. Bovendien heeft de zonneboiler maar de helft van de energie nodig die een goede combiketel, gasgeiser of boiler nodig heeft om water te verwarmen. Een huishouden bespaart al gauw 150 tot 200 m3 gas per jaar. Het is dus zeer goedkoop, omdat het een laag energie gebruik heeft. De zonneboilers die in Nederland op de markt zijn, zijn van topkwaliteit. Steeds meer mensen kiezen dan ook voor de zonneboiler. Een zonneboiler lijkt duur, maar op lange termijn is het een stuk goedkoper. Veel makelaars kiezen vaak voor de zonneboiler. 3. Hoe wordt het transport van elektriciteit verzorgd? Voor het transport Allereerst wordt de opgewekte elektriciteit naar een transformator geleid, waarin de elektriciteit naar een zeer hoog voltage (ongeveer 110.000 V) wordt gebracht zodat tijdens het transport zo weinig mogelijk energie verloren gaat. Het transport
Dat al die elektriciteitsmasten door het landschap lelijk zijn is een feit, maar het is nu eenmaal veel goedkoper dan ondergrondse leidingen. De draad die wordt bovengronds word gebruikt is van aluminium en staal. Er hoeft geen isoleerde bedekking van plastic omheen, zoals er om de draden die in en rond het huis gebruikt worden. De lucht doet namelijk al dienst als isolator
alleen waar de kabels steunen op een mast moet isolatie gebruikt worden.Het graven van sleuven en het leggen van kabels is een zeer kostbaar, en dan is er altijd nog de mogelijkheid van aantasting. Het mag dan betrekkelijk goedkoop zijn grote hoeveelheden gas, water en olie ondergronds te vervoeren, maar bij grote hoeveelheden elektriciteit ligt het anders. Er moet energie worden overgebracht door middel van hoogspanningsleidingen en via het gewone lichtnet onder enorm hoge elektrische druk. De hoeveelheid elektrische energie die verloren gaar door de warmte van elektrische weerstand is bij een hoge spanning minder dan bij een lage spanning. Bij hogere spanning is echter natuurlijk een betere isolatie nodig. Dit is betrekkelijk eenvoudig bij bovengrondsleidingen, maar bij ondergrondse kabels levert het moeilijkheden op

Elk circuit dat energie vervoert heeft met aardedraad, de draad die elektriciteit vervoer en de neutrale draad of nul-draad, zoals we die voor huishoudelijke toepassing kennen, maar in de meeste gevallen worden er vier draden gebruikt. Ze moeten natuurlijk alle van elkaar geïsoleerd zijn. De draden geleiden stroom, dus worden ze het heet. De bovengrondse leidingen worden gekoeld door de lucht; voor ondergrondse leidingen is extra waterkoeling nodig. Om verschillende redenen is het beter vier draden te beruiken per circuit; de extra draden kunnen gemakkelijk vast gemaakt worden aan een mast. De meeste grote elektriciteitsmasten vervoeren 2 volledige, elk uit vier draden bestaande tweeling-cicuits met een gezamenlijke aardedraad. De draden hangen aan de drie armen, die aan beide kanten van de mast uitsteken. De ruimte ertussen is groot genoeg om voor voldoende isolatie tussen de verschillende draden te zorgen. De aardedraad loopt langs de top van de masten. Hogere en sterkere masten zouden drie of zelfs vier circuits kunnen vervoeren, zodat een iets versterkte en vergrote installatie tweemaal zoveel energie zou kunnen vervoeren. Dit zou echter ook nadelen opleveren. De lichtmasten zouden er zeer lelijk uitzien en het zou vrijwel onmogelijk zijn. De circuits geheel gescheiden te houden. Het systeem van elektriciteitsleidingen bovengronds vergt onderhoud en als aan 1 circuit iets moet worden gedaan, moeten de andere circuits die langs dezelfde mast lopen, energie blijven vervoeren. Als er per mast slechts 2 circuits zijn/ kan men er veilig aan werken. Bij meer circuits per mast zou het onderhoudswerk zeer gevaarlijk worden. De leidingen van het elektriciteitsnet moeten grote hoeveelheden elektriciteit vervoeren en daarom is het een belangrijk dat de gemaakt zijn van een goed geleidend