Draaiboek voor Docenten

Transcriptie

1 Draaiboek voor Docenten

2 Editie NL Oktober 2010 Bekijk de IUSES project website voor nieuwe en verbeterde versies. Disclaimer Dit project wordt gefinancierd met steun van de Europese Commissie. Deze publicatie geeft de mening van de auteurs weer. De Commissie kan niet verantwoordelijk gehouden worden voor het gebruik van de informatie uit deze publicatie.

3 Auteurs: Maja Blejec (Slovenski E-Forum), Jos Houben (University of Leoben), Hannes Kern (University of Leoben), Mihai Iancu (S.C. IPA S.A), Giuseppe Pugliese (CIRCE), Harald Raupenstrauch (University of Leoben), Fatma Zehra Sükür (University of Leoben) Layout Fabio Tomasi (AREA Science Park) Vertaling en aanpassingen: Lieke Dreijerink (IVAM), Jan Uitzinger (IVAM) Over dit handboek en IUSES Dit handboek is ontwikkeld in het kader van het IUSES (Intelligent Use of Energy at School) Project dat wordt gefinancierd door het Intelligent Energy Europe (IEE) Programma van de Europese Commissie. De partners van het project zijn: AREA Science Park (Italië), CERTH (Griekenland), CIRCE (Spanje), CTC - Cork Technologie Instituut (Ierland), Enviros s.r.o. (Tsjechië), IVAM UvA BV (Nederland), Jelgava Adult Education Centre (Letland), Prioriterre (Frankrijk), Science Centre Immaginario Scientifico (Italië), Slovenski E-forum (Slovenië), Stenum GmbH (Oostenrijk), Universiteit Politehnica van Boekarest (Roemenië), Universiteit van Leoben (Oostenrijk), Universiteit van Roese (Bulgarije). Copyright noten Dit handboek kan vrij gekopieerd en verspreid worden, onder voorwaarde dat altijd de copyrightnoten vermeld worden; ook in het geval van gebruik van gedeeltes. Docenten, trainers en iedere andere gebruikers of verspreiders moeten altijd de auteurs, het IUSES project en het Intelligent Energy Europe (IEE) Programma vermelden. Het handboek mag ook vertaald worden in andere talen. Vertalers moeten de copyrightnoten vermelden en de vertaalde teksten versturen naar de projectcoördinator (iuses@area.trieste.it) zodat deze teksten op de IUSES project website kunnen worden geplaatst om verder verspreid te worden. I

4 Sleutel voor symbolen Definitie: dit geeft een definitie van een term aan, en legt uit wat het is. Opmerking: Dit laat zien dat iets belangrijk is, een tip of een essentieel deel aan informatie. Let hierop! Leerdoel: Deze staan aan het begin van ieder hoofdstuk en lichten toe wat je in het hoofdstuk zult leren. Experiment, Oefening of Activiteit: Dit geeft aan dat je iets gaat doen, op basis van wat je geleerd hebt. Internet link: Hier staat een internet adres waar je meer informatie kunt vinden. Referentie: Hier komt de informatie vandaan. Praktijkvoorbeeld: Als we een echt voorbeeld geven van een industrie of een echte situatie. Kernpunten: Dit is een samenvatting (meestal in opsommingstekens) van wat er besproken is, vaak aan het eind van een hoofdstuk. Vraag: Hier vragen we je om over een vraag na te denken, vooral aan het eind van een hoofdstuk. Niveau 2: Dit geeft een gedeelte aan waarin dieper op de stof wordt ingegaan.

5 Inhoud... 0 Inleiding Draaiboek voor docenten 2 1. Introductie over Energie Duurzame Ontwikkeling Klimaatverandering Energie Basisconcepten Wat is elektriciteit? Duurzame energiebronnen Richtlijnen bij het gebruik van de IUSES onderwijs toolkit Integratie van de verschillende Tools Handboeken voor leerlingen Introductie Transport Handboek Introductie Gebouwen Handboek Introductie Industrie Handboek Experimentele toolkit Multimedia DVD PowerPoint presentatie Onderwijsrichtingen Humanistisch Techniek Bedrijfskunde Energie Bespaarplan Communicatie Plan Hoe organiseer je een succesvol evenement? Presentatie van je werk Omgaan met de media Laatste voorbereiding voor het evenement 59 1

6 0 Inleiding Draaiboek voor docenten IUSES Draaiboek voor Docenten Dit draaiboek is geschreven ter ondersteuning van docenten die de IUSES materialen gebruiken bij hun onderwijs over verstandig energiegebruik en om hen te helpen het beste uit het omvangrijke materiaal te halen. Het draaiboek helpt de docent om de beschikbare materialen volledig te begrijpen en hoe deze zo goed mogelijk te gebruiken. Het biedt daarnaast extra informatie (niet beschikbaar voor leerlingen), waarin wordt uitgelegd hoe de verschillende materialen te integreren zodat een maximaal resultaat wordt bereikt. Binnen het IUSES project zijn verschillende hulpmiddelen ontwikkeld, namelijk: Drie handboeken voor leerlingen over Transport, Gebouwen en de Industrie Een experimentele Toolkit Multimedia ondersteuning over de drie bovengenoemde onderwerpen De handboeken en andere digitale materialen kunnen worden gedownload van In dit draaiboek valt allereerst de sleutel voor symbolen op, die hiervoor werd beschreven. In deze sleutel staan de verschillende symbolen die gebruikt worden in de handboeken voor leerlingen en in dit draaiboek. Deze symbolen verwijzen onder andere naar definities en notities, leerdoelen per hoofdstuk, experimenten (en), internet links, referenties, case studies, kernpunten, vragen en het niveau van het materiaal. Let op deze symbolen in de tekst. Het draaiboek begint in Hoofdstuk 1 met een inleiding over energie. In deze inleiding wordt een aantal van de belangrijkste onderwerpen met betrekking tot energie uitgelegd, zoals duurzaamheid, het broeikaseffect, en de kernbegrippen van energie, elektriciteit en hernieuwbare energiebronnen. Deze onderwerpen worden voor de docent op een rijtje gezet, zodat hij of zij er snel mee vertrouwd raakt. In de handboeken voor leerlingen worden deze onderwerpen in meer detail beschreven. Hoofdstuk 2 bevat richtlijnen voor de docent over het gebruik en de integratie van het IUSES materiaal. Allereerst wordt beschreven hoe de docent het beste gebruik kan maken van de verschillende bronnen en hoe deze gecombineerd kunnen worden. Vervolgens worden de handboeken voor leerlingen (Gebouwen, Transport en Industrie) geïntroduceerd, waarbij de kernonderwerpen, de leerdoelen, en mogelijke links met multimedia per gedeelte worden beschreven. Dit helpt docenten bij het bepalen welke onderwerpen geschikt zijn voor de leerlingen, indien zij besluiten niet alle onderdelen van het handboek te behandelen. Hoofdstuk 2 licht ook de experimentele toolkit toe die docenten mogelijk hebben gekregen. Daarnaast worden de multimedia hulpmiddelen beschreven en hoe deze kunnen worden gekoppeld aan de handboeken. Hoofdstuk 2 geeft ten slotte aan hoe docenten de materialen het beste kunnen gebruiken binnen verschillende profielen of richtingen (humanitair, technisch of bedrijfskundig). In Hoofdstuk 3 wordt uitgelegd hoe een energiebespaarplan op school kan worden uitgevoerd. De zes hoofdstappen van het bespaarplan worden toegelicht en er worden tips gegeven over een eenvoudige en effectieve uitvoering van het plan. De zes hoofdstappen zijn het benoemen van een energieraad (energie management team), het uitvoeren van een energie-audit, het vaststellen van doelen, het opstellen van maatregelen om de doelen te behalen (actieplan), de uitvoering van het actieplan, en het controleren en evalueren van vooruitgang op verschillende manieren. Ten slotte wordt in Hoofdstuk 4 ingegaan op communicatie: een belangrijk onderdeel om het energiemanagement te verbeteren. In dit hoofdstuk staan tips hoe een evenement te organiseren, checklists op te stellen, informatie naar verschillende belanghebbenden te presenteren en hoe met de media te werken. 2

7 1 Introductie over Energie IUSES Draaiboek voor Docenten 1.1 Duurzame Ontwikkeling In discussies over alternatieve energiebronnen, milieubescherming en zekerheid van de energieaanvoer is één term in het bijzonder erg populair geworden: duurzaamheid. Duurzaamheid wordt voor verschillende aspecten van het menselijk leven gebruikt. In 1987 bracht de VN World Commission on Environment and Development, ook wel de Brundtland Commissie genoemd, een rapport uit (het Brundtland rapport ) waarin de term duurzame ontwikkeling op een wereldwijd niveau werd erkend. Lees meer op: Definitie: Het Brundtland rapport gaf de volgende definitie aan duurzame ontwikkeling (duurzaamheid): voldoen aan de behoeften van de huidige generatie, zonder daarbij af te doen aan het vermogen van toekomstige generaties om in hun behoeften te voorzien. Tijdens de VN Milieu Conferentie (Earth Summit) in 1992 in Rio de Janeiro werden de VN het erover eens dat duurzame ontwikkeling één van de belangrijkste doelen zou moeten worden binnen alle gebieden waarin de mens het milieu beïnvloed. De afspraken van de Rio Conferentie werden gepubliceerd in de zogenaamde Agenda 21. De Agenda 21 bestond uit vier delen en omvatte doelen zoals het bestrijden van armoede, veranderen van consumptiepatronen, bescherming van de atmosfeer, versterken van de rechten van kinderen, vrouwen en nongouvernementele organisaties (ngo s) door middel van wetenschap en onderwijs en door internationale instituten en mechanismen, waaronder financiële maatregelen. Sociaal Leefbaar Duurzaam Rechtvaardig Milieu Houdbaar Economisch Figuur 1: Elementen van Duurzaamheid Zoals te zien in Figuur 1 omvat duurzaamheid sociale, economische en milieuprincipes. Daarom zal concentreren op één of twee aspecten niet tot totale duurzaamheid leiden. 3

8 1.2 Klimaatverandering Klimaatverandering is één van de meest bekende wereldwijde problemen met economische, sociale en milieu gevolgen en wordt besproken op internationaal niveau. Klimaatverandering is de toename van de temperatuur van het aardoppervlak en de atmosfeer als gevolg van menselijk handelen, zoals door onze extreme afhankelijkheid van fossiele brandstoffen (bijvoorbeeld kolen en olie). Volgens de IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) is de belangrijkste oorzaak van klimaatverandering de toename van broeikasgasconcentraties. De dampkring van de aarde bestaat uit verschillende gassen. Een deel van die gassen (bijvoorbeeld waterdamp, kooldioxide (CO2), lachgas (N2O), en methaan) worden broeikasgassen genoemd omdat ze het zonlicht doorlaten maar de warmte die door de aarde wordt teruggekaatst absorberen. Ze vormen als het ware een deken om de aarde. Dat is maar goed ook, want als al die warmte de ruimte in zou verdwijnen zou het op aarde 30 graden kouder zijn. Broeikasgassen ontstaan op twee manieren. De ene bron is het ecosysteem dat natuurlijke broeikasgassen produceert en de andere is menselijk handelen. De broeikasgassen als gevolg van menselijk handelen worden antropogene broeikasgassen genoemd. Antropogene broeikasgassen worden vooral geproduceerd bij het verbranden van fossiele brandstoffen, veeteelt en landbouw. De uitstoot van broeikasgassen naast de natuurlijke bronnen leidt tot een versterkt broeikaseffect waardoor de Klimaatverandering ontstaat. Sinds we in 1860 zijn begonnen met het meten van de wereldwijde temperatuur kan een toename van de temperatuur worden geobserveerd. Deze toename is sterk verbonden aan de industriële ontwikkelingen en de uitstoot van broeikasgassen zoals CO2. In Figuur 2 zie je een vergelijking tussen de waargenomen temperatuursverschillen van het aardoppervlak tussen 1906 en Figuur 2: Vergelijking van waargenomen continentale en mondiale veranderingen van de temperatuur van het aardoppervlak (resultaten komen uit klimaatmodellen waarin natuurlijke en antropogene krachten worden meegenomen). 4

9 De temperatuur is mondiaal gemiddeld dus met bijna 0,8 C toegenomen en in Europa met ongeveer 1 C. Tussen 1995 en 2006 werden de warmste temperaturen gemeten sinds Als de uitstoot van broeikasgassen blijft toenemen, kunnen de mondiale temperaturen verder stijgen met 1,8 tot 4 C in 2100 (IPPC). Er zijn veel verschillende gevolgen van klimaatverandering die nu al waargenomen kunnen worden: Smelten van sneeuw en ijs Dooi van bevroren grond Veranderingen in water en biologische systemen Toename van schade als gevolg van overstromingen bij de kust en stijging van de zeespiegel Figuur 3 laat de ontwikkeling van een aantal van deze gevolgen in de afgelopen eeuw zien. Figuur 3: Waargenomen veranderingen in (a)gemiddelde mondiale oppervlaktetemperatuur, (b)gemiddelde mondiale zeeniveau door peiling van de getijden (blauw) en satellietdata (rood) en (c) noordelijk halfrond sneeuwlaag van maart- april. De ontwikkelingen van deze effecten van klimaatverandering worden veroorzaakt (of in ieder geval versneld) door menselijk handelen. Veranderingen zijn een elementaire factor in ons milieu, maar het is vooral de enorme snelheid waardoor klimaatverandering gevaarlijk is. Voor de flora en fauna is het vaak niet mogelijk om zich in een passend tempo aan te passen aan de veranderingen van het klimaat, waardoor verschillende soorten uitsterven. De vraag is hoe we klimaatverandering kunnen stoppen? Dit IUSES project geeft informatie over hoe we deze effecten kunnen verminderen. 5

