11.2 - Zonne-energie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• mavo
• Leerjaar 4

Hoofdstuk 11

Energie 

H11.2 Zonne-energie

Rekenen met elektrische energie

Energie = vermogen x tijd

Een energiecentrale werkt op een vermogen van 2000 MW.
Hoeveel energie in TJ wordt er omgezet in 1 uur?

Voorbeeld opgave

Een energiecentrale werkt op een vermogen van 2000 MW. 

Hoeveel energie in TJ wordt er omgezet in 1 uur?

• Gegevens: P = 2000 MW = 2000 * 10⁶ = 2 000 000 000 W =                                    t = 1 uur = 60 min = 3600 s
• Gevraagd:  E = ? TJ
• Formule:    E = P x t
• Uitwerking: E = 2 000 000 000 x 3600 = 7 200 000 000 000 J                                       = 7 200 000 000 kJ = 7 200 000 MJ = 7 200 GJ = 7,2 TJ
• Antwoord: Er wordt in 1 uur 7,2 TJ aan energie omgezet.

Uit metingen blijkt dat de installatie in 20 minuten 22,8 GJ elektrische energie produceert.
Bereken het elektrisch vermogen van de verbrandingsinstallatie. Geef je antwoord in MW

Energietransitie

In plaats van fossiele brandstoffen gebruik maken van de wind- en zonne-energie. 

Energie-stroomdiagram

Zonnepanelen

Een zonnepaneel heeft een maximaal vermogen, dit wordt ook wel het piekvermogen genoemd. 

(Dit vermogen is wat er maximaal opgewekt kan worden onder de optimale omstandigheden). 

Verwerking

Maken opgave 3

4 minuten

Klaar? Maken opgave 1 en 2. 

Welke energie omzetting vindt plaats?

Plant?
Auto?
Zonnepaneel?

Energie-omzetting zonnepanelen

Stralingsenergie  --> Elektrische energie  en warmte

Omvormer nodig om stralingsenergie naar elektrische energie (230 V) om te zetten. Ook gebruiken ze dit om van gelijkspanning wisselspanning te maken.

rendement berekenen

Zet een zonnepaneel alle stralingsenergie om in elektrische energie??

Theorie - rendement

Het rendement van zonnepanelen is 16%

Rendement uitrekenen

100W gloeilamp produceert 5W

licht = 5% rendement

100W ledlamd produceert 50W

licht = 50% rendement

Rendement

Het rendement geeft aan hoeveel procent nuttig gebruikt wordt. 

Rendement

Rendement is hoe goed energie benut wordt.

bijvoorbeeld:

Van 100J wordt slechts 70J verbruikt.

Het rendement is dus 70%

Het rendement van een kolecentrale is dus 40%

Voorbeeldopdracht 1

In een laboratorium wordt een zonnepaneel getest. Er valt 1600 W aan stralingsenergie op het paneel. Het elektrisch vermogen is in deze situatie 292 W.

Bereken het rendement van het zonnepaneel.

gegevens:P_op = 1600 W P_af = 292 W

 gevraagd:η = ? %

In een laboratorium wordt een zonnepaneel getest. Er valt 1600 W aan stralingsenergie op het paneel. Het elektrisch vermogen is in deze situatie 292 W.
Bereken het rendement van het zonnepaneel.

Vermogen in Watt (W)

Energie in Joule (J)

Een zonnepaneel zet 85% van de stralingsenergie van de zon om in warmte. Hoe hoog is het rendement van het zonnepaneel? (Bedenk eerst goed wat voor energie een zonnepaneel moet leveren. Wat is gewenste energie?)

1. 100%
2. 85%
3. 15%
4. Dat kun je niet zeggen

Verwerking

Ga aan de slag met de opdrachten van H11.2

Samenvatting H11.2 Zonne-energie 

Stralingsenergie bij planten

• Fotosynthese: stralingsenergie => chemische energie 

Stalingsenergie bij zonnepanelen

• Zonnecel: Stralingsenergie => elektrische energie

Omvormer zonnepaneel

• Zet gelijkstroom om in wisselstroom

Piekvermogen

• Maximaal elektrisch vermogen dat alleen onder ideale omstandigheden wordt gehaald

Rendement

• n = E_nut / E_tot x 100%  of  n = P_nut / P_tot x 100%