materiaal. Zilver is de beste geleider, dan koper en aluminium komt op de derde plaats. Het is duidelijk dat zilver te duur is en aluminium is maar half zo goed geleidend als koper, maar het voor deel van aluminium is dat het licht is. De draden lijken licht en dun vanaf de grond, maar ze oefenen enorme trekkracht uit op de masten. Het gewicht van de draden is belangrijk, omdat een zwaardere draad grotere krachten uit oefent op de masten en dan zijn er dus meer masten nodig. Bij gebruik van aluminiumdraden is er per 250 meter een mast nodig en bij gebruik van overeenkomstige koper draden per 150 een mast. Dit is zelfs het geval indien het aluminium om een zwaardere kern van staal is gewonden. De stalen kern geeft de leiding mechanisch kracht en buigzaam- heid. Standaard leidingen voor het geleiden van elektrische energie hebben een stalen kern van 7 draden, omgegeven door 2 of 3 lagen aluminium draden, bestaande uit 12, 18, of 24 draden. Het aluminium beschermt op deze manier het meer kwetsbare staal tegen aantasting door weersinvloeden. Gemiddeld komt bij het gewone elektriciteitsnet per 250 meter en bij het hoogspanningsnit per 300 meter een mast om de circuits te scheiden en de leidingen ver genoeg van de grond te houden. De masten zijn meestal van staal, zodat het onmogelijk is (omat dit veel te gevaarlijk zou zijn) de leidingen zonder meer aan de masten of de armen daarvan te bevestigen. Alle stroom zou dan onmiddellijk door de mast naar beneden gaan de aarde in. De bevestiging van de leiding aan de mast moet gescheiden door middel van een isolator, die in staat moet zijn een spanning tot een half miljoen volt te isoleren. Omdat de isolator ook het gewicht van de leiding moet dragen moet de isolator tevens stevig zijn. Gewoonlijk worden porselein en gehard glas gebruikt als materiaal voor isolatoren. Aan de bovenkant en onderkant van de isolator bevinden zich beugels, die dienen om te voorkomen dat de leidingen door de bliksem beschadigd zouden worden. De ruimte tussen de uiteinden van de bovenste en onderste afschermbeugels vormen de gemakkelijkste weg naar de aarde. Die ruimte is te groot om te worden overbrugd door de spanning die normaal door de leiding gaar, maar niet bij bliksem. Een plotselinge optredende extra spanning kan een snelle weg naar de aarde volgen, zonder dat de leidingen er hinder vanonder vinden. Na het transport
Als dan eindelijk deze elektriciteit naar een dorp of stad is gevoerd komt deze elektriciteit terecht ik speciale transformator huisjes.. In deze kasten worden al die duizenden volts die binnen komen weer omgezet in een normale voltage van 230 V. Deze elektriciteit kan dan weer doorgevoerd worden naar de huizen om door de consument gebruikt te worden. 5. Noodstroom Noodstroom is erg belangrijk. Kijk bijvoorbeeld maar naar ziekenhuizen. In ziekenhuizen liggen patiënten aan allerlei apparatuur gekoppeld om in leven te blijven. Als er dan kortsluiting is moet du apparatuur natuurlijk niet uit vallen! Daarom hebben de meeste ziekenhuizen noodstroom aggregaten. Dit zijn apparaten waarmee stroom wordt opgewekt. Meestal gebeurt dit met diesel of olie motoren. Als dan de stroom uitval nemen deze aggregaten het automatisch van het gewone elektriciteitsnet over en blijft alle belangrijke apparatuur werken. Maar niet alleen in ziekenhuizen worden van dit soort aggregaten gebruikt. Ook gewoon in het bedrijfsleven en of kantoren. Mensen zijn bijvoorbeeld bezig op de computer om iets te doen. Ze zijn er al een tijdje mee bezig en opeens valt de stroom uit, dan is alle data verloren en kunnen ze weer helemaal op nieuw beginnen, dat kost het bedrijf handen vol geld. Daarom worden in dit soort situaties vaak mini noodstroom voorzieningen geplaatst. Dit zijn een soort kleine apparaten die na dat de stroom is uitgevallen aan gaan en alle computers en andere belangrijke apparaten nog 10 minuten kan laten draaien. In deze tijd kan alle data behouden worden en heeft het bedrijf geen schade aan de storing overgehouden! 