10 1.3 Energie Basisconcepten Het woord energie komt van het Griekse woord energeia activiteit, werking en energos actief, werkend, en de opbouw van het woord is en- - at + ergon - werk. In fysische zin betekent het, het vermogen van een object of systeem om te werken. De eerste wet van de thermodynamica stelt dat energie behouden blijft. Dit betekent dat de totale hoeveelheid energie in een gesloten systeem constant blijft. Energie kan niet vernietigd of gecreëerd worden, maar het kan van vorm veranderen. We gaan nu wat verder en kijken naar de belangrijkste concepten van energie en naar een aantal belangrijke energievormen. Eenheden van Energie Het Système International (SI) definieert zeven natuurkundige en chemische basiseenheden. Een aantal hiervan afgeleide eenheden en nog andere daarnaast gebruikte eenheden voor energie staan hieronder: Joule (J) N m Newton meter (N m) kg m 2 /s 2 Calorie (cal) 1 cal = 4,184 J Kilo Calorie (kcal) 1 kcal = cal = 4184 J Elektronvolt (ev) 1, J Erg (erg) g cm²/s² 1 erg = 10-7 J Britse thermische eenheid (BTU) 1 BTU = 1055 J Foot-pound (ft lb) 1 ft lb = 1,356 J Watt uur (Wh) 1 Wh = 3600 J Kilowatt uur (kwh) 1 kwh = 3, J Horsepower hour (hph) 1 hph = 2, J Thermische Energie De som van alle microscopische vormen van energie in een systeem wordt inwendige energie genoemd. Het hangt samen met de moleculaire structuur en met de mate van moleculaire activiteit. Thermische energie is de som van de latente inwendige energie en de voelbare inwendige energie. Voelbare energie is onderdeel van interne energie en is de kinetische energie van de moleculen zoals moleculaire translatie, rotatie en vibratie; elektron translatie en rotatie; en nucleaire rotatie. Latente energie is ook onderdeel van inwendige energie, en ontstaat tijdens de verandering van de fase van een systeem. Definitie: Thermische energie is de totale inwendige kinetische energie van een object als gevolg van willekeurige bewegingen van atomen en moleculen. Warmte stroomt tussen systemen van plekken met een hoge temperatuur naar plekken met een lage temperatuur. De stroom van thermische energie tussen twee objecten, die van temperatuur verschillen, gaat via geleiding, convectie en straling. Om deze energiestroom te berekenen, kan de volgende vergelijking gebruikt worden: Definitie: Warmte is de totale thermische energie in beweging 6

11 q c dt V Hier is c v de warmtecapaciteit, ofwel de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van een object te verhogen met één graad. SI-eenheid: [J/K]. De eenheid van warmte als energievorm is calorie of joule. De Calorie is de hoeveelheid energie die nodig is om de temperatuur van een gram water met een graad Celsius verhogen. In tegenstelling tot warmte, is de temperatuur gerelateerd aan de gemiddelde kinetische energie van de deeltjes in een stof. De SI-eenheid voor temperatuur is Kelvin (K), maar het kan ook uitgedrukt worden in graden Celsius ( C). [K] = [ C] Thermische energieverandering in een systeem kan berekend worden aan de hand van: Definitie: Temperatuur is de gemiddelde kinetische energie van deeltjes Opmerking: Warmte en temperatuur verschillen van elkaar Warmte Totale thermische energie SI-eenheid Joule Meten met Calorimeter Temperatuur Gemiddelde van de kinetische energie SI-eenheid Kelvin Meten met Thermometer Q m c T Q: Verandering in thermische energie m: Massa van een stof ΔT: Verandering van de temperatuur (T eind -T begin ) c: Specifieke warmtecapaciteit van een stof ([J/kg K]) Als de temperatuur van een systeem toeneemt, neemt ook de thermische energie toe doordat de kinetische energie van deeltjes toeneemt. Maar ook als de temperatuur niet verandert, kan de thermische energie hoger zijn; bijvoorbeeld in een stof met veel massa. Kernpunten: Thermische energie is de totale interne kinetische energie van een object door de beweging van de atomen en de moleculen. Thermische energie kan van binnenuit toenemen door chemische, nucleaire en elektrische reacties. De thermische energie kan ook stijgen door externe effecten, zoals mechanische, straling en geleiding effecten. Het hangt samen met warmte en temperatuur. Warmte en temperatuur zijn verschillend. Warmte is de energiestroom van een plek met een hogere temperatuur naar een plek met een lagere temperatuur. De eenheid is calorie of joule. Temperatuur is de maat van de gemiddelde kinetische energie van moleculen. De eenheden zijn Celsius, Kelvin en Fahrenheit. 7

12 Magnetische Energie Een magnetisch veld is een veld van vectoren dat wordt geproduceerd door magnetische en elektrische stromen. De SI-eenheid is tesla [T]. De magnetisch veldlijnen lopen van de noord naar de zuidpool Figuur 4: Magnetische veld lijnen Definitie: Een magnetisch veld is een veld van vectoren dat om magneten en elektrische stromen loopt. Bijvoorbeeld, een deeltje met een elektrische lading, q, dat met een snelheid v beweegt in een veld met sterkte B ervaart een magnetische kracht F: F q( v B) De werking van deze magnetische kracht wordt bepaald door de potentiële energie van een magneet en is gelijk aan: E P, m m B Hierbij is m het magnetische moment en B het magnetische veld. Definitie: Magnetische energie is het werk gedaan door de magnetische kracht. Een magnetisch veld heeft ook eigen energie met een energiedichtheid die evenredig is met het kwadraat van de veldsterkte: 1 2 um B 2 µ 0 is de magnetische constante. 0 De energie van een spoel (inductie L) waar een stroom I door loopt: E P, m 1 2 L I 2 8

13 Opmerking: Er is geen fundamenteel verschil tussen magnetische energie en elektrische energie. Elektrische energie van een condensator is 1 2 E P, m L I magnetische energie 2. 2 Q C E P, e 2 en van een spoel is de Chemische Energie Chemische energie is de energie die opgeslagen is in de verbindingen tussen chemische elementen. Het kan vrijkomen tijdens een chemische reactie, vaak in de vorm van warmte; zoals bij exotherme reacties. Tijdens endotherme reacties, die een invoer van warmte vereisen om te ontstaan, kan een deel van de energie opgeslagen worden als chemische energie in nieuw gevormde verbindingen. Voorbeeld: De chemische energie in voedsel wordt in het lichaam omgezet in mechanische energie en warmte. Als voedsel verteerd wordt en met zuurstof in de stofwisseling wordt opgenomen, komt chemische energie vrij die omgezet kan worden in warmte, of in kinetische energie door de spieren. De chemische energie in kolen wordt omgezet in elektrische energie in een energiecentrale. De energie komt vrij door een verbrandingsreactie. De chemische energie in een batterij kan ook elektrische stroom geven door middel van elektrolyse. Energie uitwisseling gebeurt in de volgende processen: 1. Chemische reacties 2. Verandering van fase De vorming van oplossingen Nucleaire Energie Een nucleaire reactie is het proces waarbij twee kernen (met protonen en neutronen) of nucleaire deeltjes op elkaar botsen om nieuwe producten te produceren die verschillen van de oorspronkelijke deeltjes. Een reactie kan meer dan drie botsende deeltjes omvatten, maar de kans dat drie of meer kernen tegelijkertijd bij elkaar komen op dezelfde plek is veel kleiner dan tussen twee deeltjes. Hoewel de transformatie in het geval van radioactief verval spontaan gaat, wordt het bij een nucleaire reactie op gang gebracht door een deeltje. Als deeltjes botsen en scheiden zonder te veranderen wordt het proces een elastische botsing genoemd in plaats van een reactie. Voorbeeld: Li 1H 2He 4 2 He 9

14 Definitie: Kernsplitsing: Een zware atoomkern opbreken in lichtere delen. Hierbij komt energie vrij omdat de som van de massa s van de lichtere delen kleiner is dan de massa van de zware kern (bijvoorbeeld Uranium). Kernfusie: samenvoegen van lichte kernen tot een zwaardere. Hierbij komt energie vrij omdat de massa van de zwaardere kern kleiner is dan de som van de massa s van de lichtere (bijvoorbeeld Waterstof). Kernenergie: Energie die vrijkomt bij splitsing dan wel fusie. Figuur 5: Splitsing van een U-Atoom door een botsing met een neutron Kernsplitsing is een nucleaire reactie. De kern van een atoom splitst zich op in kleinere delen en produceert vrije neutronen en lichtere kernen, die uiteindelijke fotonen produceren (in de vorm van gamma straling). Splitsing van zware elementen is een exotherme reactie die grote hoeveelheden energie kan opleveren zowel via elektromagnetische straling als via kinetische energie van de deeltjes. De deeltjes die het opbrengt zijn van niet hetzelfde element als het originele atoom. Kernfusie is het proces waarbij meerdere atoomkernen zich samen voegen om een zwaardere kern te vormen. Hierbij komt energie vrij. Fusiereactie geven energie aan sterren en produceren de lichtste elementen in een proces. Hoewel bij fusie van lichtere elementen in sterren energie vrijkomt, absorbeert de productie van zwaardere elementen energie. Als de fusiereactie een voordurende ongecontroleerde keten is, kan het resulteren in een thermonucleaire explosie, zoals een waterstofbom. Voorbeeld: De energie van de zon is een vorm van energie conversie. In de zon wordt via het proces van fusie van waterstof ongeveer 4 miljoen ton zonnedeeltjes per seconde omgezet in licht. Dit licht wordt uitgestraald de ruimte in, maar tijdens dit proces verandert het totale aantal protonen en neutronen in de zon niet. Elektrische Energie Elektrische energie is een van de belangrijkste onderdelen van onze energie aanvoer en is een belangrijke energiedrager. Voor een beter begrip wat elektriciteit is en hoe het werkt gaan we hier wat dieper op in de volgende paragraaf. 1.4 Wat is elektriciteit? Elektriciteit is een algemene term die verschillende fysische effecten omvat, zoals de stroom bestaande uit een stroom van elektrische ladingen, statische elektriciteit, elektromagnetische inductie of elektromagnetische velden. Elektriciteit is één van onze belangrijkste energiedragers, maar moet opgewekt worden. Een groot voordeel van elektriciteit als energiedrager is dat het één van de meest flexibele energievormen is en schoon is in het gebruik. Elektriciteit wordt op 10 Figuur 6: Fusie van Li-Atoom met Deuterium

15 verschillende manieren gebruikt; van verlichting en verwarming, tot telecommunicatie en entertainment. Toen in de jaren 1870 Thomas A. Edison de eerste gloeilamp ontwikkelde die praktisch bruikbaar was, kon niemand zich voorstellen dat in de 21 e eeuw een leven zonder elektriciteit bijna onmogelijk lijkt. Als elektriciteit even niet beschikbaar is vanwege bijvoorbeeld technische storingen, realiseren we ons vaak hoe afhankelijk we ervan zijn. Het volgende gedeelte gaat in het kort in op de belangrijkste elektrische termen. Elektrische Lading De elektrische lading is een fundamentele fysische eigenschap van atoomdeeltjes en subatomaire deeltjes. Elektrisch geladen materiaal produceert elektromagnetische velden en wordt daardoor beïnvloed. De eenheid van een elektrische lading is de Coulomb, en staat gelijk aan ongeveer 6, maal de lading van één elektron of proton. Elektrische ladingen kunnen zowel negatief als positief zijn. Deeltjes met ongelijke ladingen trekken elkaar aan terwijl gelijke ladingen elkaar afstoten. Elektrisch Veld Een elektrisch veld (E) wordt gecreëerd door een enkele puntlading (q) op een zekere afstand (r) en wordt weergegeven door: E 0 r ε 0 (elektrische constante) = 8, F/m Q e 4 r r 2 Figuur7: De richting van elektrische veldlijnen. Bij een positieve lading gaat de richting van de elektrische veldlijnen van de puntlading vandaan; terwijl de richting van de lijnen omgekeerd is bij een negatieve lading. Figuur 8: Elektrische veldlijnen tussen twee ladingen 11

16 Definitie: Een elektrisch veld is een vectorenveld om een elektrische lading. Voor een puntlading is het de kracht per eenheid lading. De eenheid is newton per coulomb [N/C] of volt per meter [V/m]. Opmerking: Michael Faraday heeft als eerste bijgedragen aan het concept van een elektrisch veld. Volgens de wet van Coulomb, stoten gelijke ladingen elkaar af en trekken ongelijke ladingen elkaar aan. De elektrische kracht tussen q 1 en q 2 ladingen wordt door Coulombs wet als volgt gedefinieerd: q q F k r Waarbij r de afstand is tussen de twee ladingen En k de constante van Coulomb die gelijk is aan: k Nm 2 / C 2 Definitie: de wet van Coulomb beschrijft de omvang van de elektrostatische kracht tussen twee elektrische puntladingen. De kracht is evenredig aan het product van de omvang van iedere lading en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand tussen de twee ladingen. Elektrische Stroom De elektrische stroom is de hoeveelheid bewegende elektrische ladingen per tijdseenheid. De SIeenheid van elektrische stroom is ampère. De stroom (I) kan berekend worden met de volgende vergelijking: Q I t Q t is de elektrische stroom in Coulomb is tijd in secondes Definitie: One Ampere is defined as the constant flow of charges (e.g. electrons) passing a boundary every second. 18 6, elementary Elektrisch Potentiaal De potentiële elektrische energie van ladingen op een bepaalde positie wordt gedefinieerd als de arbeid die verricht moet worden om de ladingen vanaf oneindige afstand naar die positie te brengen tegen de Coulombkracht in of de arbeid die verricht wordt door de Coulombkracht bij het scheiden van de ladingen van deze positie naar een oneindige afstand. Potentiële elektrische 12

17 F F + - q 1 q 2 IUSES Draaiboek voor Docenten energie is gelijk aan: 1 q1q r 2 E P, E 4 0 F + + r Figuur 9: Coulombkrachten tussen twee ladingen. F Het elektrische veld slaat energie op. De energiedichtheid van het elektrische veld is: 1 u E 2 2 Waarbij ε de permittiviteit is (diëlektrische constante) van het medium waarin het veld bestaat en E de vector van het elektrische veld. Definitie: Potentiële elektrische energie is het werk dat gedaan moet worden tegen de Coulomb kracht. Als de lading wordt opgeslagen op een condensator (elektrische capaciteit C) is het elektrische potentiaal tussen de condensatorplaten: 2 q C E P, E 2 De hoeveelheid elektrische energie door een elektrische stroom kan uitgedrukt worden in: E U Q of E U I t Hierbij is U het elektrische potentiaalverschil [volt], Q de lading [coulomb], I de stroom [ampère], en t de tijd waarin de stroom loopt [seconde]. Deze uitdrukkingen zijn belangrijk bij de praktische metingen van energie, net als het potentiaal verschil. Opmerking: ε 0 is de elektrische constant en is gelijk aan 8, F/m k is de Coulomb constante en is gelijk aan Nm 2 /C 2 Voorbeeld: Desktop Computer Watt Laptop Watt 17" CRT Monitor 80 Watt 17" LCD Monitor 35 Watt Slaapstand / stand-by 1-6 Watt Watt * Gebruiksuren * Kosten 1000 per kwh Totale Kosten 13

