Les 5 berekenen aan waterstof

Les 5 berekenen aan waterstof

Les 5 berekenen aan waterstof

Lesdoel: aan het eind van de les kunnen de studenten berekeningen maken over energiewaardes van waterstof en opbrengsten van brandstofcellen.

Energiewaarde waterstof

1 kg waterstof = 120 MJ/kg energie

1 ltr waterstof bij 1 bar = 10kJ/l

Vuistregels voor energie-inhoud bij verschillende drukken:

Tot 200 bar: druk x 10 = .... kJ/l

Vanaf 200 bar: 2000 + ((druk - 200) x 5,5) = ... kJ/l

Energiewaarde waterstof

Voorbeeld:

Energie in tank van 2 liter bij 248 bar:

Energie = 2000 + ((200-48) x 5,5 (keer 2 liter) = 4528 kJ

Omgerekend naar kilo's  is dit: 4528 / 120000 = 0,038 kg. 

Rekenen aan brandstofcel

We kunnen hiervoor verschillende berekeningen gebruiken, om de volgende dingen te bepalen:

1. Vermogen
2. Efficiëntie 
3. Energie-inhoud waterstof
4. Spanning per brandstofcel
5. Levensduur brandstofcel

Rekenen aan brandstofcel

Vermogen kunnen we berekenen met de formule:

P = U * I

Hierin is:

P = vermogen

U = spanning

I = stroom

Met vermogen kunnen we ook de efficiëntie berekenen

Rekenen aan brandstofcel

Efficiëntie berekenen met ingaande en uitgaande vermogen:

η = Puit / Pin * 100%

Puit = uitgaande vermogen

Pin = ingaande vermogen

Rekenen aan brandstofcel

Berekenen van energie-inhoud waterstof

E = m * H

E = Energie (Joule)

m = massa (kg)

H = verbrandingswaarde waterstof (MJ/kg)

Rekenen aan brandstofcel

Spanning brandstofcel:

Gemiddelde spanning per cel is: 0,7 V per cel

Voorbeeld stack van 370 cellen:

Totale spanning = 370 * 0,7 = 259 V

Rekenen aan brandstofcel

Levensduur brandstofcel:

= totale gebruiksuren/ gemiddelde gebruiksuren per dag

Voorbeeld:

30.000 uren levensduur en gebruik van 8 uur per dag:

30.000 / 8 = 3750 dagen (ongeveer 10 jaar)

Wat is de formule voor het berekenen van het vermogen?

1. P=U*I
2. P=U+I
3. P=U-I
4. P=U/I

Als een brandstofcel een spanning heeft van 0,7 V en een stroom van 10A, wat is dat het vermogen?

1. 0,7W
2. 7W
3. 70W
4. 700W

Hoe bereken de je efficiëntie in een brandstofcel?

1. η = Pin / Pin * 100%
2. η = Puit / Puit * 100%
3. η = Puit / Pin * 100%
4. η = Puit / Pin * 90%

Wat is de verbrandingswaarde van waterstof?

1. 120 MJ/kg
2. 130 MJ/kg
3. 200 MJ/kg
4. 150 MJ/kg

Als een stack 450 cellen heeft, en elke cel is 0,7 V. Wat is dan de totale spanning.

1. 400 V
2. 230 V
3. 259 V
4. 315 V

Wat is de formule voor het berekenen van de energie-inhoud?

1. E = m / H
2. E = m + H
3. E = m * H
4. E = m - H

Wat is de energie-inhoud bij 8 kg?

1. 1200 MJ/kg
2. 960 MJ/kg
3. 500 MJ/kg
4. 800 MJ/kg

Ga samen na welke antwoorden fout zijn beantwoordt. Bespreek welke fout je gemaakt hebt. 

Is lesdoel gehaald?

Aan het eind van de les kunnen studenten rekenen met energiewaarde van waterstof en opbrengst van brandstofcellen.

Volgende les:

Bezig met het bouwen van de maquette