6. Elektriciteit algemeen De grondstof van de elektriciteit kun je niet zeker stellen. Alles wat men produceert aan elektriciteit verkoopt men en zet dat op het algemene elektriciteitnet. Dat kan zijn energie uit gas, kolen, olie. Maar ook kernenergie. Slechts 5 % van wat je binnen krijgt aan elektriciteit is van groene energie. Veel particulieren (vooral boeren) hebben een molen gerealiseerd, omdat men stroom overhoudt verkoopt men die aan distributiebedrijven. Men wint gas in Nederland, dus er hoeven geen grote hoeveelheden te worden geïmporteerd. Olie word het meest gebruikt voor elektriciteitwinning. In de Arabische landen is veel olie aanwezig. De Arabieren verkopen het en men maakt er bruikbare goederen van in Europa dat gebeurt in een olieraffinaderij. Kolen word op veel plaatsen gewonnen over de hele wereld. De brandstof voor de kerncentrale (plutonium) wordt vooral gewonnen in Afrika en Canada. Veel apparaten in huis zijn wel bestand tegen storingen op het net. Apparaten zoals computers zijn veel gevoeliger. Zulke elektrische apparaten stellen eisen aan de kwaliteit van de elektriciteit. Een voorbeeld hiervan is de digitale wekker, als er een korte onderbreking in de elektriciteit zit dan is de tijd uit het geheugen van de wekker gewist en dan heb je niet meer de juiste tijd. Ook belangrijke instellingen, zoals ziekenhuizen, kunnen niet permitteren op elektriciteit storingen en uitval (zie hoofdstuk 5.) De eigenschap van elektriciteit is dat de elektroden van de + pool naar de - pool stroomt. Maar dan moet er wel spanning zijn. Door het verbranden van olie, gas en kolen komt koolstofdioxide vrij. Koolstofdioxide legt een doek van stof over de aarde heen. Normaal zou het zonlicht schijnt door de atmosfeer heen en word weer teruggeketst door de oppervlakte richting ruimte. Door de koolstofdioxide kan het zonlicht niet terugketsen en blijft het hangen tussen de koolstofdioxide laag en de oppervlakte. Dan ontstaat het beroemde broeikaseffect. Daardoor wordt het warmer en omdat het warmer wordt smelten de ijskappen. Niet erg leuke toekomst, maar het is nog lang niet zo ver volgens wetenschappers en we hebben nog tijd om actie te ondernemen. De stroomvoorziening wordt in ons land geregeld door distributiebedrijven, zoals Nuon, Essent en NRE. In de gemeente Dronten zorgt Nuon voor de elektriciteit. Distributie bedrijven verdelen de elektriciteit over het gebied wat zij beheren. 7. Informatie over de beroepssector elektrotechniek In de elektriciteitssector is veel werk. Overal waar elektriciteit aanwezig is zijn beroepen voor het vak. Elektriciteit moet worden opgewekt en vervoerd worden naar steden. In nieuwe gebouwen moeten elektriciteit installaties aangelegd worden. Maar ook mensen van wie ik informatie heb gekregen, voorlichters dus. In de huishoudelijke apparaten zitten veel printplaatjes ook daar is werk in, ook het verkopen ervan. Als je erover nadenkt wat allemaal met elektriciteit te maken heeft weet je pas hoe belangrijk het is. Alle rijke landen zijn compleet afhankelijk van elektriciteit. Alles wordt elektrisch gestuurd door computers, geen elektriciteit, geen computers. Verwarming, koelkast en alle andere apparatuur is afhankelijk van elektriciteit. Thuis maar ook in de industrie, waar veel met robots word gewerkt en dus ook afhankelijk zijn van elektriciteit. Ik ga over de belangrijkste beroepen in elektriciteitssector iets vertellen. Elektromonteur Aard van werkzaamheden: Het aanleggen van elektrisch bedrading in en rond het huis. De elektromonteur zorgt ook voor ventilatie in gebouwen. Elektriciteitsmasten repareren. Gebruikte technische middelen: Doorsnede gereedschappen en spanningsmeters. De werkomstandigheden: Binnen in (nieuwe) huizen en gebouwen. Zit vrijwel niet op kantoor.