18 1.5 Duurzame energiebronnen Er is wereldwijd een breed aanbod aan verschillende energie hulpbronnen beschikbaar. Deze energie hulpbronnen kunnen onderverdeeld worden in twee hoofdcategorieën: hernieuwbare (duurzame) en niet-hernieuwbare bronnen. Je krijgt hier een kort overzicht van de verschillende type energiebronnen en hun duurzaamheid. Niet-duurzame Energie Hulpbronnen Een niet duurzame hulpbron is een natuurlijke hulpbron die niet geproduceerd, aangegroeid, heropgewekt of hergebruikt kan worden. Deze hulpbronnen zijn van een beperkte omvang, of worden veel sneller verbruikt dan de natuur ze opnieuw kan creëren. Definitie: Niet duurzame hulpbronnen zijn natuurlijke hulpbronnen die in miljoenen jaren gevormd zijn en niet zo snel vervangen kunnen worden als ze verbruikt worden. Op het moment zijn de hoofdenergiebronnen die door de mens gebruikt worden niet duurzaam. Niet-duurzame energiebronnen kunnen opgedeeld worden in twee types: fossiele brandstoffen en nucleaire brandstoffen. Fossiele brandstoffen zijn steenkool, aardolie en aardgas. Fossiele Brandstoffen Definitie: Fossiele brandstoffen zijn op natuurlijke manieren gevormd zoals door anaerobe afbraak van dode organismen die 300 miljoen jaar geleden leefden. Deze brandstoffen bestaan uit een hoog percentage koolstof en koolwaterstoffen. Fossiele brandstoffen variëren van vluchtige stoffen, met eenvoudige koolwaterstof verbindingen zoals methaan en vloeibare olie, tot niet vluchtige materialen die bestaan uit bijna pure koolstof, zoals bruinkool of steenkool. Steenkool: Als fossiele brandstof zijn kolen wereldwijd de grootste energiebron voor het opwekken van elektriciteit en warmte door verbranding. Tegelijkertijd is steenkool wereldwijd één van de grootste bronnen van koolstofdioxide emissies. Ieder jaar wordt ongeveer 6,2 miljard ton kolen geproduceerd. Als kolen gebruikt worden voor het opwekken van elektriciteit, worden ze meerstal eerst vergruisd en dan verbrand in een oven met een ketel. De warmte van de oven zet het water in de ketel om in stoom en dit wordt vervolgens gebruikt om turbines rond te draaien waardoor generatoren worden aangedreven die elektriciteit opwekken. Een andere, efficiëntere manier om kolen te gebruiken is de warmtekrachtkoppeling centrale (WKK). Opmerking: De hoeveelheid potentiële energie in kolen die omgezet kan worden in daadwerkelijke warmte is 24 MJ/kg. Op andere manieren is het 6,67 kwh/kg. Aardolie: Aardolie is een vloeistof die bestaat uit een complexe mix van waterkoolstoffen met verschillende moleculaire gewichten en andere organische stoffen. Het wordt ook wel ruwe olie genoemd. Aardolie ontstaat op een natuurlijke wijze als gevolg van een langzame ontbinding van organisch materiaal onder het aardoppervlak. Het wordt gevonden in rotsformaties die bestaan 14

19 uit scheuren en kloven in de stenen. De koolwaterstoffen in ruwe olie zijn vooral alkanen, cycloalkanen en verschillende aromatische koolwaterstoffen, terwijl de andere organische stoffen stikstof, zuurstof en zwavel bevatten en metalen zoals ijzer, nikkel, koper en vanadium. Door aardolie te destilleren worden brandstoffen verkregen. De meeste voorkomende brandstoffen zijn: Ethaan en andere alkanen met korte ketens Dieselolie Stookolie Benzine (gasoline) Vliegtuig brandstof Kerosine (Paraffine) Vloeibaar petroleum gas (LPG) Opmerking: In ruwe olie, waarmee zuurstof op een exotherme manier reageert, is de opgeslagen energie 46,3 MJ/kg; dit betekent 12,86 kwh/kg. Voorbeeld: De totale wereldwijde productie van ruwe olie was in vaten per dag. De totale consumptie in 2007 bedroeg vaten per dag. Aardgas: Aardgas is een soort mengsel van brandbaar gas dat zich als fossiele bron in de aardkorst bevindt. Het is een afgeleide van olie. Gas is na ruwe olie de belangrijkste fossiele brandstof. Het bestaat voornamelijk (70-90 %) uit methaan (CH 4 ) met andere koolwaterstoffen zoals ethaan (C 2 H 6 ), propaan (C 3 H 8 ), butaan (C 4 H 10 ) en het kan koolstofdioxide (CO 2 ), stikstof (N 2 ), helium (He) en waterstofsulfide (H 2 S) bevatten. Aardgas wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken door middel van gas- en stoomturbines. Er kan vooral een hoge efficiency bereikt worden door aardgas te gebruiken in energiecentrales die zich richten op pieken in de stroomvraag en in netwerkaggregaten door gasturbines met een stoomturbine te combineren als WKK. Het verbranden van aardgas is schoner dan kolen en olie omdat er minder CO2 per eenheid energie vrijkomt. Opmerking: Voor een vergelijkbare hoeveelheid warmte, produceert aardgas ongeveer 30% minder koolstofdioxide dan het verbranden van aardolie en ongeveer 45% minder dan het verbranden van kolen. Aardgas wordt gebruikt in huishoudens om op te koken, kleding mee te drogen, te verwarmen of te koelen en voor centrale verwarming. Verwarming van huizen of andere gebouwen kan gaan via boilers, ovens en waterverwarmers. CNG (aardgas onder druk) wordt gebruikt in afgelegen huizen die niet zijn aangesloten op het gasnetwerk, of in draagbare kooktoestellen. Het is echter duurder dan LPG; de meest gebruikte vorm van gas op het platteland. Voorbeeld: Energiedichtheid van aardgas is 53,6 MJ/kg (of 10 MJ/L) en de wereldwijde productie per jaar is 3.618,524 miljard m 3. In datzelfde jaar (2006) was het wereldwijde verbruik van aardgas 2.956,986 miljard m 3. 15

20 Nucleaire Brandstof Er zijn grofweg twee bronnen van nucleaire energie: splitsingsenergie en fusie-energie. Verschillende zware elementen, zoals uranium, thorium en plutonium, ondergaan zowel spontane splitsing, een vorm van radioactief verval, als fusie. Splitsing wordt in alle huidige kerncentrales gebruikt. In een splitsing reactor, worden neutronen die geproduceerd zijn door de splitsing van brandstof atomen gebruikt om meer splitsing in gang te zetten, zodat een controleerbare hoeveelheid energie blijft vrijkomen. Het lange termijn gebruik van splitsingsenergie hangt af van de hoeveelheden uranium en thorium die kunnen worden opgegraven, van de mogelijkheden van de producent om het afval een veilige manier op te slaan en van het voorkomen van grote ongelukken. Vaak gebruikte reactors zijn: Energiereactors: Produceren warmte door nucleaire energie, zowel als onderdeel binnen een kerncentrale als in een lokaal energiesysteem zoals een nucleaire onderzeeër. Onderzoeksreactors: Produceren neutronen en activeren radioactieve bronnen voor wetenschappelijk, medisch, technisch of andere onderzoeksdoelen. Kweekreactors: Produceren grote hoeveelheden nucleaire brandstoffen uit veel beschikbare isotopen. Fusie is de reactie die energie verschaft aan sterren, inclusief de zon, maar die onpraktisch blijkt op aarde. Er wordt al meer dan 50 jaar onderzoek gedaan naar gecontroleerde fusie, met als doel om fusiekracht te produceren voor de productie van elektriciteit. Voor fusie-energie wordt meestal gebruik gemaakt van deuterium, een isotoop van waterstof, als brandstof; al wordt tegenwoordig ook lithium gebruikt. Of fusie op de lange duur gebruikt zal worden, hangt af van of er een praktisch bruikbare en betaalbare technologie kan worden ontwikkeld. Als de fusiereactie een doorlopende ongecontroleerde keten is, kan het resulteren in een thermonucleaire explosie. Dit gebeurt bijvoorbeeld in een waterstofbom. Allebei de types kernenergie creëren radioactief afval. Dit is één van de problemen wat betreft de duurzaamheid van kernenergie. 1.5 Duurzame Energie Hulpbronnen Uiteindelijk zullen natuurlijk hulpbronnen te duur worden om te onttrekken en moet de mens op zoek naar andere energiebronnen. Bescherming van natuurlijke bronnen is een fundamenteel probleem. Definitie: Een natuurlijke hulpbron is een duurzame bron als het vervangen kan worden door middel van natuurlijke processen bij een snelheid de vergelijkbaar of sneller is dan het verbruik door de mens. De belangrijkste duurzame energiebronnen zijn biobrandstof, waterkracht, zonne-energie, windenergie en geothermie. Biobrandstof Planten gebruiken fotosynthese om te groeien en biomassa te produceren, die direct gebruikt kan worden als brandstof of bij de productie van biobrandstoffen. Biobrandstoffen die in de landbouw worden geproduceerd, kunnen verbrand worden in ovens of boilers. Een typische biobrandstof wordt verbrand om de chemische energie vrij te krijgen. Als biomassa wordt verbrand om warmte te produceren, laat het minder koolstof vrij dan wat tijdens de levensduur van de plant is geabsorbeerd. Hier zijn twee redenen voor: allereerst wordt een derde van de koolstof die een plant tijdens zijn leven absorbeert opgeslagen in de wortels, die in de bodem 16

21 achterblijven en door weg te rotten andere planten voeding geven. Ten tweede produceert de verbranding van biomassa afhankelijk van het type plant 1-10% vaste as die bestaat uit extreem veel koolstof. Er wordt veel onderzoek gedaan naar efficiëntere methoden om biobrandstoffen en andere brandstoffen om te zetten in elektriciteit door gebruik te maken van brandstof cellen. Gebruik maken van biomassa afval om energie te produceren kan het gebruik van fossiele brandstoffen doen afnemen, de uitstoot van broeikasgassen verminderen, en vervuiling en afval management problemen verminderen. De meest genoemde biobrandstoffen zijn: biodiesel, bio-alcohol, biogas, vaste biobrandstof (hout pellets). Biodiesel: Biodiesel kan gemaakt worden uit dierlijke oliën en vetten of uit afval en plantenzaden zoals zonnebloem of koolzaad, die geperst worden om plantaardige olie te produceren. Het kan gebruikt worden in moderne dieselvoertuigen zonder veel aanpassingen aan de motor. Een groot voordeel van het gebruik van biodiesel is de afname van de netto CO 2 en CO uitstoot. Bio-alcohol: Zaden of granen zoals tarwe, die een vergistbare massa opleveren waaruit bioethanol vrijkomt, die gebruikt kan worden in verbrandingsovens en brandstofcellen. Ethanol wordt gefaseerd ingebracht in de huidige energie infrastructuur. E85 bestaat bijvoorbeeld uit 85% ethanol en 15% benzine en wordt als brandstof aan de consument verkocht. Biobutanol wordt ontwikkeld als alternatief voor bio-ethanol. Biogas: Biogas wordt geproduceerd in het proces van anaerobe vergisting van organisch materiaal door anaerobe bacteriën. Het kan zowel uit biologisch afbreekbare afvalmaterialen geproduceerd worden als uit energiegewassen die gevoerd worden aan anaerobe bacteriën. Biogas kan gemakkelijk geproduceerd worden uit onze huidige afvalstromen, zoals in papierproductie, suikerproductie, riool- en dierafval of via uitgebreide afval processystemen zoals mechanische biologische behandelingen. Verschillende afvalstromen komen samen en door natuurlijke vergisting komt methaangas vrij. Dit kan omgezet worden in biogas. Als een biogasfabriek alle methaan heeft onttrokken, zijn de overblijfselen soms geschikter als meststof dan de originele biomassa. Vuilstortgas is een minder schone vorm van biogas die door natuurlijk anaerobe vertering geproduceerd wordt op vuilstorten. Als het in de atmosfeer terecht komt, werkt het als een sterk broeikasgas. Vaste biobrandstof: Vaste biomassa wordt meestal direct gebruikt als brandbare brandstof, waarbij MJ/kg warmte wordt geproduceerd. Voorbeelden zijn hout, zaagsel, gemaaid gras, huisvuil, houtskool, landbouw afval, energiegewassen (geen voedsel), en gedroogde mest. Als ruwe biomassa al de juiste vorm heeft, zoals brandhout, kan het direct in een oven worden verbrand. Als de ruwe brandstof een onhandige vorm heeft, zoals zaagsel, houtresten, gras, of landbouwafval dan is een andere optie om de biomassa met een apparaat in pellets om te zetten. De pellets die je dan hebt kunnen gemakkelijk in een pelletoven verbrand worden. Een andere vaste biobrandstof is biohoutskool, dat wordt geproduceerd door biomassa pyrolyse. Waterkracht Waterkracht: Deze vorm van energie wordt verkregen uit de kracht of energie van bewegend water. De meeste waterkracht komt van de potentiële energie van ingedamd water, dat een waterturbine en generator aandrijft. In dit geval is de energie die opgewekt wordt met het water afhankelijk van het volume en het hoogteverschil van de waterstroom. Elektriciteit die wordt opgewekt met waterkracht omvat ongeveer MW ofwel 19% van 17

