Overal 3 vwo 5.3 opwekken van energie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

5.3 opwekken van energie

Planning

Vandaag:

5.3 Energie opwekken

Zelf doen: 

5.4 Milieu (zit al deels in de andere lessen verweven)

Volgende week:

Toets hoofdstuk 5

Dit energielabel is milieuvriendelijk.

1. Waar
2. Niet waar

Wat is een energielabel?

1. Hierop kan je zien hoe zuinig een apparaat is.
2. Hierop zie je wat je met het apparaat kan doen.
3. Dan weet je in welk stopcontact het moet.
4. Hierop kan je zien of het veilig is.

Welke energiesoorten horen in het stroomdiagram van een van een CV ketel?

Warmte

Elektrische Energie

Chemische Energie

Bewegings 

Energie

1 kWh =

1. 1 kJ
2. 3,6 kJ
3. 1 MJ
4. 3,6 MJ

Leerdoelen

Algemene werking van een energiecentrale beschrijven

Voorbeelden hernieuwbare energiebronnen noemen

Energie berekenen aan de hand van de verbrandingswarmte

0

Fossiele brandstoffen

steenkool

aardgas

Energiebronnen uit de bodem heten fossiele
brandstoffen. 

aardolie

Energie opwekken

In een elektriciteits-centrale worden fossiele brandstoffen verbrand (4).

Met de warmte wordt water verhit tot stoom

Energie opwekken

Er ontstaat stoom onder 

hoge druk.

Energie opwekken

Met deze stoom laat men een turbine ronddraaien (5).

Turbine

Een turbine is een schoepenrad

Drie manieren om een turbine te laten draaien zijn: 

..Stoom onder hoge druk

..Stromend water

..Wind

Energie opwekken

De turbine laat een generator (dynamo)(7) draaien die elektriciteit maakt.

Energie opwekken

De stoom wordt weer vloeibaar gemaakt in een koeltoren (8)

Wat is geen fossiele brandstof?

1. kolen
2. Uranium
3. gas
4. bruinkool

Plaats ze in de juiste orde

1

2

3

4

koeltoren

GENERATOR

TURBINE

BRANDER

Wat is een groot nadeel van een "Kolencentrale"?

1. Warmte verlies
2. Dure energieopwekking
3. CO2 uitstoot
4. Centrales zijn "horizonvervuiling"

Waarom worden energiecentrales vaak gebouwd naast een rivier?

1. Koelwater aanwezig
2. Wonen weinig mensen in de buurt
3. Is toeval
4. Bluswater aanwezig

Wat is een Turbine?

1. Turbine is het deel waar water afgekoeld wordt
2. Turbine is het deel met de schoepenraderen
3. Turbine is het deel dat spanning omzet
4. Turbine is het deel met de spoel

Een ander woord voor een Generator is?

1. Transformator
2. Turbine
3. Dynamo
4. Warmte wisselaar

verbrandingswarmte

Berekenen van de geleverde energie

Verbrandingswarmte is de hoeveelheid energie die per kilogram of kubieke meter verbrande brandstof vrijkomt

verbrandingswarmte

Berekenen van de geleverde energie

Geleverde energie = verbruik x verbrandingswarmte

Geleverde energie in joule (J)

verbruik in kilogram of kubieke meter (kg of m³)

verbrandingswarmte in joule per kilogram of joule per m³

voorbeeld: elektriciteitscentrale

Een gezin verbruikt jaarlijks 1670 m3 aardgas. Bereken hoeveel energie in (J) er door het gezin is gebruikt.

gegevens:  verbruik 1670m³

                   verbrandingswarmte 32.000.000 J/m³

gevraagd:   totale gebruikte energie: E=?

formule:      Geleverde energie = verbruik x verbrandingswarmte

berekening: E = 1670 x 32.000.000 = 51.000.000.000 J

antwoord:    De totale energie is 5,1.10¹⁰J

Stof	MJ / m3	kWh / m3
Aardgas	32
Benzine		9,2
Diesel	36
Hout		4,2
Steenkool	27

Reken om 

8,9

15,1

7,5

32,1

129,6

1,2

10

2,5

115

97,2

Kernenergie

0

0

Kerncentrale

• Uranium wordt gespleten in een reactorvat.
• Water wordt verwarmd tot stoom
• De stoom drijft een turbine aan
• De turbine laat een generator draaien die elektriciteit maakt

Kerncentrales

De energie die vrijkomt bij een kernreactie per één kilo uranium is ongeveer 22,8 miljoen kWh.

