H3.3 Zonne energie uitwerking

• nask
• Middelbare school
• vmbo g, t
• Leerjaar 3

Zonne-energie uitwerking

Opgave 22

Vul in: 

a- Planten gebruiken zonlicht om ..............  te maken van koolstofdioxide en ...............

b- De stralingsenergie in het zonlicht wordt daarbij omgezet in ................................. .

Opgave 22

Vul in: 

a- Planten gebruiken zonlicht om glucose te maken van koolstofdioxide en water 

b- De stralingsenergie in het zonlicht wordt daarbij omgezet in chemische energie .

Opgave 22

c Een .......................... zet de stralingsenergie in zonlicht om in warmte.

d Een ....................... is een vlakke plaat waarop een groot aantal zonnecellen is gemonteerd.

e Een zonnecel zet de stralingsenergie in zonlicht om in ....................................... .

Opgave 22

c Een zonnecollector zet de stralingsenergie in zonlicht om in warmte.

d Een zonnepaneel is een vlakke plaat waarop een groot aantal zonnecellen is gemonteerd.

e Een zonnecel zet de stralingsenergie in zonlicht om in elektrische energie .

Opgave 23

23 Vul in:

In de formule: η =Pnut / Ptot x 100%

– staat η voor het  rendement

– staat Pnut voor het nuttige vermogen

– staat Ptot voor het totaal opgenomen vermogen

Opgave 23

23 Vul in:

In de formule: η =Pnut / Ptot x 100%

– staat η voor het  ........................

– staat Pnut voor het ................

– staat Ptot voor het ..................

Opgave 24

Met behulp van een zonnecollector kun je een woonhuis voorzien van warm water (afbeelding 11 van je handboek).

a-  Waarom is de absorptieplaat van een

zonnecollector zwart geverfd?

..........................................................................................................

Opgave 24

Met behulp van een zonnecollector kun je een woonhuis voorzien van warm water (afbeelding 11 van je handboek).

a-  Waarom is de absorptieplaat van een

zonnecollector zwart geverfd?

Dit gebeurt omdat de plaat zo veel mogelijk zonlicht moet absorberen en omzetten in warmte.

Opgave 24

Met behulp van een zonnecollector kun je een woonhuis voorzien van warm water (afbeelding 11 van je handboek).

b-  Waarom wordt een zonnecollector bij voorkeur gemonteerd op een dak aan de zuidzijde van een huis?

.....................................................................................................................

Opgave 24

Met behulp van een zonnecollector kun je een woonhuis voorzien van warm water (afbeelding 11 van je handboek).

b-  Waarom wordt een zonnecollector bij voorkeur gemonteerd op een dak aan de zuidzijde van een huis?

Dit wordt gedaan omdat op een

dak dat op het zuiden gericht is, verreweg het meeste zonlicht valt.

Opgave 24

Met behulp van een zonnecollector kun je een woonhuis voorzien van warm water (afbeelding 11 van je handboek).

c Waarom is er boven de absorptieplaat dubbel glas aangebracht?

..........................................................................................................

Opgave 24

Met behulp van een zonnecollector kun je een woonhuis voorzien van warm water (afbeelding 11 van je handboek).

c Waarom is er boven de absorptieplaat dubbel glas aangebracht?

Dit doet men om de plaat te

isoleren zodat er zo weinig mogelijk warmte ‘weglekt’.

Opgave 24

Met behulp van een zonnecollector kun je een woonhuis voorzien van warm water (afbeelding 11 van je handboek).

d-  Waarom is de warmtewisselaar van een goed geleidend materiaal gemaakt?

,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

Opgave 24

Met behulp van een zonnecollector kun je een woonhuis voorzien van warm water (afbeelding 11 van je handboek).

d-  Waarom is de warmtewisselaar van een goed geleidend materiaal gemaakt?

Zo wordt ervoor gezorgd dat de warmte goed aan het leidingwater wordt doorgegeven

Opgave 25

Op plaatsen ver van het elektriciteitsnet worden voor straatverlichting steeds vaker zonnepanelen gebruikt, in combinatie met enkele accu’s (figuur 8). 

a-  Leg uit waarom de accu’s beslist onmisbaar zijn.

Opgave 25

Op plaatsen ver van het elektriciteitsnet worden voor straatverlichting steeds vaker zonnepanelen gebruikt, in combinatie met enkele accu’s (figuur 8). 

a-  Leg uit waarom de accu’s beslist onmisbaar zijn.

De lamp moet ’s nachts branden, terwijl de zonnepanelen overdag elektriciteit opwekken. De elektrische energie moet dus tijdelijk worden opgeslagen, en daar zorgen de accu’s voor.

– staat η voor het

Pnut Ptot

∙ 100%

tijdelijk worden opgeslagen, en daar zorgen de accu’s voor.

Opgave 25

Op plaatsen ver van het elektriciteitsnet worden voor straatverlichting steeds vaker zonnepanelen gebruikt, in combinatie met enkele accu’s (figuur 8). 

b- Voor zonlicht hoef je geen cent te betalen. Toch is de elektrische energie van een zonnepaneel duur.

