Hoofdstuk 11.2 Zonne-energie K4 les 2

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 3

H11: Energie

Benodigheden

- laptop

- Binas

- Rekenmachine 

Tassen op de grond

Telefoons in de zakkie

Welkom kader 4!

Ga zitten en start met:

Ga verder met H11.2 Zonne-energie. 

Jas over je stoel

Practicum

Welkom Kader-3 

Start met opdracht 2, 4, 6 en 8 van 2,3 Temperatuur

Je hebt straks je laptop nodig                     START IN:

Neem plaats en leg je spullen alvast klaar.

We gaan starten!

                                                                                               Wachttijd:

H11: Energie

Introductie

§ 11.1 Fossiele brandstoffen

§ 11.2 Zonne-energie

§ 11.3 Windenergie

§ 11.4 Waterkracht

§ 11.5 Energie besparen

Lesprogramma

1. Lezen H11.2
2. Huiswerk controle
3. Terugblik
4. Leerdoelen
5. Instructie (uitleg)
6. Afsluiting 
7. Huiswerk

 H11.2

Lees in jouw boek H11.2

Huiswerkcontrole

Over welke opgaven van
het huiswerk zijn er vragen?

Terugblik

1. Je kunt de drie belangrijkste toepassingen van fossiele brandstoffen beschrijven.
   
2. Je kunt uitleggen hoe een ‘gewone’ energiecentrale elektrische energie produceert.
   
3. Je kunt berekeningen uitvoeren met (elektrische) energie, vermogen en tijd.
   
4. Je kunt uitleggen hoe een kerncentrale kernenergie omzet in elektrische energie.
   
5. Je kunt toelichten wat wordt bedoeld met de afvalwarmte van een energiecentrale.
   
6. Je kunt uitleggen wat thermische verontreiniging is en hoe je die kunt voorkomen.
   
7. Je kunt milieuproblemen beschrijven die horen bij het gebruik van fossiele brandstoffen.

Warmte gaat altijd ...

1. Van een hoge naar een lagere temperatuur
2. Van een lage naar een hoge temperatuur

Leg uit waar de elektriciteit die je thuis gebruikt vandaan komt.

Het opgewarmde water van energiecentrales wordt geloosd in rivieren. Van welke stof neemt de hoeveelheid in het water dan af?

1. lucht
2. aardgas
3. stikstof
4. zuurstof

Welke invloed heeft het opwarmen van oppervlaktewater op de vissen?

Waardoor wordt zure regen veroorzaakt?

Waardoor wordt smog veroorzaakt?

Leg uit waarom smog ontstaat als het niet waait.

Waarom dragen veel mensen mondkapjes op plekken met smog?

Onthoud

• Fossiele brandstoffen worden nog steeds veel gebruikt: voor de verwarming van gebouwen, voor het wegvervoer en vliegverkeer en voor de opwekking van elektriciteit.

• In een ‘gewone’ energiecentrale worden brandstoffen verbrand. Met de ontstane warmte wordt water verhit tot stoom. De stoom brengt turbines aan het draaien die op hun beurt generatoren aandrijven. In de generatoren wordt dan elektrische energie opgewekt.

• Je kunt de energieproductie van een centrale berekenen met de formule: E = P ∙ t

• Een kerncentrale werkt op de kernenergie in een kernbrandstof zoals uranium. In de kernreactor worden de kernen van de uraniumatomen gespleten. Daarbij komt veel warmte vrij. Die warmte wordt gebruikt om elektrische energie op te wekken, net als in een gewone energiecentrale.

Onthoud

• Het is onmogelijk om warmte volledig om te zetten in elektrische energie. De afvalwarmte die overblijft, wordt afgevoerd met het koelwater van een centrale.

• Als je koelwater rechtstreeks in een rivier loost, kan het water te warm worden voor de vissen die erin leven. Dat noem je thermische verontreiniging. Om milieuschade te voorkomen, moet het energiebedrijf het koelwater eerst laten afkoelen in grote koeltorens.

• Bij de verbranding van fossiele brandstoffen ontstaan verschillende schadelijke gassen. Koolstofdioxide (CO2) laat de aarde opwarmen, waardoor het klimaat verandert. Zwaveldioxide (SO2) en stikstofoxiden (NOx) veroorzaken zure regen en dragen bij aan smog.

Leerdoelen 11.2 Zonne-energie

1. Je kunt beschrijven hoe planten gebruikmaken van de stralingsenergie in zonlicht.
   
2. Je kunt benoemen welke energie-omzetting plaatsvindt in een zonnepaneel.
   
3. Je kunt uitleggen waardoor een zonnepaneel niet steeds hetzelfde vermogen afgeeft.
   
4. Je kunt uitleggen dat mensen met zonnepanelen energie én geld kunnen besparen.
   
5. Je kunt uitleggen wat wordt bedoeld met het rendement van een zonnepaneel.
   
6. Je kunt berekeningen uitvoeren met rendement en energie, en met rendement en vermogen.

Stralingsenergie

De energie in zonlicht wordt stralingsenergie genoemd.

Als zonlicht op het aardoppervlak valt, wordt het licht gedeeltelijk geabsorbeerd. 