Werktuigkundige Aard van werkzaamheden: Het ontwikkelen en repareren van elektrische middelen, zoals boormachines en draaibanken. Gebruikte technische middelen: Tekentafels om ontwerpen te tekenen. Computers voor 3-D ontwerpen. Gereedschap voor onderhoud van machines. De werkomstandigheden: Het ontwerpen gebeurt binnen op het kantoor. Onderhoud kan ook buiten zijn. Ingenieur Aard van werkzaamheden: Het ontwerpen en bedenken van nieuwe apparaten
Gebruikte technisch middelen: Tekentafel en een computer voor het ontwerpen, maar de ideeën zijn natuurlijk in zijn hoofd bedacht.Verder er is een heel team aan het werk om bijvoorbeeld een nieuwe printer te fabriceren, de ingenieur heeft een idee en een plan voor de printer. Zijn collega’s zetten het in elkaar met behulp van mallen e.d. De werkomstandigheden: Altijd binnen aan het werk in tegenstelling tot de werktuigkundige die ook repareert. Industrieel vormgever Aard van werkzaamheden: Nieuwe vormen geven aan bestaande producten. Gebruikte technisch middelen: Tekentafels en computers voor het ontwerpen. De werkomstandigheden: Voornamelijk binnen. Persoonlijke voldoening Met gevarieerd werk heeft diegene meer persoonlijke voldoening, dan iemand die dag in dag uit telkens een schroefje vast moet draaien. Persoonlijke voldoening heeft dus te maken met het werk maar ook met de persoon zelf; heeft hij/zij interesse in het werk? De beroepen die ik op de vorige bladzijde heb beschreven zijn variërende beroepen met hoogst waarschijnlijk een hoge persoonlijke voldoening. Veranderingen in de beroepen door ontwikkelingen in de techniek Het laatste decennia is de computer steeds belangrijker geworden. Daardoor veranderen beroepen, de politie is tegenwoordig ook op het internet aan het speuren naar criminelen. Bij de elektriciteitssector moet je denken aan robots die langzamerhand het werk van de arbeiders over nemen. De robot is immers ook een computer. Kleine energiecentrales werden vroeger altijd bemand, tegenwoordig word dat allemaal op afstand geregeld met de computer.
8. Elektriciteit instanties Elektriciteit instanties zorgen voor veilige apparaten. Instanties zoals KEMA en Cebec geven keurmerken uit. Dan voldoet dat apparaat aan de eisen die KEMA en Cebec stellen. Cebec is een organisatie die in dienst is van de Benelux. Cebec test kabels, stekkers en elektrische apparaten in eigen laboratoria. Cebec voert verder nog controles uit of het product een jaar na de test nog steeds aan de eisen voldoet. Als het aan de eisen voldoet krijgt het product het Cebec keurmerk. Bekender keurmerk van de overheid is het Europese “CE” keurmerk. Dat is een organisatie van de Europese landen. Sinds 1 januari 1997 moet een product het CE keurmerk dragen anders mag het niet verkocht worden. Ook moet de naam van de importeur er opstaan. In ons eigen land heb je de KEMA met haar KEMA-keur. Elektriciteit organisaties kijken naar de gebruiksvriendelijkheid en ook heel belangrijk kindvriendelijkheid. Denk ook aan brand en water, wat gebeurt met het apparaat als het daarmee in aanraking komt. Een tweede taak voor Elektriciteitveiligheid instanties is het voorlichten van de consument. 9. Drie vragen over elektrotechniek 1. Wat gebeurt er met de samenleving als de fossiele brandstoffen opraken? In de verschillende boeken die we hebben gelezen, er stonden alleen alternatieven en geen schets van een situatie die zich dan kan voordoen. 2. Wat is kernfusie? In de boeken van kernenergie zei men dat de volgende stap van kernenergie kernfusie zal zijn. Het boek ging er niet verder op het onderwerp in en we zouden graag er meer