22 de elektriciteit in de wereld. Er wordt hierbij geen koolstofdioxide of andere uitstoot geproduceerd. Getijdenkracht: Dit is een vorm van waterkracht waarmee energie van de getijden wordt omgezet in elektriciteit of andere bruikbare vormen. Het gebruik van de getijden in baaien of riviermonden gebeurt in Frankrijk, Canada en Rusland. Het gevangen water drijft turbines aan als het in beide richtingen door de scheidingsdam gaat. Een nadeel van het systeem is dat het per definitie alleen eens in de zes uur veel energie opwekt. Dit beperkt de toepassing van getijde energie; getijde kracht is erg voorspelbaar maar niet aan te passen aan een veranderende elektriciteitsvraag. Golfkracht: Golven op het oceaanoppervlak transporteren energie. Deze energie kan opgevangen worden zodat het voor de mens nuttige dingen kan uitvoeren, zoals elektriciteit opwekken, water ontzouten, of water in opslagreservoirs pompen. Het gebruik maken van de kracht van de golfbewegingen op het oceaanoppervlak kan wellicht meer energie opleveren dan de getijden. De haalbaarheid is vooral in Schotland onderzocht. Zonne-energie Zonne-energie ontstaat door het omzetten van zonlicht in elektriciteit. Zonlicht kan direct omgezet worden in elektriciteit met photovoltaïsche cellen (PV), of indirect door geconcentreerde zonne-energie (CSP), waarbij meestal de energie van zon wordt gebruikt om water te laten koken om vervolgens energie te leveren. Er zijn ook andere indirecte technologieën, zoals de Stirling motor, die direct gebruik maakt van temperatuurverschillen. PV cellen worden van oorsprong gebruikt om kleine apparaten en apparaten van gemiddelde grootte aan te drijven (zoals een rekenmachine), of om huizen van stroom te voorzien door rijen zonnepanelen die ieder uit vele zonnecellen bestaan. Het enige probleem met zonne-energie zijn de kosten: deze zijn hoog. Maar zonne-energie kan gecombineerd worden met andere energiebronnen om een constante energie te leveren. Opmerking: Geconcentreerde zonne-energie (CSP) systemen gebruiken lenzen of spiegels en volgsystemen om een grote straal zonlicht om te zetten in een smalle straal. De geconcentreerde warmte wordt vervolgens gebruikt als warmtebron voor een conventionele energiecentrale. Een zonnecel, of photovoltaïsche cel (PV), is een apparaat dat licht omzet in elektrische stroom door gebruik te maken van het foto-elektrische effect. Windenergie Verschillen in dichtheid tussen twee luchtmassa s leiden tot wind. De aarde wordt op ongelijke manier verwarmd door de zon, zodat de polen minder zonne-energie ontvangen dan de evenaar. Verschillen in verwarming tussen de polen en de evenaar leiden tot de ontwikkeling van de straalstroom en de daaraan verbonden klimatologische midden breedtegraden westenwinden, polaire oostenwinden en passaatwinden. Winden worden meestal ingedeeld naar hun ruimtelijke schaal, hun snelheid, de typen krachten die hen veroorzaken, de geografische regio s waar ze plaatsvinden en hun effect. Windenergie is het omzetten van windenergie in een bruikbare vorm, zoals elektriciteit, door gebruik te maken van windturbines. De meeste energie, opgeslagen in windbewegingen, kan gevonden worden op grote hoogtes waar constant windsnelheden van meer dan 160 km/uur bereikt worden. Uiteindelijk wordt de windenergie door wrijving omgezet in diffuse warmte over 18

23 het hele oppervlak van de aarde en de atmosfeer. In 2008 was de wereldwijde capaciteit van windenergie generators 121,2 GW. Windenergie produceert ongeveer 1,5% van het wereldwijde elektriciteitgebruik. Let wel op dat het opgestelde vermogen van 121 GW niet continu energie opwekt, maar alleen als het voldoende hard waait. Alle typen duurzame energie (behalve getijde en geothermische energie) en zelfs fossiele brandstof energie zijn het resultaat van de zon. Het zonlicht bereikt het aardoppervlak met energie, kw/h. De aarde ontvangt met andere woorden W energie per uur. Van de binnenkomende energie van de zon wordt 1-2% omgezet in windenergie. Dit is keer meer dan de energie die alle planten op de aarde omzetten in biomassa energie Geothermische energie Geothermische energie is energie die verkregen wordt door warmte uit de aarde te tappen, meestal van kilometers diep in de aardkorst. Het is duur om een energiecentrale te bouwen, maar de werkingskosten zijn laag waardoor de energiekosten voor geschikte plekken laag zijn. De energie komt uit de warmte van de kern van de aarde. Er worden drie typen energiecentrales gebruikt om energie op te wekken uit geothermische energie: stoom, heet water en hybride. Stoom centrales onttrekken stoom uit breuken in de grond en gebruiken het om direct een turbine aan te drijven die een generator laat draaien. Heet water centrales gebruiken heet water uit de grond, meestal met temperaturen van boven de 200 C, en laten dit koken als het aan het oppervlak komt. Vervolgens wordt in de stoom fase, de stoom van het water gescheiden en wordt de stoom door een turbine geleid. In hybride centrales loopt het hete water door warmtewisselaars, waardoor een organische vloeistof aan de kook gebracht wordt die de turbine laat draaien. De gecondenseerde stoom en overgebleven geothermische vloeistof van alle drie de centrales worden terug geïnjecteerd in de warme rotsen om meer warmte op te nemen. Voorbeeld: In 2005 wekten 24 landen in totaal GWh (204 PJ) elektriciteit op uit geothermische energie. In 2007 was de mondiale capaciteit 10 GW. Referenties: Hyperphysics: Energie Informatie Administratie: BBC Learning Schools: Energy Star: Energie Management Handboek, Wayne C. Turner; Steve Doty; Sixth Edition, 2006 Guide to Energy Management, B L Capehart, Wayne C. Turner, William J. Kennedy,

24 2 Richtlijnen bij het gebruik van de IUSES onderwijs toolkit Het belangrijkste doel van het IUSES programma is het veranderen van het gedrag van leerlingen wat betreft een verstandig gebruik van energie. Er moet voldaan worden aan de behoeften van verschillende leerlingen en onderwijstypes door aan de ene kant gebruik te maken van verschillende informatieve methoden en aan de andere kant de mogelijkheid om uit te vinden hoe verstandig gebruik van energie werkt in de praktijk. Maar de IUSES Toolkit bevat niet alleen informatie voor leerlingen maar ook richtlijnen voor docenten, zodat IUSES op een zo gemakkelijk mogelijke manier in het al bestaande lesprogramma kan worden opgenomen. De IUSES Toolkit bestaat uit zes verschillende onderdelen: drie handboeken voor leerlingen (Gebouwen, Transport en Industrie), een handleiding voor docenten, de experimentele Toolkit en een Multimedia DVD. 2.1 Integratie van de verschillende Tools De handboeken kunnen op verschillende manieren door leerlingen en docenten worden gebruikt. De handboeken bevatten veel informatie voor leerlingen om door te werken. De docent begeleidt de leerlingen door de handboeken en selecteert de relevante informatie. Naast de onderwerpen die op school worden behandeld, kunnen studenten hun eigen kennis vergroten door zelf de handboeken te lezen. Om de handboeken interactief te maken, worden tips voor experimenten, oefeningen en andere activiteiten beschreven in de handboeken. Met behulp van de tips en hints wordt de stof begrijpelijker gemaakt voor de leerlingen. Afhankelijk van de gekozen onderwerpen kunnen verschillende soorten oefeningen worden gebruikt. Vragen en uitgangspunten voor discussies kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt in taallessen of als onderwerp voor schrijfopdrachten. Bovendien kunnen deze discussievragen een beginpunt zijn voor het opstarten van een eigen onderzoek. Het is niet nodig om de handboeken van begin tot eind door te werken. Er kunnen verschillende onderwerpen uit de handboeken geselecteerd worden, afhankelijk van de interesses en behoeften van de leerlingen en docenten. Docenten worden daarnaast aangemoedigd om een educatief programma op zetten over meerdere jaren en verschillende onderwerpen in een multidisciplinaire aanpak te behandelen. Naast informatie over de inhoud van de lessen en het algemene concept van de IUSES toolkit, bevat het draaiboek voor docenten informatie voor het opzetten van een energiebesparing plan. Het energie bespaar plan helpt docenten om de energie-efficiëntie op school te verbeteren en biedt hen een systematische aanpak van energiebesparingsmaatregelen. Door leerlingen zoveel mogelijk te betrekken bij de maatregelen, zullen ze het meest effectief zijn. In het Docenten draaiboek en het Handboek over Gebouwen staat veel informatie over de planning en uitvoering van een energie bespaar plan. Daarbij is een Excel bestand om berekeningen maken beschikbaar. Er kan ook een mobiliteitsplan voor de school worden opgezet. Hierbij kan het Handboek over Transport van nut zijn. 20

25 Definitie: dit geeft een definitie van een term aan, en legt uit wat het is. Opmerking: Dit laat zien dat iets belangrijk is, een tip of een essentieel deel aan informatie. Let hierop! Leerdoel: Deze staan aan het begin van ieder hoofdstuk en lichten toe wat je in het hoofdstuk zult leren. Experiment, Oefening of Activiteit: Dit geeft aan dat je iets gaat doen, op basis van wat je geleerd hebt. Internet link: Hier staat een internet adres waar je meer informatie kunt vinden. Referentie: Hier komt de informatie vandaan. Praktijkvoorbeeld: Als we een echt voorbeeld geven van een industrie of een echte situatie. Kernpunten: Dit is een samenvatting (meestal in opsommingstekens) van wat er besproken is, vaak aan het eind van een hoofdstuk. Vraag: Hier vragen we je om over een vraag na te denken, vooral aan het eind van een hoofdstuk. 2.2 Handboeken voor leerlingen Introductie Transport Handboek Het handboek Duurzaam vervoer en mobiliteit geeft leerlingen een overzicht van energie efficiency in de transportsector en leert hen hoe ze zelf in hun dagelijks vervoer energie kunnen besparen. Vervoer is nodig om goederen geleverd te krijgen, om jezelf van de ene naar de andere plek te vervoeren en om onze economie draaiend te houden. Maar vervoer is ook een grootverbruiker van energie, met veel mogelijkheden voor energiebesparing. Dit handboek bestaat uit vier hoofdstukken: Hoofdstuk 1: Belangrijkste effecten en statistieken van vervoer Hoofdstuk 2: Conventionele en alternatieve brandstoffen Hoofdstuk 3: Alternatief vervoer Hoofdstuk 4: Duurzaam vervoer 21

26 Het eerste hoofdstuk geeft leerlingen een idee hoe vervoer van invloed is op hun dagelijks leven en wat de invloed van vervoer is op het milieu. Door verschillende statistische gegevens te onderzoeken, praktijkvoorbeelden te bestuderen en vragen uit te werken, leren leerlingen welke problemen en moeilijkheden vervoer met zich meebrengt. In Hoofdstuk 2 maken leerlingen kennis met de basisinformatie over conventionele brandstoffen (voor vrachtwagens, vliegtuigen, schepen, auto's en diverse andere voertuigen) en alternatieve brandstoffen - die steeds belangrijker blijken te worden. Er wordt ingegaan op hernieuwbare energiebronnen, energieverbruik en hoe vervuiling te verminderen, tips om energie (en dus brandstof) te besparen in het dagelijks vervoer en hoe dingen eenvoudig, gezond en milieuvriendelijker te maken (KISS principe). In Hoofdstuk 2 wordt ook uitgelegd hoe deze brandstoffen worden geproduceerd, en het biedt een overzicht van de belangrijkste trends en problemen rondom conventionele en alternatieve brandstoffen. Hoofdstuk 3 over "Alternatief vervoer" gaat in op andere soorten van vervoer die ervoor zorgen dat mensen fit blijven en op deze manier een positieve invloed kunnen hebben op de samenleving. In dit hoofdstuk worden vervolgens de trends in de ontwikkeling van voertuigen besproken en wordt onder andere het concept van een hybride auto uitgelegd. Praktijkvoorbeelden en tips maken ten slotte het beeld van alternatief vervoer af, waarbij de voordelen van het gebruik van openbaar vervoer en de eigen lichamelijke inspanning worden benadrukt. Hoofdstuk 4 is onderverdeeld in drie gedeelten. Het eerste deel concentreert zich op de organisatorische en gedragsaspecten van duurzaam vervoer. Het gaat in op stedelijk vervoer en hoe verschillende soorten duurzaam vervoer gebruikt worden in Europese steden. Deel twee van het hoofdstuk geeft bruikbare informatie over duurzaam autorijden. In het derde deel krijgen leerlingen alles te weten over een mobiliteit en vervoerplan voor op school en hoe dit toe te passen Introductie Gebouwen Handboek Dit handboek behandelt het onderwerp gebouwen en hun energieverbruik. De verschillende hoofdstukken gaan in op de constructie van gebouwen (de gebouwschil), verwarming en koeling, apparaten en verlichting. Hoewel de volgorde van de hoofdstukken zo gekozen is dat er steeds meer verdieping in de stof komt, is het mogelijk om delen van hoofdstukken naar eigen inzicht te behandelen. Ieder hoofdstuk is een afzonderlijke eenheid, onderverdeeld in subsecties, die weer in detail ingaan op afzonderlijke onderwerpen. Kernpunten van elk hoofdstuk Introductie Algemene, korte introductie over gebouwen en hun energievraag en verbruik. Structuren van een gebouw (basiskennis) Introductie over de rol van de schil van een gebouw de muren, vloeren, dak, deuren en ramen Uitleg van het principe van warmtestromen en de toepassing op gebouwen het concept van de energiebalans van een gebouw Verklaring van het effect van de schil van een gebouw op het energieverbruik Korte introductie over bouwmaterialen, isolatie en ramen en deuren (basiskennis geschikt voor niet-technisch onderwijs) 22

