Een beginners handleiding voor duurzame energie Waarom leren over duurzame energie? Het antwoord is omdat: een schone energiebron is het niet begrensd wordt door geografische grenzen en geo-politiek
INHOUD 1. Geld besparen 2. Energie besparen 3. De zon 4. De aarde en de maan 5. Conclusies
1
1. GELD BESPAREN Stel je een huishouden voor met een regulier inkomen, uit bijv. werk, pensioen en misschien nog wat spaargeld. Zo’n huishouden heeft natuurlijk de reguliere kosten voor voedsel, verwarming, stroom etc. betalen. Onder normale omstandigheden zal je dan dus je rekeningen van je inkomen betalen. Het zou dom zijn om je bron van inkomsten op te geven en de rekeningen van je spaargeld te betalen. Sparen kan een lange tijd vergen maar je spaargeld kan snel op gaan. Op die manier leven zou niet erg duurzaam zijn.
2
2. ENERGIE BESPAREN Laten we nu eens nadenken over de energie bronnen van de planeet. Net als de situatie boven hebben we de beschikking over energie ‘spaargeld’. Dat zijn bronnen die lang nodig hebben gehad om op te bouwen. Zo hebben we de fossiele brandstoffen als olie, aardgas en kolen. Ze bestaan uit resten van planten en dieren die miljoenen jaren lang geleden dood zijn gegaan. Door druk en temperatuur zijn ze veranderd in de brandstoffen waar onze beschaving van afhankelijk is. We hebben ook energie inkomen van de zon, en het gewicht van onze planeet en de maan. Maar tot nog toe hebben we niet de verstandige manier van omgaan met onze energie bronnen gehanteerd, zoals we boven probeerden duidelijk te maken. We zijn alleen maar bezig om onze energie bronnen zo snel mogelijk uit te putten. Gelukkig is deze niet duurzame benadering nu snel aan het veranderen en we beginnen ons energie inkomen aan te passen aan onze behoefte en gebruiken duurzame energie.
3
3. DE ZON Laten we eerst eens kijken naar de energie die de zon ons levert. De zon is een enorme kernreactor. In de kern, zijn atomen in de simpelste stof in het universum, waterstof, samengeperst om nieuwe vormen zoals Helium te vormen. Dit maakt gigantische hoeveelheden energie vrij die haar weg vindt door de ruimte om onze planeet in licht te laten baden, warmte te geven en wat ultraviolette straling. Dit resulteert in het verwarmen van de aarde in een gemiddelde oppervlakte temperatuur van de aarde van 15oC. Het verwamt de lucht bij de evenaar waardoor het op kan stijgen richting de beide polen. Door het draaien van de aarde wijzigt de beweging van de lucht en ontstaat er wind. Landplanten, zoetwaterplanten en zoutwaterplanten gebruiken CO2 en zonnestralen als energiebron. Jaarlijkse zonnestraling niveaus op een horizontaal oppervlak variëren van 900 kWh/m2 op Noord-Europese breedtegraden tot 1 600kWh/m2 in mediterrane streken. We kunnen de zonne-energie op een aantal manieren oogsten. Thermische zonne-energie Thermische zonne-energie systemen maken gebruik van de inkomende energie van de zon om water direct te verwarmen. Het water stroomt door een pijp in een opstelling die zorgt voor maximale prestatie. Het warme water kan worden gebruikt voor energiebehoefte in het huishouden, zoals baden, douchen, kleding wassen, enz. De omzetting vindt plaats in een wat we noemen, zonnepaneel.
4
Zonne-energie photovoltaisch (PV) Hier wordt de zonne-energie gebruikt om elektronen uit hun positie te krijgen op speciaal geselecteerde materialen. De beweging van de elektronen in het materiaal produceert elektriciteit. Het apparaat waarmee dat gebeurt noemen we een photovoltaisch of PV paneel. Ze kunnen gemonteerd worden op muren of daken maar in beide gevallen kan het effect gemaximaliseerd worden door de zon te volgen gedurende de dag. Het potentieel voor de opvang van zonne-energie varieert binnen de EU. Voor de meeste landen op het noordelijk halfrond produceert de geïnstalleerde PV 740kWh elektriciteit per jaar; voor landen die meer zuidelijk liggen kan dit toenemen tot 1400kWh elektriciteit per jaar.