over willen weten. 3. Hoe kun je data verzenden (internet) via het elektriciteitsnet en hoe werkt dat? Wij hebben allebei een 56k modem en dat gaat zeer l a n g z a a m. Daarom hebben we op internet gezocht naar snellere verbindingen. We zagen een nieuwsbericht van Nuon voorbij flitsen waarop stond dat het binnenkort misschien mogelijk is om te internetten via het elektriciteitsnet. Volgens Nuon gaat dat veel sneller en daarom willen we er meer over te weten komen.. Interview met Dhr. Middelbrink Een kennis van mij zit in de elektriciteitssector ik zocht hem op voor een interview. Hoe komt de elektriciteit van een centrale naar een huis? Elektriciteit wordt in een elektriciteitscentrale opgewekt, via de bovengrondse hoogspanningslijnen wordt de elektriciteit vervoerd naar het schakelstation. Naast het schakelstation zijn er zogenaamde onderstation, daar wordt de spanning verlaagd naar 10.000 volt. Deze onderstations staan meestal vlakbij de verzorgingsgebieden (steden) enz. De onderstations zijn de voeding voor de zogenaamde distributiestations (transformatorhuisjes), de spanning wordt dan verlaagd wan 10.000 volt naar 230 of 400 volt. Vanaf het onderstation naar de verbruiker worden meestal grondkabels gebruikt. Wie is er verantwoordelijk voor de stroomvoorziening in ons land? Productie en distributie bedrijven, zoals Nuon, Essent noem maar op. Zulk soortige bedrijven zijn verantwoordelijk voor de stroomvoorziening in Nederland. Wat is uw beroep en wat voor beroepen zijn er verder belangrijk in de elektriciteitssector? Mijn beroep (functie) is monteur in elektriciteitsnetten. Andere belangrijke beroepen in de elektriciteitssector zijn: planner, uitvoerder, tekenaar en ontwerper. Wat is de aard van werkzaamheden? Het leggen en monteren van elektriciteit kabels, kabels verbinden (kabels lassen), het inrichten van transformatorhuisjes, oplossen van storingen, zoals laagspanning, middenspanning en openbare verlichting. Wat voor technische middelen gebruikt u? Geïsoleerde handschoenen en laarzen, geïsoleerd handgereedschap, gelaat scherm in verband met kortsluiting. Verder heb je voltmeters, ampère tangenzekering trekkers. Ook belangrijk is een isolatieweerstandmeter. Wat is het belang van goed constant stroom? Om elektrische apparaten goed te laten werken bij een constante spanning. Wat zijn de eigenschappen van stroom? Dat de elektroden van elektriciteit van plus naar min vloeit in een elektrische geleider, hierbij moet altijd wel spanning aanwezig zijn. Zijn de werkomstandigheden en de persoonlijke voldoening goed? De werkomstandigheden zijn goed, omdat de wekgever wekkleding en veiligheids gereedschap voldoende beschikbaar stelt. Persoonlijke voldoening… b.v. als klanten geen spanning meer hebben door een kabelstoring, dat ik deze dan tijdelijk of definitief kan herstellen. Wat voor maatregelen treft u om veilig met stroom om te gaan? Om bijvoorbeeld laagspanningkabels af te schakelen door middel van zekeringen te verwijderen en dan de kabel te aarden. Gebruik van geïsoleerd gereedschap en beschermingsmiddelen is ook belangrijk. Je moet alert zijn en situaties kunnen overzien. Bronvermelding Boeken
Titel Schrijver Serie Uitgeverij ISBN
Nieuwe Energiebronnen N. Hawkes Red de wereld Corona 90-5495-417-5
Toekomstige Energie J. Strachan Energie-Atlas De Ruiter 90-05-10085-0
Energie S. Morgan Toekomst Tech Corona 90-5495-359-4
Van oerknal tot elektra P. Marchand Sesam Junior 90-246-0300-5
James Watt A. Sproule BeroemdeWetenschappers Infodok 90-6565-503-4
Kernenergie R. MacKie Energie-Atlas De Ruiter 90-05-10081-8
Grondslagen der Elektro J. Pick Toepassing der Elektro Rotterdam

Windenergie M. Cross Energie-Atlas De Ruiter 90-05-10079-6
Energie uit kolen G. Arnold Energie-Atlas De Ruiter 90-05-10082-6