27 Klimaatontwerp over efficiënt gebruik van gratis energie, zoals zonlicht Introductie (basiskennis) Passieve zonne-elementen (gevorderd kennisniveau) Tips en hints voor een beter gebruik van gebouwen (basiskennis geschikt voor alle leerlingen) tips hoe gemakkelijk en effectief energie in gebouwen bespaard kan worden Oefeningen en vragen (basiskennis), verklarende woordenlijst, internetlinks gerelateerd aan de onderwerpen en tenslotte de kernpunten van het hoofdstuk op een rijtje Klimaatregeling (zowel basiskennis als gevorderd kennisniveau) Een uitgebreid hoofdstuk dat bestaat uit twee delen over verwarming en koeling, zowel met basiskennis als met dieper gaande stof. Verwarming (basis en gevorderd) Het microklimaat en comfort in huis deze paragraaf is een introductie over verwarming en geeft antwoord op de vragen waarom en hoe een huis goed verwarmd moet worden (basiskennis) Een korte introductie en samenvatting over verwarmingsystemen (basiskennis) Kort overzicht van verschillende energiebronnen om mee te verwarmen (basis en gevorderd kennisniveau) Warmtepompen kennismaking met een vorm van verwarming die steeds populairder wordt Zonne-energie deze paragraaf gaat over actief gebruik van energie van de zon (basis en gevorderd niveau) Verwarmingselementen introductie (basiskennis) + opsomming en vergelijking van verschillende verwarmingselementen (gevorderd) Koeling Airconditioning (basis en gevorderd) Definitie van thermisch comfort Verklaring van de werking van koelsystemen, waarbij wordt ingegaan op efficiency en energieverbruik (gevorderd) Tips en hints hoe verstandig om te gaan met airconditioners (basiskennis) Oefeningen en vragen (basiskennis), verklarende woordenlijst, internetlinks gerelateerd aan de onderwerpen en tenslotte de kernpunten van het hoofdstuk op een rijtje (Huishoudelijk) warm water (basis en gevorderd) Het hoofdstuk begint met een overzicht van het algemene verbruik van warm water (basiskennis) Samenvatting van opties hoe huishoudelijk warm water te produceren en een korte beschrijving van verschillende verwarmingsapparaten (gevorderd) Tips en hints om verstandig met water om te gaan en verbruik en kosten te verminderen (basiskennis) tips om gemakkelijk en effectief energie te besparen via warm water verbruik Korte paragraaf over zonneboilers Oefeningen en vragen (basiskennis), verklarende woordenlijst, internetlinks gerelateerd aan de onderwerpen en tenslotte de kernpunten van het hoofdstuk op een rijtje 23

28 Verlichting (basiskennis) Introductie over dag- en kunstlicht Overzicht van kunstlichtbronnen Tips en hints om energieverbruik door verlichting te verminderen Oefeningen en vragen (basiskennis), verklarende woordenlijst, internetlinks gerelateerd aan de onderwerpen en tenslotte de kernpunten van het hoofdstuk op een rijtje Elektrische en elektronische apparaten (basiskennis) N.B. Er staat een game over het verbruik van apparaten in een appartement op de DVD. Deze game geeft verdieping aan de stof uit dit hoofdstuk. Dit hoofdstuk beschrijft energieverbruik van de meest gebruikte apparaten in huishoudens Het laat leerlingen kennis maken met het energielabel van apparaten Het laat zien hoe het energieverbruik van een huishouden berekend kan worden en hoe de energierekening gelezen moet worden (basiskennis) Tips en hints hoe verschillende huishoudelijke apparaten te gebruiken en energie te besparen (basiskennis) Oefeningen en vragen (basiskennis), verklarende woordenlijst, internetlinks gerelateerd aan de onderwerpen en tenslotte de kernpunten van het hoofdstuk op een rijtje Fotovoltaïsche energie (basis en gevorderd) Introductie over opwekken van elektriciteit door de zon (basiskennis) Dieper gaande informatie over de productie van zonne-energie hoe veel energie kan een fotovoltaïsch (PV) systeem opwekken (gevorderd) Oefeningen en vragen (basiskennis), verklarende woordenlijst, internetlinks gerelateerd aan de onderwerpen en tenslotte de kernpunten van het hoofdstuk op een rijtje Oefening monitoren van energieverbruik energie audit voor thuis/school/bedrijf Dit hoofdstuk omvat een gedetailleerde handleiding hoe een energie audit van een gebouw kan worden gedaan (basiskennis) De audit kan handmatig worden verwerkt maar ook elektronisch er zijn Excel bestanden beschikbaar op de DVD en de IUSES website, die kunnen helpen met het verzamelen van de gegevens en de uitvoering van de audit Introductie Industrie handboek Dit handboek biedt informatie over energieverbruik in de industrie en de problemen die verband houden met grootschalig energieverbruik. Het bevat veel technische informatie die wordt geïllustreerd met foto s en grafieken. Ook tips, oefeningen en experimenten om er achter te komen hoe efficiënt met energie omgaan werkt, komen in dit handboek aan de orde. Het eerste hoofdstuk bevat een algemene inleiding over energie. Leerlingen leren wat de term "energie" betekent, begrijpen waar energie vandaan komt en wat de belangrijkste problemen zijn. Een ander doel is leren hoe energie wordt gemeten en hoe energie kan worden omgezet in verschillende vormen. Leerlingen krijgen een idee van de hoeveelheid energie waarmee zij in het dagelijks leven in aanraking komen. De inhoud van het eerste hoofdstuk is begrijpelijk voor 24

29 verschillende leerniveaus en kan worden gebruikt op vmbo, havo en vwo. Hoofdstuk 2 geeft een overzicht van de verschillende bronnen van energie en wijst op verschillen tussen hernieuwbare en niet-hernieuwbare energiebronnen. Een belangrijk onderdeel is de gedetailleerde beschrijving van de problemen die te maken hebben met fossiele brandstoffen en andere niet-hernieuwbare energiebronnen. Dit hoofdstuk bevat achtergrondinformatie over de algemene energievoorziening en toont de ontwikkelingen rondom hernieuwbare energiebronnen. In Hoofdstuk 3 leren de leerlingen hoe energie in grootschalige industriële processen wordt gebruikt. Het eerste deel van het hoofdstuk gaat vooral in op energietransformatie en hoe verschillende soorten energiebronnen toegankelijk worden gemaakt. Er wordt uitgelegd welke energiedragers worden gebruikt in de industrie en welke technologie beschikbaar is om verliezen in het conversieproces te minimaliseren. Het IUSES pakket is vooral bruikbaar om de verschillende mogelijkheden om energie om te zetten uit te leggen. In het tweede deel dit hoofdstuk wordt het eindverbruik van energie in de industrie besproken. Dit hoofdstuk is geschikt voor meer technische scholen en bevat veel gedetailleerde informatie over hoe verschillende onderdelen van industriële processen energie efficiënter te maken zijn. Dit hoofdstuk kan een goed startpunt zijn voor een excursie naar een nabijgelegen fabriek. Hoofdstuk 4 gaat over energiemanagement en toont hoe verbeteringen in organisaties belangrijk zijn voor de verbetering van de energie-efficiency en energiebesparing. Het gedeelte over energiemanagement kan gemakkelijk worden gebruikt in de lessen economie. Veel van de voorgestelde routes komen namelijk ook in andere economische analyses terug. Daarnaast kan de informatie over energiemanagement nuttig zijn bij het opzetten van een energie bespaarplan voor de school. Het laatste hoofdstuk behandelt de pulp- en papierindustrie als voorbeeld van een grootschalig industrieel proces met een hoog energieverbruik. De pulp- en papierindustrie is gekozen omdat studenten zelf dagelijks papier gebruiken. Het voorbeeld bevat voornamelijk diepgaande informatie over het industriële proces en is daarom vooral geschikt voor meer technische scholen. Ten slotte bevat het handboek een uitgebreide oefening over het proces van papier maken. Leerlingen maken hun eigen papier en ontdekken in welk gedeelte van het proces de grootste hoeveelheid energie wordt verbruikt. De oefening is beschreven aan de hand van foto's en biedt de mogelijkheid om eenvoudige berekeningen op het energieverbruik van de verschillende stappen uit te voeren. 2.4 Experimentele toolkit Met behulp van de experimentele kit komen leerlingen op een interactieve manier in contact met energie-efficiëntie, het gebruik van hernieuwbare energiebronnen en energiebesparing. Met de hulpmiddelen, animaties en handboeken uit de kit, kunnen de gebruikers een aantal experimenten uitvoeren over verschillende energiegerelateerde vraagstukken. Het doel van deze experimenten is het vaststellen van verschillende energieproblemen (zoals thermisch energieverlies of energieverbruik) en hen te laten inzien wat de gevolgen van ons dagelijks gedrag zijn. De experimentele kit kan eenvoudig worden gebruikt in natuurkunde lessen. Er kan daarnaast aan leerlingen de mogelijkheid worden geboden om hun eigen experimenten en ideeën uit te voeren. Een handleiding met voorbeelden van verschillende experimenten en de benodigde materialen is beschikbaar op de website 25

30 Materialen in de box Aantal Object Technische eigenschappen 6 Panelen Thermisch isolatiemateriaal voor huizen (Stiferite) 1 Photovoltaïsch paneel 1,5 W, 6 V 1 LED lamp Kleur: rood 1 Gloeilamp met E10 4,8 V; 0,3 A fitting 4 Krokodillenbekjes, geïsoleerd Voor het testen van circuits en het maken van tijdelijke verbindingen Opmerkingen In plaats van dit materiaal kun je ook een doos van polystyreen gebruiken 2 Elektriciteitsdraden 1 Digitale thermometer -40 tot +200 C 1 Energiemeter 230 V, 50 Hz, 16 A, 3680W 1 Windmolen Op zonne-energie 1 Doos Kartonnen doos 1 DVD De bestanden op de DVD zijn ook te downloaden van de projectwebsite ( Experimenten De hieronder beschreven instructies helpen bij het toetsen, beschrijven en begrijpen van een aantal principes die te maken hebben met energie besparen en duurzame energie: EXPERIMENT N 1: HET BOUWEN VAN EEN ISOLERENDE DOOS Benodigde materialen: de Stiferite panelen (6), dubbelzijdig plakband; Niet in de kit: schaar (1). Maak een doos van de zes Stiferite panelen; plak ze aan elkaar met dubbelzijdig plakband. Denk eraan dat je één paneel los moet kunnen halen, terwijl de andere panelen vast blijven zitten. EXPERIMENT N 2: SMELTEN VAN IJS Benodigd materiaal: de Stiferite doos; Niet in de kit: een klein bord, ijsklontjes van gelijke grootte (2), klok (1). Neem één ijsklontje en leg hem op een bordje in de doos. Doe de doos dicht met het losse paneel en meet hoeveel tijd het kost voordat het ijsklontje gesmolten is. 26

31 Neem nog een ijsklontje van dezelfde grootte als hiervoor en herhaal het experiment zonder de doos dicht te maken. Wat concludeer je aan de hand van dit experiment? EXPERIMENT N 3: HET LICHT AAN DOEN ZONDER STEKKER Benodigde materialen: photovoltaïsch paneel (1), gloeilamp met E10 fitting (1), LED (1), elektriciteitsdraden (2), krokodillenbekjes (4); Niet in de kit: een kunstlichtbron. Verbindt met behulp van de elektriciteitsdraden en de krokodillenbekjes het photovoltaïsche paneel aan de verschillende lampjes (één per keer). Zet de het photovoltaïsche panel aan door er de kunstlichtbron op te richten, en probeer het daarna ook eens met natuurlijk licht (de zon): Kijk of het lampje dat verbonden is met het paneel aangaat. Wat zouden redenen kunnen zijn als het lampje niet aangaat (een slechte verbinding tussen draden en lamp, niet genoeg licht op het photovoltaïsche paneel, gebroken lampjes)? EXPERIMENT N 4: THERMISCHE ISOLATIE (I) Benodigde materialen: de Stiferite doos, gloeilamp met E10 fitting (1), elektriciteitsdraden (2), krokodillenbekjes (4), digitale thermometer (1); Niet in de kit: 4,5 V batterij (1), vel papier (1), pen (1), klok (1). Doe de gloeilamp verbonden met een 4,5 V batterij (met de elektriciteitsdraden) in de Stiferite doos. Doe de doos dicht met het losse paneel en maak een klein gaatje in het paneel met het puntje van de digitale thermometer. Steek dan de thermometer in de doos, met het display naar buiten. Schrijf de begintemperatuur in de doos op en meet de temperatuur na een bepaald tijdsinterval (ten minste 15 minuten). Herhaal dit experiment met de doos open en met de doos dicht. Wat zie je? Wat moet je doen om een groter temperatuursverschil te krijgen? EXPERIMENT N 5: THERMISCHE ISOLATIE (II) Benodigde materialen: de Stiferite doos, LED (1), elektriciteitsdraden (2), krokodillenbekjes (4), digitale thermometer (1); Niet in de kit: 4,5 V batterij (1), vel papier (1), pen (1), klok (1). Herhaal het vorige experiment, maar dan met de LED lamp in plaats van de gloeilamp. Schrijf de variaties in temperatuur op voor hetzelfde tijdsinterval als hiervoor, en vergelijk de resultaten met het vorige experiment. Wat zijn de verschillen en waarom? EXPERIMENT N 6: PHOTOVOLTAISCH PANEEL EN VERWARMING (I) Benodigde materialen: photovoltaïsch paneel (1), LED (1), elektriciteitsdraden (2), krokodillenbekjes (4); Niet in de kit: gloeilamp (lamp van tenminste 60 W). Zoals je hebt kunnen zien warmt de gloeilamp de omgeving op. Zou deze thermische energie genoeg zijn om een LED lamp aan te zetten? Probeer dit uit door de gloeilamp van 60 W als lichtbron te gebruiken: zet hem dicht bij het photovoltaïsche paneel dat verbonden is met de LED lamp en ga na of deze aangaat of niet. EXPERIMENT N 7: PHOTOVOLTAISCH PANEEL EN VERWARMING (II) Benodigde materialen: photovoltaïsch paneel (1), LED (1), elektriciteitsdraden (2), krokodillenbekjes (4); 27

