11.2 Zonne-energie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t, mavo
• Leerjaar 4

H11 Energie

11.1 Fossiele brandstoffen        

11.2 Zonne-energie                   

11.3 Windenergie

11.4 Waterkracht

11.5 Energie besparen 

Energiecentrale

Fossiele brandstof

broeikaseffect

fossiele brandstof =>

• koolstofdioxide + waterdamp.

Gevolgen?

Zure regen en Smog

Wat veroorzaakt zure regen en smog?

• Stikstofoxiden (NO_x) en zwaveloxiden (NH₃)

Wet behoud van ENERGIE

Rekenen ENERGIE

De energiecentrale produceert in 20 minuten 23x10⁹ J elektrische energie.

Bereken het vermogen

Gegevens:  

• t = 20 min = 1200 s  ;  E = 23x10⁹ J

Gevraagd:  

• P = ? W
  

Formule:   

• E = P x t  =>  P = E : t 

Uitwerking:

• P = 23x10⁹ : 1200 = 0,019 x10⁹ J = 19 MJ

Antwoord:

• Het vermogen is 19 MJ
  

 

Hst 11.2 Zonne-energie

Leerdoelen

11.2.1 Je kunt beschrijven hoe planten gebruikmaken van de stralingsenergie in zonlicht. 

11.2.2 Je kunt benoemen welke energie-omzetting plaatsvindt in een zonnepaneel. 

11.2.3 Je kunt uitleggen waardoor een zonnepaneel niet steeds hetzelfde vermogen afgeeft. 

11.2.4 Je kunt uitleggen dat mensen met zonnepanelen energie én geld kunnen besparen. 

11.2.5 Je kunt uitleggen wat wordt bedoeld met het rendement van een zonnepaneel.

11.2.6 Je kunt berekeningen uitvoeren met rendement en energie, en met rendement en vermogen. 

Energie uit zonlicht

Zonlicht bevat stralingsenergie

Planten gebruiken zonlicht om zichzelf op te bouwen: fotosynthese

fotosynthese

Proces in de groene delen van planten, waarbij de stralingsenergie van zonlicht wordt omgezet in chemische energie.

Energietransitie

In plaats van fossiele brandstoffen gebruik maken van de wind- en zonne-energie. 

Zonnepaneel

Een zonnepaneel bestaat uit vele zonnecellen

stralingsenergie -> elektrische energie

zonnecel

Onderdeel van een zonnepaneel dat elektrische energie produceert als er zonlicht op valt.

stralingsenergie

Energie in de straling die een voorwerp uitzendt, zoals de energie in het licht van de zon.

Zonnepanelen

1

Zon valt op dak, energie wordt omgezet<div><br /></div>

2

<div>Gelijkstroom wordt geproduceerd</div><div><br /></div>

3

<div>Omvormer maakt wisselstroom</div><div><br /></div>

4

<div>Meter voor opgewekte elektriciteit</div>

5

<div>Levering elektriciteit aan energienet</div><div><br /></div>

6

<div>Levering elektriciteit van energienet</div><div><br /></div>

7

<div>Gebruikte elektriciteit</div><div><br /></div>

Omvormer

Het is een apparaat dat gelijkstroom (DC), die een zonnepaneel opwekt, omzet in wisselstroom (AC), die het elektriciteitsnet gebruikt .

Zonnecollector

Stralingsenergie -> warmte (thermische energie)

Zonnepanelen

Een zonnepaneel heeft een maximaal vermogen, dit wordt ook wel het piekvermogen genoemd. 

(Dit vermogen is wat er maximaal opgewekt kan worden onder de optimale omstandigheden). 

Energie-omzetting zonnepanelen

Stralingsenergie (100%)  --> Elektrische energie (16%) en warmte (84%)

Energie in Joule (J)

Vermogen in Watt (W)

Voorbeeldopdracht 

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

uitwerking

gev: n = ?

geg: Ptot = 1600 W

pnut = 292 W

for: n = Pnut/Ptot * 100%

inv: n = 292W/1600W * 100%

anw: n = 18,25%

Rendement = percentage energie dat nuttig gebruikt wordt

Lees:

11.2 Zonne-energie

Maak:

11.2 Zonne-energie