natuurkunde 3.1 Energie uit brandstoffen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 3

3.1 energie uit brandstoffen

wat gaan we doen?

- brandstoffen gebruiken

- elektriciteit uit brandstoffen

- afvalwarmte

- eenheid van energie

Leerdoelen

• Je kunt toepassingen van fossiele brandstoffen beschrijven.
• Je kunt de werking van een elektriciteitscentrale beschrijven.
• Je kunt benoemen dat afvalwarmte ontstaat in een elektriciteitscentrale en dat deze nuttig gebruikt kan worden

brandstoffen gebruiken

de belangrijkste bron van energie in Nederland komt uit de fossiele brandstoffen

dit zijn bijvoorbeeld aardolie, aardgas en steenkool.

windenergie, en zonne-energie zijn vormen van duurzame energiebronnen die een kleiner aandeel hebben in de energievoorziening.

daarnaast wordt kan ook nog kernenergie worden gebruikt

brandstoffen leveren energie

uit welk soort energiebron/brandstof halen we in Nederland de meeste energie?

1. fossiele brandstoffen
2. duurzame energie
3. kernenergie
4. windenergie

brandstoffen gebruiken

de drie belangrijkste toepassingen van brandstoffen zijn;

- verwarming van gebouwen
aardgas wordt vaak verbrand in de cv-ketel om het huis warm te krijgen.

- wegvervoer en vliegverkeer

Denk aan bezine of diesel die er voor zorgt dat de auto rijd, of kerosine zodat het vliegtuig vliegt.

- opwekking van elektriciteit
de steenkolen centrales bijvoorbeeld om elektriciteit op te wekken
met kernenergie wordt ook elektriciteit opgewekt.

Elektriciteit uit brandstoffen

Bij verbranden van een brandstof wordt chemische energie omgezet in warmte. 

Deze warmte kan omgezet worden in elektrische energie

elektriciteit uit brandstoffen

1. aardgas wordt verbrand, daardoor word water verhit en ontstaat er stoom

2. de stoom schiet met hoge snelheid tegen de schoepen in de stoomturbine

3. de as van de turbine draait hierdoor. daardoor gaat ook de as van de generator draaien

4. er wordt elektrische energie opgewekt( net zoals in een dynamo)

5. het stoom wordt in de condensor afgekoeld zodat het vloeibare water weer opnieuw kan worden gebruikt

wat gebeurt er in de stoomturbine van een elektriciteitscentrale?

afval warmte

niet al het chemische energie wordt omgezet in elektrische energie

een deel wordt omgezet in warmte

dit is vaak ongewenst en noem je dus ook wel afvalwarmte, je kunt hier geen energie meer uit halen

deze warmte zit vaak in het koelwater.
Dit kan worden geloosd in een rivier of
zee wanneer dit weer voldoende is afgekoeld

In een elektriciteitscentrale wordt niet alle chemische energie omgezet in elektrische energie.
Waar blijft de rest van de energie?

1. Die verdwijnt als afvalwarmte met het koelwater in de rivier.
2. Die verdwijnt als afvalwarmte via de schoorsteen in de lucht.
3. Die verdwijnt als chemische energie met het koelwater in de rivier.
4. Die verdwijnt als chemische energie via de schoorsteen in de lucht.

De afvalwarmte die ontstaat bij het maken van elektrische stroom kun je ook weer opnieuw gebruiken.
Bedenk een manier hoe we deze warmte kunnen hergebruiken.

afvalwarmte hergebruiken

je kunt het afvalwarmte ook hergebruiken

in Meppel wordt het warme afval warmte gebruikt in een subtropische zwembad

daarnaast zou je ook de gebouwen in de buurt van een elektriciteitscentrale kunnen verwarmen met het warme water

eenheid van energie

energie wordt gemeten in de eenheid Joule

1 J  is maar heel weinig

daarom wordt er gewerkt met voorvoegsels als kilo en mega

hele grote getallen worden ook wel uitgedrukt in gigajoule en terajoule ( tabel 3 in de binas)

1 kilojoule = 1kJ = 1 000 J

1 megajoule = 1 MJ =  1 000 000 J

1 gigajoule = 1 GJ =  1 000 000 000 J

1 terajoule = 1 TJ = 1 000 000 000 000 J

3 000 000 joule schrijf je ook wel als:

1. 3 kJ
2. 3MJ
3. 3 GJ
4. 3 TJ

leg in je eigen woorden uit wat de toepassingen van fossiele brandstoffen zijn

leg in je eigen woorden uit hoe een elektriciteitscentrale werkt

leg in je eigen woorden uit wat afvalwarmte is en hoe dit nuttig gebruikt kan worden

huiswerk

paragraaf 3.1 maken in het werkboek

(dit staat in werkboek A)