Waarom duurzame energie?

Transcriptie

1 Werkstuk door een scholier 6018 woorden 23 februari keer beoordeeld Vak ANW H1: Duurzame Energie Duurzame energie is energie opgewekt door natuurlijke bronnen zoals zon, wind en water. Dit kan onder andere door het opwekken van elektriciteit met zonnepanelen, windturbines of waterkrachtcentrales of door het opvangen van de warmte van de zon met zonneboilersystemen.. Indirect gebruik van de zon door het 'verbranden' van grassen en hout valt ook onder duurzame energie. Deze vorm wordt samengevat onder de term biomassa. Ook bestaat de mogelijkheid om gebruik te maken van de omgevingswarmte. Een warmtepomp kan de 'warmte' uit koude buitenlucht gebruiken om het binnenshuis warm te stoken. Later zullen we hier uitgebreider op terugkomen Waarom duurzame energie? *Het broeikaseffect beheersen: In Nederland en in veel andere landen is de elektriciteitsproductie grotendeels gebaseerd op verbranding van kolen, gas en olie. Een belangrijk nadeel daarvan is, dat bij verbranding van deze fossiele brandstoffen koolstofdioxide (CO2) in de lucht komt. Ieder jaar is dit wereldwijd zo n 19 miljard ton CO2. De Nederlandse elektriciteitsproducties goed voor een uitstoot van bijna 40 miljoen ton per jaar. De natuurlijke kringlopen kunnen deze enorme hoeveelheden CO2 niet meer verwerken. Met als gevolg dat de concentratie ervan in de atmosfeer stijgt. Dat versterkt het broeikaseffect. De atmosfeer houdt dan net als een deken, teveel warmte vast. De temperatuur op aarde gaat omhoog en het klimaat dreigt op grote schaal in de war te raken. Om dit te voorkomen moet de uitstoot van CO2 sterk worden afgenomen. Alle landen ter wereld moeten daar een steentje aan bijdragen. Dat kan op twee manieren: energie besparen en andere energiebronnen gebruiken, zoals zonne- en windenergie en waterkracht. *De zure regen tegen gaan: Windturbines wekken elektriciteit op zonder uitstoot van de luchtvervuilende stoffen zoals zwavel- en stikstofoxiden. Deze stoffen zijn medeverantwoordelijk voor zure regen. *Spreiding van afhankelijkheid: De energiemarkt wordt sterk beïnvloed door politieke ontwikkelingen ergens anders in de wereld. Steeds opnieuw wordt dat duidelijk. Hoe meer verschillende energiebronnen we gebruiken, hoe minder gevoelig onze energievoorziening is voor zulke onberekenbare factoren. Ook daarvoor is de toepassing van Pagina 1 van 15

2 windenergie nodig: het verkleint de eenzijdige afhankelijkheid van fossiele brandstoffen. *De energievoorzieningen veilig stellen: Het gebruik van brandstoffen neemt jaar op jaar toe. Eindige voorraden worden in een steeds hoger tempo aangesproken en uitgeput. Willen we onze energievoorziening ook op lange termijn zeker stellen, dan zullen we een andere weg moeten kiezen. Dan moeten we naar een duurzame energievoorziening toe. Ook dat is een reden om de toepassing kracht bij te zetten. Duurzaam? Onder het begrip "duurzaam" wordt evenwel niet door iedereen hetzelfde verstaan. Over het algemeen wordt iets duurzaam beschouwd als het aan een aantal voorwaarden voldoet: bij de opwekking van bio-energie mag in de gehele energievoorzieningsketen geen sprake zijn van schadelijke milieueffecten; er mag geen sprake zijn van uitputting van natuurlijke grondstoffen: de hoeveelheid plantaardig materiaal dient op peil te blijven door voldoende aanplant en onderhoud van bossen; de benutting van natuurlijke grondstoffen dient zo optimaal mogelijk te zijn: natuurlijke grondstoffen dienen zo hoogwaardig mogelijk te worden ingezet en de omzetting van biomassa in bruikbare energie dient met een zo hoog mogelijk rendement te gebeuren. Eerst energie besparen Duurzame energie heeft de toekomst. Maar naast het toepassen van duurzame energie is het zeer belangrijk om zuinig om te gaan met energie. Energiebesparing is de goedkoopste manier om het energieverbruik omlaag te brengen en hiermee de uitstoot van broeikasgassen en verzurende stoffen te verminderen. Manieren om energie te besparen zijn bijvoorbeeld iets vaker met de fiets gaan in plaats van met de auto, carpoolen, alle lichten uit in huis als je er niet bent en bijvoorbeeld matigend met de verwarming in huis omgaan. In de komende hoofdstukken zullen we apart de grootste en belangrijkste vromen van duurzame energie behandelen. H2: Wind Energie Windenergie is al vrij lang bekend. In Nederland, maar ook in andere landen. Al eeuwen lang bewegen wij ons over het water voort met behulp van wind. Zonder die uitputtelijke bron van energie had Odysseus zijn reizen niet kunnen maken en had Columbus Amerika nooit ontdekt. Dus al eeuwenlang varen zeilboten en draaien windmolens door de beweging van de lucht. Wind verplaatst wolken, zodat het ook ver in het binnenland kan gaan regenen. In steden verdrijft de wind de uitlaatgassen van het verkeer. Af en toe blaast de wind woestijnzand uit de Sahara naar ons land. Met een beetje moeite kunnen we de wind als energiebron gebruiken. Energie hebben we nodig om onze huizen te verwarmen, om te reizen en om elektriciteit te maken. Geschiedenis Pagina 2 van 15

