Green wind machine

• Natuur, Leven en Technologie
• Basisschool
• Middelbare school
• mavo, havo, vwo
• Groep 7,8
• Leerjaar 1,2

Green wind machine

Duurzame energie I

Wat is de wind en wat is energie?

Wind is eigenlijk lucht die in beweging is. De wind zelf kunnen we niet zien; wel wat de wind doet. Bijvoorbeeld aan een boom, die doorbuigt als de wind hard waait, of aan een vlieger, die in de lucht blijft staan. Bewegende lucht is een belangrijk onderdeel van het klimaat op aarde. Wind wordt veroorzaakt door warmte-energie van de zon. De wind is een duurzame bron van energie; zolang de zon schijnt, is er wind, en zolang er wind is, is er energie.

Het woord 'energie' komt van het Griekse woord 'energos', dat 'actief' of 'werkend' betekent. Energiebronnen maken het mogelijk dat andere dingen actief worden en werk verzetten. Zo kunnen we zonne-energie gebruiken om electriciteit op te wekken. Met die electriciteit kan je een lamp laten branden of een rekenmachine aanzetten.

Hoe werkt dat nu precies?

Door de zon worden sommige delen van de aarde meer opgewarmd dan andere. Dat heeft gevolgen voor de lucht die om de aarde hangt. De lucht rond de aarde noemen we ook wel de atmosfeer. Warme lucht is lichter en stijgt op, terwijl koude lucht zwaarder is en daalt. De ruimte die vrijkomt als warme lucht opstijgt, wordt ingenomen door koelere lucht. Door deze bewegingen in de lucht, ontstaat wind. De kracht van de wind is niet overal hetzelfde. Hoog in de lucht waait het meestal harder dan laag bij de grond. Dan kun je zien aan een vlieger: hoe hoger hij komt, hoe beter hij het doet. 

Studietip 1

Deze tekst bevat veel informatie. Maak er een tekening van! Een plaatje zegt meer dan honderd woorden. 

Hoe onstaat wind nu precies?

Door de zon worden sommige delen van de aarde meer opgewarmd dan andere. Dat heeft gevolgen voor de lucht die om de aarde hangt. De lucht rond de aarde noemen we ook wel de atmosfeer. Warme lucht is lichter en stijgt op, terwijl koude lucht zwaarder is en daalt. De ruimte die vrijkomt als warme lucht opstijgt, wordt ingenomen door koelere lucht. Door deze bewegingen in de lucht, ontstaat wind. De kracht van de wind is niet overal hetzelfde. Hoog in de lucht waait het meestal harder dan laag bij de grond. Dan kun je zien aan een vlieger: hoe hoger hij komt, hoe beter hij het doet. 

Vul de onderstaande zin aan:

Warme lucht is ... (1) en ... (2).

1. (1) zwaarder (2) stijgt op
2. (1) zwaarder (2) daalt
3. (1) lichter (2) stijgt op
4. (1) lichter (2) daalt

Waarom denk je dat de wind hoog in de lucht
harder waait dan dicht bij de grond?

Hoe produceert een windmolen electriciteit?

Een windmolen gebruikt een generator voor de productie van stroom. Daarbij wordt gebruik gemaakt van een systeem dat bijna 200 jaar oud is. Bij een windmolen of windturbine zorgt de kracht van bewegende lucht voor mechanische energie, doordat de lucht de wieken of rotorbladen in beweging brengt. Die zijn verbonden met een as en die as is verbonden met een generator. In de generator draait een spoel van gewikkeld koperdraad tussen de polen van een magneet. Daardoor wordt stroom opgewekt. De stroom wordt via kabels afgevoerd. De kabels vormen met elkaar een electriciteitsnetwerk.

Opdracht 1: Bouw een handbediende generator

1. Bouw een handbediende generator en de Joule-jeep (gebruik daarbij de bouwinstructies in boekje 1A en 1B tot bladzijde 15, stap 16).
2. Test de werking van het model. De wrijving kan verminderd worden door de asbusjes wat losser te zetten.
3. Verbind de contactpunten goed door ze stevig tegen elkaar aan te drukken.
4. Zorg ervoor dat de afleeswaarde in joules (J) weer op nul gezet is alvorens te testen

Opdracht 2: Onderzoeksfase 1 en 2

1. Voorspel hoeveel joules je verwacht dat je in 60 seconden kan opwekken. Noteer je voorspelling in de tabel.
2. Onderzoek dan hoeveel joules je in werkelijkheid kan opwekken als je het handvat van de handbediende generator 60 seconden lang ronddraait. Noteer je resultaten in dezelfde tabel.
3. Onderzoek vervolgens hoe ver de Joule-jeep kan rijden.
4. Herhaal je onderzoek!

Opdracht 3: Pitstop

Bespreek met elkaar het eerste onderzoek na.

1. Op welke factoren heb je je voorspelling gebaseerd?
   
2. Kun je je resultaten verklaren?
3. Kun je een patroon ontdekken in je resultaten?
4. Zijn de resultaten van je onderzoek wetenschappelijk correct?
5. En waarom denk je dat?