Energie uit gas G. Arnold Energie-Atlas De Ruiter 90-05-10084-2
Zonne-energie R. MacKie Energie-Atlas De Ruiter 90-05-10080-x
Kolen B. Gunston Alladin Books 90-213-0878-9
Folders en ander informatie materiaal
Nuon - Jaarverslag 2000 - Jaarverslag duurzame energie
TU Delft - Studiegids Elektrotechniek - Technische Universiteit Delft - Elektrotechniek
Remu - Zelf zonnestroom opwekken - Informatie “Duurzame Energie Projecten
Nuts Bedrijf Eindhoven - Groene energie van NRE - De kwaliteit van elektriciteit
Websites - www.collegenet.nl - www.leerlingen.com - www.museon.nl - www.ecostroom.nl Taakverdeling Taken
Roy Sander
Opdracht 1
Opdracht 2 “Kerncentrale” Opdracht 2 “Zonnecollector” Opdracht 2 “Waterkracht” Opdracht 7
Opdracht 8

Interview met Dhr. Middelbrink Opdracht 2 “Gewone centrale
Opdracht 2 “Zonnecellen” Opdracht 2 “Windenergie” Opdracht 3
Opdracht 4
Opdracht 5
Internetsite
Samen
Opdracht 6
Opdracht 9
Evaluatie Plan van aanpak/Hoe heb je hert probleem benaderd? Toen we te horen kregen dat we voor techniek een verslag over elektriciteit moesten maken zijn we gelijk op zoek gegaan naar informatie om het verslag te maken. Zo zijn we ten eerste naar de bibliotheek geweest om daar een aantal boeken te halen om informatie uit te halen. Zo hadden we al redelijk veel informatie. Daarna zijn we op het internet gaan zoeken. Ook daar hebben we flink wat informatie weten te vinden. Als laatst hebben we een aantal bedrijven gemaild voor informatie. Zo hadden we dus al flink veel. Toen begonnen we aan de volgende stap: de hoofdstukken verdelen. Naar een poosje te hebben overlegd zijn we eruit gekomen. Daarna hebben we de informatie verdeeld. Toen zijn we even ieder voor zich gegaan, allebei zijn we begonnen onze hoofdstukken te maken. Nadat we flink wat af hadden zijn we elkaar z'n stukjes gaan lezen en bekijken. Daarna hebben we de laatste vragen samen gemaakt. En dan als ten slotte zijn we naar elkaar toe gegaan om de evaluatie, inhoudsopgaven, titelpagina’s, inleidingen enz te maken. Nadat we het verslag voor het grootste gedeelte af hadden zijn we aan de site begonnen. (http://elektriciteitswerkstuk.cjb.net) Op deze site hebben we het werkstuk gezet en verder de links naar verschillende instanties en techniek sites. Als laatste hebben we de bezoekers de mogelijkheid gegeven om hun mening over het werkstuk en de site te geven.
Evaluatie Wat ging er goed bij het samenwerken? We hebben alles goed verdeeld en iedereen kwam zijn afspraken na. Wat ging er minder goed bij het samenwerken? Dat we allebei niet over dezelfde software beschikten. Zoals Publisher. Sander had een titelpagina gemaakt die hij niet kon uitprinten, maar Roy had geen Publisher dus hadden we een probleem. Die we hebben opgelost door bij iemand anders te printen. Was de ingewonnen informatie bruikbaar? De mailtjes die we hadden gestuurd naar de elektriciteitsbedrijven, de meesten reageerden maar van TU Eindhoven en Essent kregen we niks of: “Ga maar kijken op het internet of kijk in de bibliotheek”. “We hopen je hiermee geholpen te hebben aan je verslag”. Van TU Delft en Remu hadden we geen bruikbare informatie, omdat TU Delft alleen informatie over de universiteit gaf en niet van verschillende beroepen. Remu gaf alleen informatie van “Groene Energie” projecten en geen uitleg van hoe b.v. een zonnecollector werkt. Nawoord Nu u dit verslag heeft gelezen wilt u het vast nog wel een keer lezen. Dat kan niet want u moet het weer aan ons meegeven… Dan is het maar goed dat we alles op een internetsite hebben gezet zodat u en andere nieuwsgierige mensen het na kunnen lezen. Het adres is: http://elektriciteitswerkstuk.cjb.net