32 Niet in de kit: TL buis. Herhaal experiment 6 waarbij je de gloeilamp vervangt door een neon lamp. Gaat de LED lamp die verbonden is met het photovoltaïsche paneel aan? Geeft de lamp meer of minder warmte af? EXPERIMENT N 8: PHOTOVOLTAISCH PANEEL EN VERWARMING (III) Benodigde materialen: photovoltaïsch paneel (1), LED (1), elektriciteitsdraden (2), krokodillenbekjes (4); Niet in de kit: lamp met een spaarlamp (met hetzelfde vermogen als de 60 W gloeilamp). Herhaal experiment 6 waarbij je de gloeilamp vervangt door een spaarlamp. Gaat de LED lamp die verbonden is met het photovoltaïsche paneel aan? Geeft deze lamp meer of minder warmte af aan de omgeving dan in de vorige twee experimenten? EXPERIMENT N 9: PHOTOVOLTAISCH PANEEL EN ZONLICHT Benodigde materialen: photovoltaïsch paneel (1), gloeilamp met E10 fitting (1), elektriciteitsdraden (2), krokodillenbekjes (4). Bij een van de vorige experimenten heb je gezien dat het photovoltaïsche paneel zonlicht omzet in elektrische energie. Ga nu naar buiten en richt het photovoltaïsche paneel naar de zon, en roteer het paneel daarna. Blijft de gloeilamp die aan het paneel verbonden is branden? Wat concludeer je uit dit experiment? EXPERIMENT N 10: VERSCHILLENDE MATERIALEN, DEZELFDE TEMPERATUUR? Benodigde materialen: de Stiferite doos, dubbelzijdig plakband; Niet in de kit: panelen van karton, plastic of een ander materiaal. Gebruik de panelen om ten minste twee verschillende dozen te bouwen (bijvoorbeeld van karton of van plastic). Herhaal dan alle bovenstaande experimenten. Wat voor verschillende resultaten levert dit op? EXPERIMENT N 11: THERMISCHE ISOLATIE (III) Benodigde materialen: de Stiferite doos, objecten en gereedschap uit de vorige experimenten; Niet in de kit: een Stanleymes of iets dergelijks (1). Maak in twee panelen die tegenover elkaar zitten een raam en een deur (die open en dicht kunnen), zodat de doos eruit ziet als een huis. Welke resultaten behaal je als je de eerdere experimenten herhaalt, met de deur of het raam (of allebei) open? EXPERIMENT N 12: METEN VAN ENERGIEVERBRUIK Benodigde materialen: energiemeter (1), bestand met oefening van de DVD; Niet in de kit: apparaten. Meet het energieverbruik van verschillende apparaten door gebruik te maken van de energiemeter. Probeer het totale verbruik te bepalen in verschillende omgevingen, situaties, gewoontes in je dagelijks leven (op school, thuis of ergens anders), door gebruik te maken van de tabellen in het Excel bestand op de DVD. EXPERIMENT N 13: ZONNE- EN WINDENERGIE Benodigde materialen: onderdelen van de windmolen op zonne-energie. Volg de instructies om de windmolen te bouwen, ga na of hij werkt en bespreek met je klasgenoten hoe de energie wordt omgezet en hoe energie wordt bespaard. 28

33 2.4 Multimedia DVD Een derde hulpmiddel is de multimedia CD, die om twee redenen is ontwikkeld. Allereerst om de informatie uit de handboeken visueel weer te geven waardoor leerlingen ook op een andere manier de stof leren. Ten tweede om de aandacht van leerlingen te trekken door de onderwerpen energie en energiebesparing als op een interactieve manier en meer van deze tijd te presenteren. De animaties kunnen leerlingen motiveren om het onderwerp energie verder te verkennen en laten zien hoe zij hun manier van leven kunnen veranderen inclusief het nemen van meer energie-efficiënte maatregelen. Naast de animaties, bevat de CD interactieve oefeningen waarmee leerlingen kunnen controleren wat ze hebben geleerd de drie handboeken, het draaiboek voor docenten en de handleiding voor het gebruik van de experimentele kit. De CD kan zowel in de les als thuis door de leerlingen worden gebruikt. De animaties op de CD bestaan uit drie verschillende delen: een huis, transport en industrie. Elk onderdeel is ontwikkeld op basis van criteria die kunnen worden samengevat in drie woorden: "Ruimte-Regels-Gedrag". In het onderdeel huis kunnen studenten met een muisklik door een virtueel appartement (Ruimte) lopen en verschillende elektrische apparaten aan- of uit schakelen. Net zoals in hun eigen dagelijks leven of om verschillende manieren van energieverbruik uit te proberen. Bij het omgaan met de apparaten wordt een aantal Regels weergegeven (technische en wetenschappelijke gegevens voor het verbruik van elk apparaat), zodat leerlingen gemakkelijk de effecten van gedragsverandering kunnen vergelijken door de suggesties en deze resultaten als uitgangspunt voor verdere berekeningen te gebruiken. Het "transport" onderdeel bevat twee Ruimtes. De eerste is gewijd aan de verschillende middelen van vervoer. De tweede aan milieuvriendelijk en veilig rijden. In het transport onderdeel worden de Regels en Gedrag volgens verschillende criteria behandeld: aan de ene kant door het uitproberen van verschillende soorten vervoer tijdens een reis en de energie-efficiëntie en de CO 2 -uitstoot van de verschillende manieren van reizen die daarbij worden weergegeven. Voor docenten is een methodologische toelichting opgenomen zodat zij de resultaten van de rekenmachine op de juiste manier interpreteren. Aan de andere kant, is het "doel" in het tweede "Ruimte" leerlingen een paar eenvoudige regels voor een veilig en milieuvriendelijk rijden te geven. Dit deel kan als "les" worden gebruikt voor leerlingen die al zijn begonnen met autorijden, maar het is ook een goede les voor leerlingen om thuis met hun ouders te bespreken. De tips staan ook in het Transport handboek en kunnen nuttig zijn om de informatie uit de lessen verder te verdiepen. Het derde deel over industrie is beschrijvend opgezet, zodat docenten een nieuw, eenvoudig en aantrekkelijk instrument hebben voor diepgaande lessen over het hoge energieverbruik in de industrie, met een hoge mate van interactie en een gebruikersinterface van een hoge kwaliteit. Het proces van papierproductie is als voorbeeld gekozen omdat elke leerling zich er iets bij kan voorstellen. Het proces wordt ook in het Handboek over Industrie beschreven, aan de hand van stroombalansen en een praktische oefening om zelf papier te maken. 2.5 PowerPoint presentatie Ten slotte is een PowerPoint presentatie beschikbaar op de website van de IUSES. Onderdelen van deze presentatie kunnen door docenten gebruikt worden bij het behandelen van de onderwerpen in de lessen. De presentatie bevat de belangrijkste onderwerpen uit de handboeken en kan gemakkelijk door de docenten aan hun eigen lessen worden aangepast. De presentatie is een aanvulling op de handboeken. 29

34 2.6 Onderwijsrichtingen Het IUSES project is bedoeld voor verschillende schooltypes. Daarnaast is er de mogelijkheid om een basis of gevorderde aanpak van het onderwijsprogramma te kiezen. Het basis programma duurt acht lesuren, en bevat een mix van experimenten, oefeningen en basis informatie over verstandig energiegebruik. Het gevorderden programma bevat meer diepgaande informatie over het onderwerp is vraagt 20 lesuren. Figuur 10: Onderwijsrichtingen Als voorbeeld worden hier de humanistische, technische en bedrijfskundige aanpak beschreven. De verschillende voorbeelden zijn een suggestie en kunnen gemakkelijk aangepast worden aan de behoeften van verschillende schooltypes. 30

35 2.6.1 Humanistisch De Humanistische aanpak van verstandig omgaan met energie is meer gericht op de niettechnische delen van de handboeken. De belangrijkste elementen van een lesprogramma met een humanistische insteek zijn Transport (openbaar vervoer, vervoer van producten voor consumenten, etc.) en Gebouwen. Het Industrie Handboek geeft basis informatie over energie en energieproductie. Kernelementen van het onderwijzen van de humanistische aanpak van IUSES zijn discussies, groepsopdrachten, student rapporten, experimenten, etc. Figuur 11: Gedeeltes uit de verschillende handboeken geschikt voor Humanistisch onderwijs Basis (alleen niveau I Informatie!) Transport Handboek Helemaal Niveau I Leerlingen komen waarschijnlijk vrij gemakkelijk met de Transportsector in aanraking. Ze worden dagelijks met vervoerskwesties geconfronteerd, waarover gediscussieerd kan worden en waarbij activiteiten excursies kunnen worden gehouden. Ze kunnen meer te weten komen over de impact van vervoer op the milieu, trends in de toekomst en hoe zij zelf energie kunnen besparen door hun gedrag te veranderen. Gebouwen Handboek Hoofdstuk 2 Gebouwstructuren Hoofdstuk 5 Verlichting Hoofdstuk 6 Elektrische en elektronische apparaten Bij het doorlopen van hoofdstuk 2 krijgen leerlingen de basisinformatie over warmtestromen binnen een gebouw en over hoe onnodig energieverlies vermeden kan worden door goede thermische isolatie. Om een idee te krijgen van thermische isolatie op een praktisch niveau kunnen de experimenten over thermische isolatie uitgevoerd worden. Hoofdstukken 5 en 6 tonen leerlingen hoe zij op een zuinige manier met verlichting en elektrische apparaten kunnen omgaan aan de hand van voorbeelden die aansluiten bij hun 31

36 dagelijks gedrag. In Vooral elektrische en elektronische apparaten kunnen veel efficiënter gebruikt worden; dit wordt duidelijke aan de hand van een aantal simpele experimenten. Industrie Handboek Hoofdstuk 1 Introductie over energie Hoofdstuk 2 Energiebronnen De hoofdstukken 1 en 2 van het Industrie Handboek kunnen gebruikt worden om basisinformatie over energiekwesties te krijgen en leerlingen bewust te maken van energieproblemen. De vragen uit de hoofdstukken kunnen als startpunt voor discussies gebruikt worden. Gevorderden (inclusief Niveau II informatie) Transport Handboek Helemaal Niveau I+II Zoals eerder beschreven is het handboek over Transport redelijk herkenbaar voor leerlingen. Binnen de gevorderde humanistische aanpak komen leerlingen intensiever in contact met problemen die gerelateerd zijn aan vervoer en werken zij onderwerpen zelf dieper uit. De introductie van een School Mobiliteit en Vervoer Plan biedt bijvoorbeeld een goede gelegenheid om leerlingen zelf aan het werk te zetten en de directe resultaten van hun werk te bekijken. Gebouwen Handboek Hoofdstuk 1 Introductie Hoofdstuk 2 Gebouwstructuren Hoofdstuk 3 Klimaatregeling (airconditioning) Hoofdstuk 5 Verlichting Hoofdstuk 6 Elektrische en elektronische apparaten De leerlingen krijgen een gedetailleerder inzicht in de mogelijkheden om energie te besparen in een gebouw en hoe een verandering in hun gedrag direct energie en dus ook geld kan besparen. De experimentele toolkit bevat een aantal experimenten om uit te zoeken hoe effectief verschillende energie maatregelen zijn en hoe natuurkundige relaties in elkaar zitten. Industrie Handboek Hoofdstuk 1 Introductie over energie Hoofdstuk 2 Energiebronnen Hoofdstuk 4 Energie management Het Industrie Handboek geeft een aantal startpunten voor discussies en kan gebruikt worden om de basisinformatie over energie te leren. Vragen over alternatieve energiebronnen en problemen met niet duurzame bronnen bieden genoeg ruimte voor groepswerk, discussies en werkstukken reports. Het hoofdstuk over een Energie Management systeem laat zien hoe energiebesparende maatregelen op grotere schaal kunnen worden geïntroduceerd en hoe een systematische aanpak van energie efficiency wordt uitgevoerd. 32

37 2.6.2 Techniek De drie verschillende handboeken bevatten veel technische informatie, die in het bijzonder is voor scholen die gericht zijn op bouwen en techniek. Het belangrijkste deel van de technische informatie kan gevonden worden in het Industrie en het Gebouwen Handboek, maar ook in het Transport Handboek staat informatie over de technische sector. Vooral scholen die zich richten op bouwen en techniek zijn de experimenten en oefeningen belangrijk. De Industrie en Gebouwen Handboeken vormen samen met de experimentele toolkit een breed aanbod aan activiteiten. Figuur 12: Gedeeltes uit de verschillende handboeken geschikt voor Technisch onderwijs Basis (alleen niveau I Informatie!) Industrie Handboek Hoofdstuk 1 Introductie over energie Hoofdstuk 2 Energiebronnen Hoofdstuk 3 Omzetten van energie & verbruik in de industrie Hoofdstuk 4 Energie management Uit de twee eerste hoofdstukken verkrijgen leerlingen informatie over energie in het algemeen en toekomstige trends in energieproductie. Ze leren de basisconcepten van energieverbruik in de industrie begrijpen en de problemen die ontstaan door energieverbruik op grote schaal. Door verschillende voorbeelden uit de Industrie leren zij hoe de efficiency vergroot kan worden en energieverliezen verminderd worden, bijvoorbeeld aan de hand van een Energie Management Systeem. Gebouwen Handboek Hoofdstuk 2 Gebouwstructuren Hoofdstuk 3 Klimaatregeling (airconditioning) Hoofdstuk 5 Verlichting Hoofdstuk 6 Elektrische en elektronische apparaten Bij het doornemen van hoofdstuk 2 leren leerlingen de basisinformatie over warmtestromen in een gebouw en hoe onnodige verliezen van energie voorkomen kunnen worden door goede 33

38 thermische isolatie. Om een idee te krijgen van thermische isolatie op een praktisch niveau kunnen experimenten worden uitgevoerd. Hoofdstuk 3 geeft informatie over airconditioning en hoe je een goed microklimaat in een gebouw krijgt. Leerlingen leren de basisprincipes van verwarming en koeling, en het juiste gebruik van deze systemen vanuit energie efficiency. Hoofdstukken 5 en 6 van het Gebouwen Handboek laat leerlingen zien hoe ze verlichting en elektrische apparaten op een efficiënte manier kunnen gebruiken aan de hand van voorbeelden uit hun dagelijks leven. Vooral elektrische en elektronische apparaten kunnen in potentie veel efficiënter gebruikt worden; dit kan aangetoond worden aan de hand van een aantal simpele experimenten. Transport Handboek Hoofdstuk 2 Conventionele en alternatieve brandstoffen In hoofdstuk 2 van het Transport Handboek krijgen leerlingen een algemeen beeld van de brandstoffen die in de transportsector gebruikt worden en worden zij bewust van de problemen die samengaan met conventionele maar ook met alternatieve brandstoffen. Gevorderden (inclusief Niveau II informatie) Industrie Handboek Hoofdstuk 1 Introductie over energie Hoofdstuk 2 Energiebronnen Hoofdstuk 3 Omzetten van energie & verbruik in de industrie Hoofdstuk 4 Energie management Hoofdstuk 5 Efficiënt energiegebruik in de papierindustrie In de eerste twee hoofdstukken worden de basisaspecten over energie en toekomstige trends in energieproductie beschreven. Ze leren de basisconcepten van energieverbruik in de industrie begrijpen en de problemen die ontstaan door energieverbruik op grote schaal. Door verschillende voorbeelden uit de Industrie leren zij hoe de efficiency vergroot kan worden en energieverliezen verminderd worden, bijvoorbeeld aan de hand van een Energie Management Systeem. Door het praktijkvoorbeeld over efficiënt energiegebruik in de papierindustrie krijgen leerlingen een idee hoe uitgebreid energiemaatregelen worden toegepast in de industrie. Door zelf papier te maken leren zij welke stappen in het proces de meeste energie vereisen en hoe er mogelijk in het productieproces energie bespaard kan worden. Gebouwen Handboek Hoofdstuk 1 Introductie Hoofdstuk 2 Gebouwstructuren Hoofdstuk 3 Klimaatregeling (optioneel) Hoofdstuk 4 Huishoudelijk warm water Hoofdstuk 6 Elektrische en elektronische apparaten Hoofdstuk 7 Controleren van energieverbruik Hoofdstuk 1 bevat een algemeen overzicht van verschillende soorten gebouwen. Bij het doornemen van hoofdstuk 2 leren leerlingen de basisinformatie over warmtestromen in een gebouw en hoe onnodige verliezen van energie voorkomen kunnen worden door goede thermische isolatie. Om een idee te krijgen van thermische isolatie op een praktisch niveau kunnen experimenten worden uitgevoerd. 34