3 Rond 1900: De Hollandse molens verdwijnen uit het landschap. Elektriciteit en de stoommachines nemen het werk van de windmolens over. Er wordt nog wel geprobeerd met de oude windmolens elektriciteit op te wekken. In plaats van molenstenen wordt een dynamo aangedreven en de opgewekte elektriciteit wordt opgeslagen in accu s. Het houten binnenwerk van de Hollandse molen is niet sterk genoeg. In Denemarken worden nieuwe stalen windmolens ontwikkeld, speciaal voor de productie van elektriciteit. Samen met dieselaggregaten worden deze molens gebruikt als kleine elektriciteitscentrales. In 1918 staan op het Deense platteland 120 van dergelijke installaties. Na de Eerste Wereldoorlog: Met succes worden sneldraaiende windturbines ontworpen voor het opwekken van elektriciteit. De turbines hebben gestroomlijnde bladen die veel weg hebben van vliegtuigvleugels. Een bekend voorwerp uit de jaren dertig is de tweebladige Wincharger met een elektrisch vermogen van 200 Watt. Deze kleine turbine wordt soms op afgelegen plaatsen nog gebruikt voor het opladen van accu s. Na de Tweede Wereldoorlog: Grote centrales wekken goedkope elektriciteit op met behulp van kolen, gas en olie. Windturbines kunnen daar niet tegenop en de ontwikkeling komt stil te liggen. Jaren vijftig en zestig: Door de sluiting van het Suezkanaal stagneert de olietoevoer naar Europa. De prijs van olie stijgt en dat geeft de ontwikkeling van windenergie een nieuwe impuls. Engeland, Frankrijk en Duitsland ontwikkelen grote windenergie met gestroomlijnde rotorbladen. In 1957 wordt in Duitsland de eerste windturbine met bladen van kunststof gebouwd. Twee jaar later bouwt een elektriciteitsbedrijf in Denemarken op de landtong bij Gedser een windturbine met een vermogen van 200 kilowatt. In de jaren zestig daalt de olieprijs opnieuw. Met mammoettankers wordt goedkope olie uit het Midden-Oosten aangevoerd. Windenergie kan de prijsslag niet aan. De ontwikkeling van windenergie komt opnieuw tot stilstand. Jaren zeventig: De oliecrisis van 1973 jaagt de olieprijzen weer omhoog. Windenergie komt wereldwijd in de belangstelling en zal dat nu blijven. Veel landen, waaronder Nederland, stellen programma s op voor onderzoek en ontwikkeling van windenergie. Denemarken maakt een vliegende start. Deense fabrikanten specialiseren zich op de productie van turbines met een rotordiameter van rond de tien meter. De particuliere markt ontwikkelt zich snel onder invloed van aantrekkelijke subsidies en een goede prijs voor aan het net geleverde elektriciteit. Ook in Nederland wordt windenergie serieus genomen Jaren tachtig: De ontwikkeling van windenergie is niet meer gestopt, hoewel een oliecrisis, zoals die in 1973, niet meer is voorgenomen. Het belang van windenergie wordt nu vooral ingegeven door het grote milieuvoordeel ervan. Ook Nederland maakt zich op voor de toepassing van windenergie op grote schaal. Na jaren van Pagina 3 van 15

