8.4 Duurzame energie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo t, mavo, havo
• Leerjaar 1

Duurzame energie

Leerdoelen

• nadelen van fossiele brandstoffen kennen
• alternatieve vormen van energie kennen
• met het begrip energiedichtheid werken

Fossiele brandstoffen

Steenkool

Aardolie

Aardgas

Fossiele brandstoffen - voorbeelden

Verbranden om energie op te wekken

Brandstof en kunststoffen

Brandstof, verwarming water en CV

Wat zijn fossiele brandstoffen?

Wat weet je nog van?

Kennistest

Er volgen nu vragen om de voorkennis van de leerling te testen.

Hoe wekken we nu energie op?

We gebruiken nu, en vroeger nog meer, veel fossiele brandstoffen. Bijvoorbeeld aardgas, -olie en kolen.

Fossiele brandstoffen raken op. Bij het verbranden komen stoffen vrij die het klimaat kunnen veranderen.

ontstaan fossiele brandstof

Kolen

Kolen worden verbrand om stroom op te wekken.

Aardolie

Aardolie wordt gebruikt om brandstoffen van te maken, maar ook voor de productie van bijvoorbeeld plastic.

Toename CO₂

De koolstofkringloop op aarde is niet meer in evenwicht.

Aardgas

Aardgas wordt gebruikt om te koken, huizen en water te verwarmen of auto's en bussen te laten rijden. 

Aardgas wordt ook gebruikt om stroom op te wekken.

Duurzame

Energie

Energie van beweging (1)

Wind is bewegende lucht. 

Een windmolen draait door de wind, en kan op die manier elektriciteit opwekken.

Op zee en op land.

Energie van beweging (2)

Water in rivieren beweegt ook. Ook de beweging van water kan gebruikt worden om elektriciteit op te wekken.

Elektriciteit uit zonlicht

Ook met zonlicht is stroom op te wekken.

Zonlicht gaat niet op, maar de zon schijnt niet altijd.

Bio energie

Ook van planten is brandstof te maken.

Planten groeien steeds opnieuw en halen CO2 uit de lucht.

 

Nadeel: deze planten groeien op landbouwgrond waar we ook voedsel kunnen laten groeien.

Andere energiebronnen

groen gas

kernenergie

Groen gas: gas uit gft-afval, mest en slib.

prima video, wel even ondertitel aanzetten.

Balans uitstoot/opname 

broeikasgassen

Nodig voor temperatuur

op aarde

--> zonder: gemiddelde

temp op aarde -18 i.p.v.

+15 ^oC

Broeikasgassen in balans

Het versterkte broeikaseffect

• Door extra uitstoot van broeikasgassen (emissie) --> verstoring balans uitstoot/opname --> extra warmte tegengehouden --> de temperatuur op aarde extra stijgt.
• Broeikasgassen zijn met name koolstofdioxide (CO₂), waterdamp (H₂O) en methaan (CH₄).
  
• Vooral het CO_2-gehalte stijgt fors in de atmosfeer
  

isolatie

minder warm water gebruiken

energie zuinige apparaten

voorkom sluipverbruik

restwarmte benutten

energie zuinige apparaten

Zuinig met energie

Rendement verhogen

Energie besparen

 Het begrip ‘rendement’ geeft in procenten aan hoe goed de energie wordt benut.

Laat leerlingen meer voorbeelden bedenken in deze twee categorieën. 

opslag van energie 

energie opslaan in super batterijen en accu's 

energie gebruiken voor elektrolyse > Waterstof en zuurstof

energie gebruiken in een brandstofcel: omgekeerde proces van elektrolyse>> zuiver water en geen CO2

Brandstofcel

• Maakt elektriciteit uit 

       brandstof (waterstof/alcohol)

• Geen bewegende delen. Het lijkt op een batterij maar het raakt niet leeg.
  
• Brandstofcel + elektromotor= auto aandrijven
• Waterstof + zuurstof = waterdamp + elektriciteit

             DUS SCHONER VOOR HET MILLIEU

Blauwe energie

• Verschil tussen zout en zoet water.
• Filter haalt + en - uit zoutwater - dus SPANNING
• Nu nog alleen in laboratorium

            OOK SCHOON

Bij een bus ie op waterstof rijdt komt alleen stoom uit de uitlaat.

1. waar
2. niet-waar

Een brandstofcel bestaat uit een motor en een dynamo.

1. waar
2. niet-waar

Zolang er toevoer van waterstof en zuurstof is, blijft een brandstofcel elektriciteit leveren.

1. waar
2. niet-waar

Brandstofcellen werken alleen op waterstofgas.

1. waar
2. niet-waar

Energie dichtheid

De hoeveelheid energie beschikbaar in een hoeveelheid materiaal.

Als energie vrijkomt spreek je van stookwaarde. 

(Binas tabel 28b)

Energiedichtheid

• Energie: "de mogelijkheid om iets te doen"
• Energie kun je opslaan!
• Elke soort energie heeft z'n eigen manier van opslaan

Welke energievorm is opgeslagen in benzine?

1. thermische energie
2. warmte
3. chemische energie
4. bewegingsenergie

Energiedichtheid (1)

• Oude laptopbatterij: groot en zwaar
• Moderne laptopbatterij: klein en licht
• Toch kunnen beide evenveel energie bevatten
• Energiedichtheid
• 
  
  
• Eenheid: joule per kilogram (J/kg)

Een moderne laptopbatterij weegt 450 g en kan 0,26 MJ energie opslaan.
Wat is de energiedichtheid in J/kg?

1. 0,000578
2. 1730,77
3. 117
4. 577778

Energiedichtheid (2)

Ook andere soorten energie-opslag hebben energiedichtheid

Wat heeft de hoogste energie-dichtheid: auto-accu of Big Mac?

1. 
2. 
3. Ze hebben een gelijke energiedichtheid

Maken H8.4: opg 23 t/m 30