39 Hoofdstuk 3 geeft informatie over airconditioning en hoe je een goed microklimaat in een gebouw krijgt. Leerlingen leren de basisprincipes van verwarming en koeling, en het juiste gebruik van deze systemen vanuit energie efficiency. Hoofdstukken 5 en 6 van het Gebouwen Handboek laten leerlingen zien hoe ze verlichting en elektrische apparaten op een efficiënte manier kunnen gebruiken aan de hand van voorbeelden uit hun dagelijks leven. Vooral elektrische en elektronische apparaten kunnen in potentie veel efficiënter gebruikt worden; dit kan aangetoond worden aan de hand van een aantal simpele experimenten. Transport Handboek Hoofdstuk 2 Conventionele en alternatieve brandstoffen Hoofdstuk 3 Alternatief transport In hoofdstuk 2 van het Transport Handboek krijgen leerlingen een algemeen beeld van de brandstoffen die in de transportsector gebruikt worden en worden zij bewust van de problemen die samengaan met conventionele maar ook met alternatieve brandstoffen. In hoofdstuk 3 leren leerlingen over alternatieve vormen van vervoer en toekomstige vervoertrends. 35

40 2.6.3 Bedrijfskunde De bedrijfskundige aanpak van IUSES concentreert zich op economische en management onderwerpen uit de energiesector. Leerlingen leren het belang van energie efficiency vanuit een economisch perspectief en hoe effectief bespaard kan worden op kosten en hulpbronnen. De focus ligt op het Transport en het Industrie Handboek die verschillende management methoden, berekeningen en oefeningen bieden vanuit een economische en bedrijfskundige achtergrond. Figuur 13: Gedeeltes uit de verschillende handboeken geschikt voor Bedrijfskundig onderwijs Basis (alleen niveau I Informatie!) Industrie Handboek Hoofdstuk 1 Introductie over energie Hoofdstuk 2 Energiebronnen Hoofdstuk 4 Energie management systeem De hoofdstukken uit het Industrie Handboek vormen de basis van de bedrijfskundige aanpak van IUSES. Leerlingen krijgen de basisinformatie over energie uit de eerste twee hoofdstukken en leren hoe zij energie kunnen besparen binnen bedrijven of op school door gebruik te maken van een Energie Management systeem. Gebouwen Handboek Hoofdstuk 1 Introductie Hoofdstuk 2 Gebouwstructuren Hoofdstuk 5 Verlichting Hoofdstuk 6 Elektrische en elektronische apparaten Hoofdstuk 1 bevat een algemeen overzicht van verschillende soorten gebouwen. Bij het doornemen van hoofdstuk 2 leren leerlingen de basisinformatie over warmtestromen in een gebouw en hoe onnodige verliezen van energie voorkomen kunnen worden door goede thermische isolatie. Om een idee te krijgen van thermische isolatie op een praktisch niveau kunnen experimenten worden uitgevoerd. 36

41 Hoofdstuk 3 geeft informatie over airconditioning en hoe je een goed microklimaat in een gebouw krijgt. Leerlingen leren de basisprincipes van verwarming en koeling, en het juiste gebruik van deze systemen vanuit energie efficiency. Hoofdstukken 5 en 6 van het Gebouwen Handboek laten leerlingen zien hoe ze verlichting en elektrische apparaten op een efficiënte manier kunnen gebruiken aan de hand van voorbeelden uit hun dagelijks leven. Vooral elektrische en elektronische apparaten kunnen in potentie veel efficiënter gebruikt worden; dit kan aangetoond worden aan de hand van een aantal simpele experimenten. Transport Handboek Hoofdstuk 1 Belangrijkste gevolgen van transport en statistieken Hoofdstuk 3 Alternatief transport Hoofdstuk 4.3 School Mobiliteit en Vervoer Plan Leerlingen komen waarschijnlijk vrij gemakkelijk met de transportsector in aanraking. Ze worden dagelijks met vervoerskwesties geconfronteerd, waarover gediscussieerd kan worden en waarbij activiteiten excursies kunnen worden gehouden. Ze kunnen meer te weten komen over de impact van vervoer op the milieu, trends in de toekomst en hoe zij zelf energie kunnen besparen door hun gedrag te veranderen. In hoofdstuk 3 leren leerlingen over alternatieve vormen van vervoer en over toekomstige trends in transport. De introductie van een School Mobiliteit Plan biedt bijvoorbeeld een goede gelegenheid om leerlingen zelf aan het werk te zetten en de directe resultaten van hun werk te bekijken. Gevorderden (inclusief Niveau II informatie) Industrie Handboek Hoofdstuk 1 Introductie over energie Hoofdstuk 2 Energiebronnen Hoofdstuk 4 Energie management systeem Hoofdstuk 5 Efficiënt energiegebruik in de papierindustrie De hoofdstukken uit het Industrie Handboek vormen de basis van de bedrijfskundige aanpak van IUSES. Leerlingen krijgen de basisinformatie over energie uit de eerste twee hoofdstukken en leren hoe zij energie kunnen besparen binnen bedrijven of op school door gebruik te maken van een Energie Management systeem. Door zelf papier te maken leren zij welke stappen in het proces de meeste energie vereisen en hoe er mogelijk in het productieproces energie bespaard kan worden. Gebouwen Handboek Hoofdstuk 1 Introductie Hoofdstuk 2 Gebouwstructuren Hoofdstuk 5 Verlichting Hoofdstuk 6 Elektrische en elektronische apparaten Hoofdstuk 1 bevat een algemeen overzicht van verschillende soorten gebouwen. Bij het doornemen van hoofdstuk 2 leren leerlingen de basisinformatie over warmtestromen in een gebouw en hoe onnodige verliezen van energie voorkomen kunnen worden door goede thermische isolatie. Om een idee te krijgen van thermische isolatie op een praktisch niveau kunnen experimenten worden uitgevoerd. Hoofdstukken 5 en 6 van het Gebouwen Handboek laten leerlingen zien hoe ze verlichting en elektrische apparaten op een efficiënte manier kunnen gebruiken aan de hand van voorbeelden 37

42 uit hun dagelijks leven. Vooral elektrische en elektronische apparaten kunnen in potentie veel efficiënter gebruikt worden; dit kan aangetoond worden aan de hand van een aantal simpele experimenten. Transport Handboek Hoofdstuk 1 Belangrijkste gevolgen van transport en statistieken Hoofdstuk 3 Alternatief transport Hoofdstuk 4 Duurzaam transport Leerlingen komen waarschijnlijk vrij gemakkelijk met de transportsector in aanraking. Ze worden dagelijks met vervoerskwesties geconfronteerd, waarover gediscussieerd kan worden en waarbij activiteiten excursies kunnen worden gehouden. Ze kunnen meer te weten komen over de impact van vervoer op het milieu, trends in de toekomst en hoe zij zelf energie kunnen besparen door hun gedrag te veranderen. In hoofdstuk 3 leren leerlingen over alternatieve vormen van vervoer en over toekomstige trends in transport. De introductie van een School Mobiliteit en Vervoer Plan biedt bijvoorbeeld een goede gelegenheid om leerlingen zelf aan het werk te zetten en de directe resultaten van hun werk te bekijken. 38

43 3 ENERGIE BESPAAR PLAN IUSES Draaiboek voor Docenten Het Energie Bespaar Plan is een methode om jouw school energiezuinig te maken en verantwoordelijkheid te nemen voor de natuurlijke omgeving en het klimaat. In de praktijk bestaat een Energie Plan uit een programma om jouw school te helpen bij het opzetten van een systematische aanpak van energiemanagement. Het geeft scholen een methode om een beter gebruik van energie (elektriciteit en brandstof) te bevorderen door het bewustzijn van en de inzet ten opzicht van energiebesparing van leerlingen, docenten en alle andere medewerkers te verbeteren. Een praktische Energie Plan richtlijn voor een succesvolle uitvoering en toepassing kan uit een aantal simpele stappen worden opgebouwd: 1. Stel een Energie Commissie samen (Energie Management Team). 2. Voer een Energie Audit uit. 3. Stel doelen op voor het programma. 4. Maak een lijst met maatregelen waardoor de doelen bereikt kunnen worden (Actie Plan). 5. Toepassing van het Actie Plan. 6. Controleer en evalueer de voortgang. Iedere school kan het model aanpassen en het gebruiken afhankelijk van hun eigen kenmerken, omstandigheden en behoeftes. Step 5 Pas Actie Plan toe Stap 1 Zet Energie Team op Controleer en evalueer vo- Stap 4 Ontwikkel Actie Plan Stap 2 Voer Energie Audit Stap 3 Stel doelen Als je meer wilt weten over een Energie Management Plan dat vaak gebruikt wordt bij bedrijven en industrieën; dit staat te lezen in het Hoofdstuk 4 van het Industrie Handboek. Stap 1 Stel een Energie Commissie samen (Energie Management Team) Het Energie Team moet bestaan uit vertegenwoordigers van alle onderdelen van de school, bij voorkeur met verschillende personeelsleden en leerlingen uit verschillende klassen. Het aantal leden en de manier waarop de commissie wordt samengesteld is niet zo erg belangrijk, maar hun bewustzijn en betrokkenheid zijn dat wel. Goed teamwork is een bepalende factor in het uitvoeren van een Energie Plan vooral in de opstartperiode om zoveel mogelijke medewerking te verkrijgen als mogelijk is. De belangrijkste taken van een Energie Team kunnen zo worden samengevat: neem verantwoordelijkheid voor het hele proces, verspreid de informatie over de hele school, gebruik nuttige methoden en activiteiten, organiseer de activiteiten, en houd regelmatig vergaderingen om het programma te controleren en te verbeteren. 39

44 Stap 2 Energie Audit (inclusief een Energie Review) Een energie audit is vaak de belangrijkste stap in het energiezuinig maken van je schoolgebouw. Een audit helpt bij het bepalen hoeveel energie de school verbruikt en laat zien waar de beste mogelijkheden liggen om energie te besparen. Maar alleen een audit zorgt niet voor energiebesparing! Dit is slechts het beginpunt waardoor duidelijk wordt waar de zwaktes in het energieverbruik liggen en waarna energiebesparingsmaatregelen kunnen worden bepaald en toegepast. Je kunt zelf een simpele energie audit uitvoeren of een professionele energie auditeur uitnodigen om een uitgebreider audit uit te voeren. Hier gaan we in op een simpele methode die je zelf kunt uitvoeren. Deze bestaat uit de volgende stappen: Verzamel de basis verbruikgegevens Verkrijg gedetailleerde informatie over bronnen van energieverbruik Voer een Energie Review uit (ontdek zwaktes) Wat heb je nodig om te beginnen: Basisgegevens verbruik Het energieverbruik van de laatste maand: je hebt de energierekening nodig van tenminste de laatste 12 maanden of een samenvatting van het energiebedrijf van de laatste 12 maanden. Het type energiebronnen voor de schoolgebouwen: aardgas, elektriciteit, gas/diesel olie, propaan. Het oppervlak van de school in vierkante meters. Het aantal mensen dat dagelijks gebruik maakt van de schoolgebouwen (leerlingen en schoolpersoneel). Basisgegevens verbruik Aantal mensen Oppervlakte van de school Energie Verbruik Elektriciteitsverbruik (tot 1 mei) Elektriciteit kwh Brandstofverbruik voor verwarming* (tot 1 mei) Aardgas Propaan/butaan Gasolie Hout of andere biomassa Steenkool (m³-kwh) (m³-kwh-kg) (liter-kg) Kg Kg * Vul in wat van toepassing is (gebruikte brandstof) en pas eenheden daarop aan 40