4 onderzoek en ontwikkeling is de technologie zover ontwikkeld dat windturbines op een betrouwbare manier een deel van de elektriciteitsvoorziening voor hun rekening kunnen nemen. Jaren negentig: Begin negentiger jaren wordt een nieuwe mijlpaal gepasseerd: in Nederland staan dan 500 windturbines met een totaal vermogen van honderd megawatt. De energiebedrijven komen met een investeringsplan voor de bouw van 250 megawatt windturbine-vermogen. Besturen van provincies en gemeenten gaan de plaatsing van grote aantallen turbines in streek- en bestemmingsplannen voorbereiden. Ook de technische ontwikkeling van windturbines gaat door. Windturbines worden groter, stiller en technisch beter. De veiligheid van de windturbines De meeste landen kennen een veiligheidskeuring voor windturbines. In Nederland wordt elk nieuw type windturbines getest volgens de veiligheidsnorm NEN 6096/2. De keuring is gericht op een veilige en betrouwbare werking van een windturbine en wordt verricht door een erkend keuringsinstituut. Het windturbine-ontwerp wordt gecontroleerd op sterkte en constructie, elektrische veiligheid, bliksemafleiding en beveiliging tegen harde wind. Ook in de praktijk wordt de turbine getest. Onder verschillende omstandigheden worden remproeven uitgevoerd. De elektrische opbrengst wordt gemeten en er worden geluidsmetingen uitgevoerd. Als de turbine deze testprocedure goed doorstaat, geeft het keuringsinstituut een veiligheidscertificaat af. Vrijwel iedere gemeente in Nederland stelt dat certificaat als voorwaarde voor het afgeven van een bouwvergunning en hinderwetvergunning. Windturbines die zo in Nederland geplaatst worden, voldoen dus aan strenge veiligheidsnormen. Het geluid van de windturbines Windturbines produceren geluid. De rotor maakt een zoevend geluid en ook de generator en de tandwielkast kunnen te horen zijn. Door goede geluidsisolatie van tandwielkast en generator en door een uitgekiende vorm van de rotorbladen, hebben de fabrikanten het geluid al een heel stuk omlaag gebracht. Zij werken nog steeds aan verdere verbeteringen. Maar het is nu al zo, dat een middelgrote windturbine, op zo n vierhonderd meter van de dichtstbijzijnde woning, geen geluidshinder oplevert. Bij de vergunningverlening hanteren gemeenten een door VROM gegeven richtlijn. Hierin staat hoeveel geluid er aan de gevel van woningen maximaal is toegestaan. De locatie voor de windturbines moet dus zo gekozen worden, dat dat maximum niet wordt overschreden. Een gemeente kan hogere maxima hanteren, wanneer een woongebied bijvoorbeeld vlak bij een drukke snelweg ligt. Die snelweg moet dan wel het geluid van de windturbines overstemmen. Niet alleen overdag, maar juist ook s nachts. In de praktijk blijkt dat door een goede keuze en inrichting van de locatie en door de stille windturbines er weinig sprake van geluidhinder hoeft te zijn. Pagina 4 van 15

5 Poldermolens voor het bemalen van polders zijn er in ons land niet veel meer. Waterpompen en maalmachines hebben een elektromotor. Die gebruikt geen wind, maar elektriciteit. Elektromotoren kun je ook gebruiken als het niet waait. Als het wel waait, kunnen we met windturbines elektriciteit maken. De wieken moeten recht op de wind staan. Omdat de wind van richting kan veranderen, moet de molen steeds op de wind worden gezet. Dat doet een computer. De uiteinden van de wieken kunnen draaien. Als het hard waait remmen ze de wieken af. Bij een storm mogen de wieken niet te snel rondgaan want dan kunnen ze breken. Bij een oude molen kan de molenaar de stand van de wieken een beetje veranderen om de wieken met een goede snelheid rond te laten gaan. H3: Zonne Energie Een andere welbekende manier van duurzame energie is de zonne-energie. In dit hoofdstuk kijken we hoe het nou precies werkt, wat je er allemaal mee kan en of er toekomst in zit. Geschiedenis Al in de oudheid werd er een manier van zonne-energietoepassing gevonden.in plm. 200 v Chr. vond Archimedes uit dat je met een spiegel, waarin het zonlicht gevangen werd iets in brand kon steken. De Inca s gebruikten warmtereflectoren voor het bereiden van hun maaltijden. Later werden een soort kegelvormige metalen bekers gebruikt, waarin de zonnestralen werden opgevangen en die op hun beurt weer hitte afgaven om iets in brand te steken. Vanaf de oudheid tot ongeveer 1700 werden er ongeveer twee eeuwen lang geen nieuwe experimenten meer uitgevoerd met zonne-energie. Pas in 1694 werd er weer een poging gedaan om met behulp van een brandspiegel diamanten te verdampen. De Duitser Tschirnenhaus ( ) slaagde erin met grote brandglazen keramische massa s te laten smelten. In 1699 begon de hertog van Orleans zo n brandspiegel te gebruiken voor het smelten van goud en zilver, later zette de Franser Geoffroi deze proeven voort met het smelten van ijzer, tin en koper. In 1747 voerde de Franse natuurkundige Leclerc Buffon proven uit met een apparaat waarin meerdere spiegels werden gebruikt. Hij stak er op een afstand van 60 meter een houtmijt mee aan. Hij smolt lood op een afstand van 39 meter en zilver op 18 meter. Later verwisselde hij de vlakke spiegels door parabolische spiegels, waarmee de afstand werd verkleind. Een van de eerste wetenschappelijke werken waarin over zonne-energie werd geschreven is Histoire Naturelle van Leclerc Buffon. De eerste die berekende hoeveel stralingsenergie nodig is om een bepaalde afmeting van het aardoppervlak te verhitten is de Franse natuurkundige Claude Pouillet geweest. Hij berekende dat de straling van de zon per m2 aardopp. tussen de evenaar en de 49e N/Z breedtegraad 690 joule per sec. is. (Nu is dat wetenschappelijk bewezen op 700 W/m2). De Zwitser Nicolas de Saussure construeerde in 1770 de eerste warmtekast, een kast met 5 halve Pagina 5 van 15