Wat maakt die elektrische energie zo duur?

Opgave 25

b- Voor zonlicht hoef je geen cent te betalen. Toch is de elektrische energie van een zonnepaneel duur.

Wat maakt die elektrische energie zo duur?

Zonnepanelen zijn duur in aanschaf en onderhoud, en dat zie je terug in de prijs van de opgewekte energie.     

Opgave 25

c Waardoor zijn lantaarnpalen op zonne-energie ver van het elektriciteitsnet toch goedkoper dan ‘gewone’ lantaarnpalen?

Het aanleggen van een lange elektriciteitsleiding is erg duur: duurder dan een paar zonnepanelen

Opgave 26

Lees het krantenartikel in figuur 9.

a-  In het artikel staat dat de zonneoven het milieu spaart.

Leg uit wat er precies wordt ‘gespaard’.

Opgave 26

Lees het krantenartikel in figuur 9.

a-  In het artikel staat dat de zonneoven het milieu spaart.

Leg uit wat er precies wordt ‘gespaard’.

Er hoeven geen bomen meer te worden omgehakt. Gebruik van de zonneoven spaart dus bomen.

Opgave 26

b-  In Afrika moeten mensen soms uren lopen om aan brandhout te komen. Dicht bij hun dorpen is geen hout meer te vinden.

Hoe zou dat komen?

Opgave 26

b-  In Afrika moeten mensen soms uren lopen om aan brandhout te komen. Dicht bij hun dorpen is geen hout meer te vinden.

Hoe zou dat komen?

Alle bruikbare bomen en struiken in de buurt van de dorpen zijn al omgehakt en meegenomen.

Opgave 26

c-  In het artikel worden verschillende voordelen van de zonneoven genoemd.

Bedenk zelf ook een nadeel van de zonneoven.

Opgave 26

c-  In het artikel worden verschillende voordelen van de zonneoven genoemd.

Bedenk zelf ook een nadeel van de zonneoven.

Een zonneoven kun je alleen gebruiken als de zon schijnt en niet als het bewolkt is.

Opgave 26

d-  De zonneoven heeft een deksel met dubbel glas. Waarom heeft de uitvinder voor dubbel glas gekozen

en niet voor enkel glas?

Opgave 26

d-  De zonneoven heeft een deksel met dubbel glas. Waarom heeft de uitvinder voor dubbel glas gekozen

en niet voor enkel glas?

Dubbel glas laat zonlicht (bijna) even goed door als enkel glas, maar houdt de warmte beter binnen.

Opgave 27

Een schoolklas is op excursie in een elektriciteitscentrale. De rondleider vertelt: ‘Als de centrale op volle toeren draait, wordt er in de branders elke seconde 38 m3 aardgas verbrand. De centrale levert dan een elektrisch vermogen van 450 MW.’

a-  Aardgas heeft een verbrandingswarmte van 32 MJ/m3.

Hoeveel warmte kan 38 m3 aardgas dus leveren?

Opgave 27

Een schoolklas is op excursie in een elektriciteitscentrale. De rondleider vertelt: ‘Als de centrale op volle toeren draait, wordt er in de branders elke seconde 38 m3 aardgas verbrand. De centrale levert dan een elektrisch vermogen van 450 MW.’

a-  Aardgas heeft een verbrandingswarmte van 32 MJ/m3.

Hoeveel warmte kan 38 m3 aardgas dus leveren?

38 × 32 MJ = 1216 MJ

Opgave 27

Een schoolklas is op excursie in een elektriciteitscentrale. De rondleider vertelt: ‘Als de centrale op volle toeren draait, wordt er in de branders elke seconde 38 m3 aardgas verbrand. De centrale levert dan een elektrisch vermogen van 450 MW.’

b- Hoeveel energie neemt de centrale dus in één seconde op?

Opgave 27

Een schoolklas is op excursie in een elektriciteitscentrale. De rondleider vertelt: ‘Als de centrale op volle toeren draait, wordt er in de branders elke seconde 38 m3 aardgas verbrand. De centrale levert dan een elektrisch vermogen van 450 MW.’

b- Hoeveel energie neemt de centrale dus in één seconde op?

1216 MJ

Opgave 27

Een schoolklas is op excursie in een elektriciteitscentrale. De rondleider vertelt: ‘Als de centrale op volle toeren draait, wordt er in de branders elke seconde 38 m3 aardgas verbrand. De centrale levert dan een elektrisch vermogen van 450 MW.’

c Hoeveel elektrische energie staat de centrale in één seconde af?

Opgave 27

Een schoolklas is op excursie in een elektriciteitscentrale. De rondleider vertelt: ‘Als de centrale op volle toeren draait, wordt er in de branders elke seconde 38 m3 aardgas verbrand. De centrale levert dan een elektrisch vermogen van 450 MW.’

c Hoeveel elektrische energie staat de centrale in één seconde af?