Wind energy Zoals we eerder aangaven wordt de beweging van de atmosfeer van de aarde en de wind voor een deel veroorzaakt door zonne-energie. De lucht verplaatst zich steeds van gebieden met hoge druk naar gebieden met een lage druk. De energie kan worden opgevangen door de wind , grote bladen in beweging te laten zetten en deze te verbinden aan een zg. windturbines. Hoe groter de jaarlijkse gemiddelde windsnelheid en hoe langer het waait, des te meer energie er wordt gegenereerd. Verschillende jaarlijkse windsnelheden van ongeveer 4m/s zijn het minimum om windenergie economisch rendabel te maken. Wind snelheden zijn buiten de kust hoger en beter voorspelbaar dan aan land.
5
Getijden energie Wind die over zee waait veroorzaakt golven. Net zoals luchtbeweging is ook dat feitelijk een bron van energie die gebruikt kan worden. Het apparaat dat deze omzetting in bruikbare energie kan doen is een golf energie generator (GEG). Voor de NW Atlantische kust van het Verenigd Koninkrijk (Schotland) en Portugal zijn de beste plaatsen ter wereld waar dit plaats vindt. BIOMASSA ENERGIE Planten Gebruiken CO2 , water en zonlicht als ruwe materialen om biomassa te creëren. Biomassa brandstoffen zien we in veel vormen zoals hout, blokken, schors, zaagsel, stro en turf (vaste biomassa), organisch afval, mest (natte biomassa), suiker en zetmeel planten (bieten, granen enz.) en oliehoudende gewassen (koolzaad, zonnebloem, enz.). Biomassa brandstof kan gebruikt worden om warmte te produceren, coproductie van warmte en elektriciteit, of vloeibare biobrandstoffen voor transporttoepassingen te produceren. Bij verbranding wordt CO2 en water vrijgegeven en gerecirculeerd voor hergebruik door andere planten. Energie omzetting vindt plaats in appraten die biomassa boilers genoemd , anaërobe vergisters etc. Er is meer dan 1.7 miljoen km2 bos in de European Union.
6
Geothermische energie De luchttemperatuur waar dan ook ter wereld kan zeer fluctueren door het jaar heen. Maar door verwarming door de zon is de temperatuur onder het grondoppervlak constanter en deze warmte kan worden onttrokken voor verwarming en voor het genereren van heet water. Het apparaat waarmee dit gerealiseerd kan worden, wordt een grondwaterpomp genoemd. (GWP)
7
4. DE AARDE EN DE MAAN We kennen allemaal de zwaartekracht. Het is een kracht die ons op de aarde houdt en de kracht die ervoor zorgt dat water naar beneden stroomt. Het kan ook een energiebron zijn. Hydro-elektrische energie Neerslag in de bergen stroomt naar de zee via rivieren en beken als gevolg van de zwaartekracht. De energie van deze stroom kan worden gewonnen door stuwdammen en het water langs bladen te leiden die verbonden zijn met een elektrische generator. Dit wordt een waterturbine genoemd. Getijdenenergie We worden aangetrokken door de aarde en de aarde voelt zich aangetrokken tot ons. Op dezelfde manier zijn de maan en de aarde verbonden aan elkaar met een wederzijdse aantrekkingskracht. Dit wordt bemoeilijkt door de oceanen op de aarde. Het water en de vaste delen van de planeet voelen de aantrekkingskracht van de maan in verschillende mate. Op de piek van de aantrekkingskracht van de maan zien we vloed en wanneer de aantrekkingskracht op zijn minimum is zien we eb optreden. Dit zijn de getijden. Hier kan op twee verschillende manieren gebruik van gemaakt worden.
8
Getijden dam Deze zijn net als het hydro-elektrische systeem eerder beschreven, maar in dit geval is de dam gebouwd aan de overkant van een estuarium met een groot getijdenverschil d.w.z. het hoogteverschil in meters tussen hoog-en laagwater niveau. Hoe groter het tijverschil, hoe groter de energieproductie. Het grootste getijverschil in de wereld is te vinden in de Baai van Fundy (~ 16 m) in Canada. Het op een na hoogste getijverschil (~ 15m) is te vinden in de Severn estuarium in het Verenigd Koninkrijk. Getijde-energie Deze systemen profiteren van de sterke oceaan stromen die kunnen optreden tussen de eilanden of tussen een eiland en een kustlijn. De energie-generators zitten vaak op de zeebodem en lijken onder water, windturbines.
9
5. CONCLUSIE OK dat is het weer voor wat betreft deze leerunit. Wat kan je nu doen? Je kunt eens rondkijken in je woning of je buurt voor mogelijkheden voor duurzame energie en plaatsen waar je dat zou kunnen genereren. Je kunt ook de snelle quiz doen om je kennis te testen van duurzame energie. Succes!
10