45 De verbanden tussen deze gegevens geven bruikbare indicatoren van het verbruik: het jaarlijkse (of dagelijkse) energieverbruik per vierkante meter en per persoon (kwh/m²/persoon) en de bijbehorende uitstoot (je kunt uitstoot factoren gebruiken zoals beschreven in de oefening in het Gebouwen Handboek). Zet voor brandstofverbruik de massa eenheid om in kwh (door gebruik te maken van de oefeningen in het Gebouwen Handboek) voor het maken van de vergelijkingen in de onderstaande tabel. Jaarlijkse hoeveelheden ENERGIE verbruik UITSTOOT Elektriciteit per hoofd kwh/persoon Kg CO 2 eq/persoon Elektriciteit per m 2 kwh/m 2 Kg CO 2 eq/m 2 Brandstof per hoofd kwh/persoon t CO 2 eq Brandstof per m 2 kwh/m 2 t CO 2 eq/m 2 Totaal verbruik MWh t CO 2 eq Gedetailleerde energieverbruikbronnen Daarna is het aan te raden om wat diepgaandere gegevens te verzamelen, zoals een bottom-up controle van alle bronnen van energieverbruik in de school (zowel die werken als die aanwezig zijn). Dit kan gedaan worden aan de hand van de instructies in het Gebouwen Handboek, vooral met de eerste, tweede en derde stap van de oefening. Deze methode geeft redelijk gedetailleerde en omvangrijke gegevens over de school. Hieronder volgt een samenvatting van de stappen die gemaakt moeten worden (kijk naar de oefening in het Gebouwen Handboek voor schema s en meer informatie): Maak een overzicht van alle apparaten die je kunt vinden in je school die energie verbruiken. Dit kan gedaan worden (met de daar getoonde tabellen) volgens twee criteria: - Iedere ruimte bekijken (gymzaal, aula, keuken, toiletten, lerarenkamer, etc.), en/of - Bekijken per soort verbruiker (elektrische en elektronische apparaten, verlichting, etc.). Deel de apparatuur in naar energiebron: elektriciteit of brandstof type (aardgas, stookolie, kolen, hout). Maak een lange lijst van alle elektrische apparaten en schrijf vervolgens hun stroomverbruik (vermogen) op en schat hoe lang ze gebruikt worden (hoeveelheid tijd dat het apparaat aan staat). Het elektriciteitsverbruik wordt verkregen door het vermogen van ieder apparaat te vermenigvuldigen met het aantal uur dat het apparaat gebruikt wordt. Verbruikte energie (kilowatturen) = Vermogen (kilowatt) x Tijd (uren). Bereken tenslotte de kosten van het elektriciteitsverbruik door het verbruik te vermenigvuldigen met de prijs van een eenheid elektriciteit (die op de elektriciteitsrekening staat). Kosten ( ) = /kwh kwh. Om brandstofverbruik te verkrijgen is het handiger om direct naar de rekeningen te kijken en te schatten welke apparaten of onderdeel van de school meer brandstof verbruikt. Energie Review (Gebouwen inspectie) In het proces van het ontwikkelen van een energie management plan en het uitvoeren van een Energie Audit van de schoolgebouwen, moet je je bewust zijn van de energieverspilling in het 41

46 schoolgebouw die vaak niet gezien worden. Het doel van deze stap is het ontdekken van de meest voorkomende energieverliezen en te zien van energie bespaard kan worden, door een Energie Review te maken van apparaten, kenmerken van het gebouw (ramen en deuren), enzovoorts. Dit zou uitgevoerd moeten worden naar de voorgaande stappen in de audit, of anders door de tweede stap van de audit over te slaan (gedetailleerde controle) en meteen naar deze fase te gaan (simpelere en sneller proces). De Energie Review op de volgende pagina is een voorbeeld dat gebruikt kan worden om een Review voor jouw school te maken en is gebaseerd op de meest gebruikte energiebesparing methodes, en is vooral gefocust op gedragsaspecten die toegepast moeten worden. Hoe dan ook de lijst met te controleren items kan naar eigen inzicht uitgebreid worden (het Excel bestand is beschikbaar). 42

47 Energie Audit Data Schema Stellingen huidige situatie Maatregel al toegepast? Opmerkingen N ee Ja, net mee bego nnen Ja, mee bezig Ja, inten sief mee bezi g Verlichting en Apparaten 1 Als er genoeg licht van de zon is of als niemand in een ruimte is dan zijn alle lichten UIT. X Iemand zet de lichten uit, maar dit is niet standaard 2 In ruimtes waar iemand maar even is (bijv. gang, toilet, etc.) zijn de lichten uit als er niemand is X 3 Er zijn smoorspoelen geïnstalleerd die ervoor zorgen dat lampen op de juiste manier aangaan en aanstaan? X 4 Computermonitors zijn of UIT of computers staan in de slaapstand als ze niet gebruikt worden X Computermonitors worden vaak aangelaten als niemand ze gebruikt; computers staan meestal in slaapstand. 5 Computer benodigdheden zoals printers, scanners en andere elektronische apparaten staan UIT als ze niet gebruikt worden. 6 Alle buitenverlichting staat uit als het buiten licht is 7 Alle buitenverlichting staat 's nachts uit X Nee 8 Minikoelkasten worden niet gebruikt tenzij er dringende redenen zijn, dan wordt een uitzondering gemaakt. X X X Nee Niet altijd; regelmatig staan lampen overdag aan. Onze school is verspreid over meerdere plekken, en daarom is het delen van een koelkast onhandig. 9 Er worden alleen energiezuinige apparaten aangeschaft (nl. het hoogste Energie Label en met Energy Star). X Sommige apparaten (computers) hebben een Energy Star maar er wordt geen bewuste actie ondernomen om alleen energiezuinige apparaten te kopen. 10 Er worden apparaten gegroepeerd om ervoor te zorgen dat energie niet verspild wordt door meer apparaten te gebruiken dan nodig is (bijv. het ontkoppelen en/of verwijderen van onnodige koelkasten en het verminderen van het aantal printers door het aanleggen van een netwerk). X Nee, er is geen groepeerplan ontwikkeld of toegepast. 11 Zijn er verlichtingssystemen, zoals systemen die afhangen van zonlicht (door sensoren te gebruiken) of automatisch aangaan als iemand een ruimte inkomt (bewegingssensors) of timers? X Alleen in de toiletten zijn [timer switches]. 12 Er is een plan voor het schoonmaken van de verlichting. X Nee er is geen plan. Maar een paar lampen worden schoongemaakt tijdens de algemene schoonmaak. 43

48 13 De kleuren op de muren en plafonds zijn licht genoeg zodat ze het licht goed reflecteren 14 Gloeilampen zijn vervangen voor spaarlampen en tl-buizen. X X Alleen in een paar ruimtes Etc...Breid de lijst verder uit... Verwarming en Koeling 1 Ramen en gordijnen worden aan het eind van een schooldag gesloten. X Sommige ramen en gordijnen worden gesloten, maar niet altijd. Het hangt ervan af of iemand er aan denkt. 2 Ventilatiegaten in de muren of ramen worden vrijgehouden. X In sommige klaslokalen zijn luchtgaten geblokkeerd. 3 De deuren naar buiten staan niet langer open dan nodig is. X Deuren staan langer open dan nodig is (niet alleen als de schoon gaat beginnen). 4 De deuren naar de gymzaal zijn dicht X 5 Mechanische apparatuur voor verwarming en koeling wordt regelmatig gecontroleerd en problemen worden meteen gemeld. 6 Waterkranen druppelen niet X X Wekelijkse inspectie door het hoofd van facilitaire dienst. Personeel en leerlingen melden problemen meteen. Druppelen wordt meteen opgelost. 7 De plafonds zijn geïsoleerd X Nee, er is geen isolatie. 8 Verwarmingselementen (radiatoren, luchtroosters) worden niet geblokkeerd door gordijnen, meubels, enzovoorts. X Dit wordt goed gecontroleerd door de conciërge. 9 Zijn er isolerende gordijnen of andere maatregelen, zoals zonneschermen aanwezig? 10 Verwarmingsboilers worden gecheckt en zijn goed geïsoleerd. X X Nee, en er zijn geen aanpassingen gepland op korte termijn. Ja, boilers zijn nieuw en goed geïsoleerd 11 Luchtventilatoren worden uitgezet als ze niet nodig zijn (gymzaal, aula) 12 Als het te warm is in een ruimte, worden de ramen opengezet en de verwarming uitgezet. X Niet altijd; regelmatig staat de verwarming aan en staan ramen open. 13 Er zijn goede isolatiestrips aangebracht langs de deuren. X Etc...Breid de lijst verder uit... Algemeen bewustzijn en management 1 Er hangen posters om energiebesparing te bevorderen op in de school X Nee, maar het staat gepland als een toekomstige taak 2 Participatie door leerlingen wordt gepromoot met workshops en prijzen X 3 Er is een milieuteam met leerlingen en docenten dat zich bezig houdt met het bevorderen van zuinig energiegebruik X Etc...Breid de lijst verder uit... 44

49 Zoals hierboven al genoemd werd, bevat deze tabel maar een beperkte lijst items die gecontroleerd moeten worden, en het wordt daarom aangeraden de lijst naar eigen inzicht en aan de eigenschappen van het schoolgebouw aan te passen. Stap 3 Stel doelen vast Allereerst is het handig om één doel voor het hele programma vast te stellen en vervolgens subdoelen voor onderdelen van de school of voor verschillende type activiteiten. Doelen moeten specifiek, realistisch, en bereikbaar zijn. Doelstellingen leiden je naar het bereiken van de uiteindelijke doelen. Hieronder staat een aantal voorbeelden: De doelen van het plan zijn: a. Het energieverbruik in de school met ten minste % verminderen aan het eind van de vastgestelde periode (in vergelijking met de rekeningen van vorig jaar) en het behouden van het bereikte verbruikniveau de drie jaar daarna. b. Of, je kunt als uitgangswaarde het schooljaar 20XX nemen en dat als vergelijking gebruiken. Een andere optie is het berekenen van de uitgangswaarde door het gemiddelde van het verbruik over de afgelopen paar jaar te nemen. Doelstellingen zijn: a. Vervang tenminste % van de gloeilampen met spaarlampen in het eerste kwart van het schooljaar. b. Verminder de hoeveelheid tijd dat de lichten aanstaan in de hele school met %. De doelstellingen moeten samengaan met de maatregelen die in het Actie Plan beschreven staan. Dit wordt in de volgende stap uitgelegd. Step 4 Stel prioriteiten vaste en maak een Energie Besparing Actie Plan Op basis van de resultaten van de energie audits en inspecties van het gebouw en de systemen, zou je moeten kunnen bepalen waar energie bespaard kan worden zodat je prioriteiten voor acties kan stellen en de daarbij horende doelen kan vaststellen; dit is samen het Energie Besparing Actie Plan. Met andere woorden, het is tijd om een lijst met maatregelen te maken die jouw school kan nemen zodat de energie efficiency wordt verbeterd en energie wordt bespaard en om te beginnen deze uit te voeren. Het model in de tabel hieronder is een voorbeeld dat kan helpen bij het Actie Plan voor jouw school. (Voor meer informatie over beoordeling van energie acties en maatregelen, kijk in het Handboek over Gebouwen, Hoofdstuk 7: Oefening, 6 e stap). Besparende maatregelen moeten in de tweede kolom Acties worden gezet, omdat ze gericht moeten zijn op de zwaktes die je tijdens de inspectie hebt gevonden; we raden aan dezelfde volgorde te gebruiken als in het Energie Audit Data Schema, bijvoorbeeld door dezelfde nummers te gebruiken. Het doel zet je in de eerste kolom. Dus hier zet je wat verbeterd moet worden. In de derde kolom zet je de indicatoren van succes, waarmee je kunt bekijken of je je doelen hebt bereikt. De kolom Hulpbronnen moet schattingen bevatten van hoeveel iedere actie kost, in termen van menselijke, materiële en financiële bronnen. In de kolom Tijdlijnen staan de start datum en de einddatum van de actie. 45

50 Ten slotte staan in de laatste kolom Resultaten wat bereikt is nadat je de voortgang op een bepaald moment hebt bepaald. Bedenk je dat dit plan een werkdocument is. Door evaluatie en metingen zal het plan geüpdate worden zodat veranderingen en successen en mislukkingen er in zijn opgenomen. 46

51 Doel Acties Indicatoren Hulpbronnen Tijdlijn Resultaten Moment van rapportage Kosten EUR Materiaal (type & aantal) Menselijk (type & aantal) Type Acties (Gedra g - Tech.) Wekelijks rapporteren 20 Nov.'09-20 Dec. '09 70 (schatting) Posters en/of stickers (1 per klas) Leerlingen per klas per week (aantal 2) Aantal lichten dat uitstaat als lokalen leeg zijn G a) Wijs 2 leerlingen aan om te controleren of lichten uit zijn als ze niet nodig zijn b) Hang posters of stickers op om lichten uit te zetten in ieder klaslokaal 1 Bespaar 20% Elektriciteits verbruik door verlichting Rapportage aan eind 15 Okt. '09-15 Jan. ' (schatting) Ong.: 10 timers + 5 bewegingssens ors Directeur - Elektricien inhuren Aantal geinstalleerde controlesystemen T Installeer verlichting en apparaat controle systemen (timers, bewegingssensors, etc) 11 Rapportage aan eind 01 Dec. '09-31 Jan. ' (schatting) Zelfklevende strips (200 m) Onderhoudserv ice Aantal deuren en ramen met strips T Breng tochtstrips aan op alle deuren en ramen 13 Wekelijks rapporteren N.v.t. N.v.t. 15 Jan. '10-31 Jan. '10 Leerlingen per klas per week (aantal 2) Vrijblijvend beoordeeld G Ieder lokaal heeft controleurs die verwarmingen reguleren en voorkomen dat het raam wordt opengezet 12 Verminder energie verbruik voor verwarming met 15% 47 (Dit Excel bestand is digitaal beschikbaar)

52 Een andere en misschien gemakkelijkere methode om een Energie Actie Plan op te zetten, is het vaststellen van een aantal maatregelen/acties en deze op een tijdlijn te zetten, zoals in het voorbeeld hieronder. (Ook dit Excel bestand is digitaal beschikbaar) Energie Actie Plan: Tijdlijn Stap 5 Toepassen van het Actie Plan Het Actie Plan moet continu toegepast worden om de voordelen van de voorgestelde energie besparende maatregelen te bereiken. Het betrekken en benadrukken van deelname van de hele school is een van de belangrijkste onderdelen, omdat er steun moet zijn om de doelstellingen te bereiken. Dus allereerst is het van belang om communicatie strategieën te maken om een brede betrokkenheid te stimuleren (zie het Hoofdstuk over het Communicatie Plan). Er kunnen verschillende toepassingen worden bedacht. Een paar ideeën staan hieronder: Zet een Energie Management Team op voor alle onderdelen van de school. Maak gebruik van een energie bewustzijn training programma en onderhoud dit onder het personeel van de school door regelmatig een training te geven. Verkrijg materialen over energie onderwijs voor alle docenten zodat zij dit kunnen opnemen in hun lessen. Stel een aantal strenge energiestandaarden vast voor het verbruik tijdens het dagelijks leven op school, zoals het gebruik van computerzalen, klaslokalen, gymzaal, gezamenlijke ruimtes, enzovoorts. Ontwikkel checklists voor alle onderdelen van de school (administratie, docenten, conciërge, etc.) voor dagelijks energiebesparend gedrag. Reik regelmatig een prijs uit voor energie efficiency, groene standaarden, milieuvriendelijk gedrag, enzovoorts. 48