450 MJ

Opgave 27

Een schoolklas is op excursie in een elektriciteitscentrale. De rondleider vertelt: ‘Als de centrale op volle toeren draait, wordt er in de branders elke seconde 38 m3 aardgas verbrand. De centrale levert dan een elektrisch vermogen van 450 MW.’

d-  Bereken met de gegevens uit vraag 27b en c het rendement van de centrale.

Opgave 27

d-  Bereken met de gegevens uit vraag 27b en c het rendement van de centrale.

η = E  nut/ E tot x 100% 

 = 450 / 1216 × 100% ≈ 37%

  

Opgave 28

28 In de glastuinbouw wordt steeds vaker gebruikgemaakt van warmtekrachtkoppeling. Op het tuinbouwbouwbedrijf wordt een installatie gebouwd die elektrische energie opwekt (een soort minicentrale). De opgewekte elektrische energie wordt gebruikt op het bedrijf of aan het elektriciteitsnet geleverd. De afvalwarmte wordt gebruikt om er de kassen mee te verwarmen. In figuur 10 is het energiestroomdiagram van zo’n warmtekrachtinstallatie getekend.

a-  Hoeveel procent van de gebruikte energie:

  

Opgave 28

a-  Hoeveel procent van de gebruikte energie:

  

– wordt omgezet in elektrische energie?

35%

– wordt nuttig gebruikt in het tuinbouwbedrijf?

45%

– gaat verloren?

20%

Opgave 28

b-  Bereken het rendement van de installatie met de gegevens in figuur 10.

Opgave 28

b-  Bereken het rendement van de installatie met de gegevens in figuur 10.

Pnut = 35 + 45 = 80 MW

Ptot = 100 MW

η = Pnut /Ptot
x  100% = 80  / 100 × 100% ≈ 80%

het aantrekkelijker om zonne-

Opgave 29

Lees het krantenartikeltje in figuur 11.

a-  Welke energieomzetting vindt in een zonnecel plaats?

Opgave 29

b Maak het energiestroomdiagram in figuur 11 af. 

Opgave 29

c-  Waarom is het belangrijk dat het rendement van zonnecellen wordt vergroot?

Opgave 29

c-  Waarom is het belangrijk dat het rendement van zonnecellen wordt vergroot?

Een groter rendement betekent

dat de zonnecel verhoudingsgewijs meer elektrische energie levert. De geleverde elektriciteit wordt daardoor goedkoper. Dat maakt  het aantrekkelijker om zonne-energie te gebruiken als energiebron. 

Opgave 30

Ernest wil zonnepanelen op zijn huis laten installeren. Voor € 5.600 kan hij twaalf panelen krijgen. De leverancier vertelt hem dat de levensduur van de panelen minstens vijfentwintig jaar is. De aanschaf van de panelen zal naar schatting in tien jaar terugverdiend zijn.

a-  Hoeveel euro moet Ernest per jaar besparen op zijn energieverbruik om in tien jaar de aanschaf van de panelen terug te verdienen?

Opgave 30

Ernest wil zonnepanelen op zijn huis laten installeren. Voor € 5.600 kan hij twaalf panelen krijgen. De leverancier vertelt hem dat de levensduur van de panelen minstens vijfentwintig jaar is. De aanschaf van de panelen zal naar schatting in tien jaar terugverdiend zijn.

a-  Hoeveel euro moet Ernest per jaar besparen op zijn energieverbruik om in tien jaar de aanschaf van de panelen terug te verdienen?

5600 / 10 = € 560 per jaar

Opgave 30

Ernest wil zonnepanelen op zijn huis laten installeren. Voor € 5.600 kan hij twaalf panelen krijgen. De leverancier vertelt hem dat de levensduur van de panelen minstens vijfentwintig jaar is. De aanschaf van de panelen zal naar schatting in tien jaar terugverdiend zijn.

b Hoeveel vermogen leveren deze panelen per

jaar, als je weet dat elektrische energie € 0,25 per kilowattuur kost?

Opgave 30

Ernest wil zonnepanelen op zijn huis laten installeren. Voor € 5.600 kan hij twaalf panelen krijgen. De leverancier vertelt hem dat de levensduur van de panelen minstens vijfentwintig jaar is. De aanschaf van de panelen zal naar schatting in tien jaar terugverdiend zijn.

b Hoeveel vermogen leveren deze panelen per

jaar, als je weet dat elektrische energie € 0,25 per kilowattuur kost?

560 / € 0,25 = 2240 kWh

Opgave 30

*c De leverancier vertelt dat over niet al te lange tijd een nieuwe generatie zonnepanelen beschikbaar zal komen met een rendement dat ongeveer 2× zo hoog is (figuur 11). Ernest vraagt of hij die panelen dus in

vijf jaar terugverdient. De leverancier verwacht dat dit niet zo zal zijn.

Bedenk een reden waarom het volgens de leverancier langer zal duren om deze panelen terug

te verdienen.

Opgave 30

Omdat de nieuwe panelen waarschijnlijk een stuk duurder zullen zijn. Hierdoor duurt het langer dan vijf jaar om de panelen terug te verdienen.