Energie in overvloed. Over zon, eend, energie, warmteopslag, massa, innovatie en de realiteit. Ing. Walter van Kampen

Transcriptie

1 Energie in overvloed Over zon, eend, energie, warmteopslag, massa, innovatie en de realiteit Ing. Walter van Kampen 1

2 Afmetingen in ons zonnestelsel Aarde 2

3 Beschikbare energiebronnen 3

4 Wat getallen voor inzicht De zon levert 4x10 20 (J/uur) = x10 12 TW energie op het oppervlak van de planeet aarde De gehele mensheid verbruikt 5x10 20 (J/jaar) = 17 TW energie De zon levert in 1 uur wat wij als mensheid in 1 jaar als energie nodig hebben 4

5 Hoeveel km 2 hebben we eigenlijk nodig? Nederland is totaal vierkante kilometer niet-water en heb je in theorie 973,4 km 2 vierkante kilometer zonnepaneel nodig. IDEE: De provincie Limburg weer inzetten voor zijn originele doel: energievoorziening. 5

6 De uitdaging Er is een mismatch tussen aanbod en vraag van energie, op het moment dat er meer dan voldoende zonne-energie beschikbaar is, is er weinig vraag naar energie en omgekeerd De uitdaging zit dus in het opslaan van energie van de zon Dit fenomeen is beter bekend als The Duck 6

7 The Duck: verschil in vraag en aanbod 7

8 The Duck: energieopslag als oplossing met energie opslag Donald Duck copyright Walt Disney 8

9 Energieopslag De zon levert per jaar ongeveer 7008 maal zoveel energie als we als mensheid in een jaar nodig hebben Er is zonne-energie in overvloed, er is een opslag probleem Dus moeten we accu s gaan maken en allemaal elektrisch gaan rijden? Ja, maar er zijn binnen jaar te weinig grondstoffen om o.a. elektrische accu s te maken 9

10 Wereld grondstoffen voorraad Bron: PG Luscuere 10

11 Zonne-energie opslaan in elektrische accu's 11

12 Licht: De huidige trend in bouwen Prefab Korte doorlooptijden, efficiënt Goed geïsoleerd Veel glas Weinig thermische massa (dus erg licht) Van Gogh museum 12

13 Zonne-energie op te slaan in de thermische accu 13

14 Warmteopslag in massa van de thermische accu De grotten van mulu in maleisie 14

15 Van zon naar thermische opslag 15

16 De energie in fase overgang Water is het bekendste fase overgang materiaal (PCM) ter wereld Om IJs van 0 graden Celsius te smelten is evenveel energie nodig om water te verwarmen van 0 tot 80 graden Celsius Het is bijzonder geschikt om goederen op 0 graden Celsius te houden Warmte-inhoud fase overgang vast <-> vloeibaar 333 (KJ/Kg) 16

17 Technische fase overgang Technische fase overgang kan bij elke gewenste temperatuur Voor kantoren een fase overgang rond 23 graden Celsius Voor woningen een fase overgang rond 26 graden Celsius Wij gebruiken een anorganisch milieuvriendelijk zout Levensduur is bepaald samen met de RAL Gutergemeinschaft Enige brandveilige PCM macro verpakking ter wereld 17

18 Een paneel als basis voor thermische opslag 1 kg beton soortelijke warmte 0,84 (kj.kg.k) Bij een temperatuurverschil van 6K is een warmteopslag van 5,04 (kj/kg) PCM heeft een warmteopslag van 170 kj/kg Dat betekend dat 1 kg PCM ca. 36x zoveel warmte opslaat als 1 kg beton De warmteoverdracht in PCM is 15x beter dan in beton Cradle to Cradle brons pending in 2019 Bron Joost de. Vree, PCM Technology 18

19 PCM als thermische plafond massa 19

20 PCM als thermische massa in vloeren 320 panelen CSP 275 met PCM 26 = rekenkundig kg massa erbij 20

21 Behaalde resultaten 50% kleinere koelmachines, minder ozon vervuiling (CO 2 reductie) 50% kleinere ketels, minder gasverbruik (CO2 reductie) Lagere kosten door energiebesparing koelen (34%) verwarmen (25%) Kleinere aansluiting voor krachtstroom en aardgas (investering lager) Investering gelijk of lager bij gelijkwaardig systeem, (TVT < 5 jaar) Lagere kosten door onderhoudsarm systeem Hoge score thermisch comfort Compenseert scores voor gebouwen in GPR, BREEAM enzovoort Duurzaam en mooi. 21

22 Energie in overvloed Over zon, eend, energie, warmteopslag, innovatie en de realiteit Ing. Walter van Kampen 22