De stralingsenergie wordt daarbij omgezet in warmte. Op die manier worden het aardoppervlak en de atmosfeer daarboven verwarmd.

Planten gebruiken zonlicht om glucose te maken van koolstofdioxide en water. 

De stralingsenergie in het zonlicht wordt daarbij 

omgezet in chemische energie van glucose en

daarvan afgeleide stoffen. 

Dit heet fotosynthese.

Zonnepanelen

Een zonnecel kan de stralingsenergie in zonlicht direct omzetten in elektrische energie.

In de praktijk worden zonnepanelen gebruikt die bestaan uit tientallen zonnecellen (afbeelding 2).

Onder ideale omstandigheden (voor Nederland) levert zonnepaneel een elektrisch vermogen van ongeveer 300 W.

Dit maximale elektrisch vermogen wordt ook wel het piekvermogen genoemd.

Zonne-energie gebruiken

•  Eerst moet die energie worden omgezet naar de spanning van het lichtnet: 230 V.
• Daarvoor zorgt een apparaat dat een omvormer wordt genoemd. 
• Die maakt de elektrische energie geschikt voor de elektrische apparaten in huis.
• De omvormer geeft de elektrische energie (nu met de juiste spanning) af aan het lichtnet in huis. 
• De leidingen vervoeren de elektrische energie naar de apparaten die op dat moment aanstaan.

Het rendement van een zonnepaneel

Een energie-omzetting is meestal niet 100% efficiënt. Dat geldt ook voor zonnepanelen. 

De meest verkochte soort zonnepanelen heeft een rendement van ongeveer 16%. 

Dat betekent dat het zonnepaneel maar 16% van de stralingsenergie in het zonlicht omzet in elektrische energie. 

De overblijvende 84% wordt omgezet in warmte waar je verder niets aan hebt (afbeelding 3).

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.

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 ?

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

Pop = 1600 W

Paf = 292 W

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 :

Pop = 1600 W

Paf = 292 W

gevraagd : η = ? %

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

Pop = 1600 W

Paf = 292 W

gevraagd

η = ? %

Uitwerking:

η = Paf/Pop  × 100%

η = 292/1600 × 100% = 18%

Aan de slag!

Maak opdracht: van paragraaf 11.2 Zonne-energie

1 t/m 12

Je mag samenwerken!

Waar wil je nog extra uitleg over?

Welke 3 dingen heb jij deze les geleerd?

Onthoud

• Planten gebruiken zonlicht om glucose te maken van koolstofdioxide en water. Daarbij zetten ze de stralingsenergie in zonlicht om in chemische energie.

• Een zonnepaneel bestaat uit zonnecellen die de stralingsenergie in zonlicht omzetten in elektrische energie. Via een omvormer wordt de elektrische energie afgegeven aan het lichtnet in huis.

• Het elektrisch vermogen dat een zonnepaneel produceert, hangt af van de omstandigheden. Het paneel haalt zijn maximale vermogen alleen als de omstandigheden ideaal zijn: rond twaalf uur ’s middags in de zomer bij een onbewolkte lucht.

Onthoud

• Planten gebruiken zonlicht om glucose te maken van koolstofdioxide en water. Daarbij zetten ze de stralingsenergie in zonlicht om in chemische energie.

• Een zonnepaneel bestaat uit zonnecellen die de stralingsenergie in zonlicht omzetten in elektrische energie. Via een omvormer wordt de elektrische energie afgegeven aan het lichtnet in huis.

• Het elektrisch vermogen dat een zonnepaneel produceert, hangt af van de omstandigheden. Het paneel haalt zijn maximale vermogen alleen als de omstandigheden ideaal zijn: rond twaalf uur ’s middags in de zomer bij een onbewolkte lucht.

Onthoud

• Mensen die zonnepanelen op hun huis hebben liggen, hebben minder (of geen) elektrische energie nodig van het energiebedrijf. Hierdoor gaat hun energierekening flink naar beneden.

• Het meest verkochte soort zonnepanelen heeft een rendement van 16%. Dat wil zeggen dat ze 16% van de opgevangen stralingsenergie omzetten in elektrische energie.

• Je kunt het rendement berekenen met de formules:

Afsluiting: we weten.................

1. Je kunt beschrijven hoe planten gebruikmaken van de stralingsenergie in zonlicht.
   
2. Je kunt benoemen welke energie-omzetting plaatsvindt in een zonnepaneel.
   
3. Je kunt uitleggen waardoor een zonnepaneel niet steeds hetzelfde vermogen afgeeft.
   
4. Je kunt uitleggen dat mensen met zonnepanelen energie én geld kunnen besparen.
   
5. Je kunt uitleggen wat wordt bedoeld met het rendement van een zonnepaneel.
   
6. Je kunt berekeningen uitvoeren met rendement en energie, en met rendement en vermogen.

Het is duidelijk waar we met het hoofdstuk aan het werk gaan

😒🙁😐🙂😃

Ik begrijp de leerdoelen van deze les?

😒🙁😐🙂😃

De les was leuk?

😒🙁😐🙂😃

Afsluiting

Volgende les:

Huiswerk:

• Zet in je planner!!
• Maak opdrachten op de examensite

Dank voor jullie aandacht!

Samenvatting