Bij een kerncentrale komt dus veel meer energie per kg vrij dan bij elektriciteitscentrales die met fossiele brandstoffen werken.

Wat is het voordeel van een kerncentrale?

Wat is een groot nadeel ven Kernenergie?

1. Duur
2. Radioactief afval
3. Risico
4. Nederland heeft geen eigen kerncentrale

voorbeeld kerncentrale

De centrale van Dodewaard heeft een vermogen van 500 Mw.

en leverd jaarlijks ongeveer 4,5 miljard kWh kernenergie

Bereken hoeveel kg uranium hiervoor nodig is.

gegevens: vermogen P = 500MW

                  tijdsduur t= 1 jaar = 31.536.000 s

                  E per kg uranium = 7,6 miljoen kWh = 27.360.000 MJ

gevraagd: benodigde massa (kg) uranium

Formule:  E = P x t

Berekenen: E = 500 x 31.536.000 = 15.768.000.000

15.768.000.000 / 27.360.000= 576,3 kg Uranium

Hernieuwbare bronnen

De natuur heeft vele miljoenen jaren nodig gehad om fossiele brandstoffen te maken. Fossiele brandstoffen raken op.

In de toekomst zullen we moeten zoeken naar hernieuwbare energiebronnen. 

Deze raken niet op en stoten weinig CO₂ uit.

Hernieuwbare bronnen

Tekst

Tekst

Tekst

Hernieuwbare bronnen

Biomassa

Getijde en golven

Geothermische energie

Levert elektriche energie uit bewegingsenergie van gas

Levert warmte-energie uit aardse warmte

Levert warmte-energie af door middel van verbranding (chemische energie)

Leveren elektrische energie uit stralingsenergie

Leveren elektrische energie uit warmte

Levert elektrische energie uit bewegingsenergie van vloeistof

Zonnepanelen

zonnecollectoren

Windenergie

Geothermische energie

vallend water

Afval

Biobrandstof

Biobrandstof wordt gemaakt van mais, koolzaad en rietsuiker.

Is dit duurzaam?

Nadeel - Veel 

landbouwgrond 

wordt gebruikt.

Hernieuwbare bronnen

Tekst

Tekst

Tekst

Zonnepanelen op een huis wekken gemiddeld 500 W aan vermogen op.

Dit staat gelijk aan een hoeveelheid van            J/s en op jaarbasis is dat dus                  J. 

1 kWh staat gelijk aan                   J. 

Op jaarbasis leveren de zonnepanelen 

dus            kWh.

Als 1 kg steenkool 7,5 kWh oplevert bij verbranding. Dan is de besparing door de zonnepanelen                     kg steenkool per jaar

500

15800000000

4380

3600000

584

140

182500

3,6

32850

1 vierkante meter zonnepaneel levert ongeveer 400MJ elektrische energie. Hoeveel vierkante meter zonnepaneel heb je nodig voor 4120 MJ energie?

1. 8,9
2. 10,3
3. 12,6
4. 16

Wat is een nadeel van windmolens?

1. Horizon vervuiling
2. Wekt niet genoeg energie op
3. Is erg duur
4. Is erg gevaarlijjk

Een ander woord voor Geothermische energie is?

1. Zonne energie
2. Energie uit water
3. Wind energie
4. Energie uit aardwarmte

Biodiesel kan worden gemaakt van koolzaad

1. waar
2. niet waar

Energie uit "Poep" noemen we ook wel?

1. Energie uit bio-massa
2. Geothermische energie
3. Bruine energie
4. Groene energie

Hernieuwbare energiebronnen
raken niet op.

1. waar
2. niet waar

Wat is een groot nadeel van een gas-centrale?

1. Aardgas is erg vervuilend
2. Uit aardgas kun je maar weinig energie opwekken
3. Aardgas raakt op
4. Aardgas is erg duur

Huiswerk

maak opgave 31, 34, 35, 36, 38, 39

31, 34, 35 al gemaakt in de lesson-up

Dus zelfstandig:

36, 38, 39

Volgende week Toets hs 5 !!!