6 kubussen, zo opgesteld dat de aangrenzende platte vlakken door een vrije ruimte waren gescheiden. Lavoisier ( ) gebruikte een holle lens van 130 cm Ø, gevuld met ethanol. Met dit apparaat bereikte hij smeltingtemperaturen van 1777 C. Lavoisier was een van de eersten die waarschuwde voor het ooit opraken van de fossiele brandstoffen en dat het verstandig was om de zon als energiebron op grote schaal te gebruiken. Ook was hij zich bewust van het milieu, hij schreef in een van zijn werken dat het vuur van een gewone oven minder schoon was dan de zon. In 1868 construeerde sir Henry Bessemer een soort zonneoven m.b.v. een 3 meter brede holle spiegel. In deze tijd ontstonden ook vele boeken over zonne-energie. In 1878 vond de Franse uitvinden Pifre een drukpers met een op zonne-energie draaiende motor uit. Onderzoek naar de effecten van de zonnecel begon al in 1839 toen de Franse wetenschapper Becquerel ontdekte dat een elektrische strook kon worden opgewekt door de stralen van de zon te laten schijnen op bepaalde chemische oplossingen. Het effect werd voor het eerst gemeten in een vaste massa (selenium) in Dit materiaal werd jarenlang gebruikt voor lichtmeters die een gering stroomverbruik hadden. Een diepgaander onderzoek was nodig door Einstein in 1905 en door Scotty in 1930 voordat er op een efficiëntere manier zonnecellen konden worden gemaakt. Rond dezelfde periode werd ook de zonnegenerator uitgevonden door de Engelse ing. Eneas, welke werd gebruikt op een struisvogelfarm in Californië en later werd de zonnegenerator gebruikt voor waterpompen. Vanaf ongeveer 1955 werd een silicon-cel ontworpen die een hogere opbrengst van energie gaf door Chapin, Pearson en Fuller. Dit type zonnecel werd voor het eerst vanaf 1958 op grote schaal gebruikt voor speciale doeleinden, bijv. ruimtesatellieten. Tegenwoordig hebben zonnecellen een grotere opbrengst. Was het effect in 1958 nog 6% nu is het 18% effect. Zonne-energie wordt vandaag de dag op grote schaal in heel de wereld gebruikt. Er zijn nu ook vele andere mogelijkheden en materialen om een zonnecel te maken (koper, irridium, cadmium, telluride, kleurstof). Was vroeger het maken van zonnecellen heel duur, tegenwoordig wordt het met de verdergaande ontwikkelingen steeds goedkoper. (Al zal het nog wel even duren voordat het net zo goedkoop is en/of goedkoper als de bekendere bestaande energie voorzieningen zoals aardgas.) Hoe werkt het? Het licht wordt opgevangen in de kleurstofmolecuul. Deze kleurstofmolecuul wordt overgedragen op een elektron. Het elektron wordt uit zijn verband gerukt. Dit vrije elektron heeft nu voldoende energie om zich vrij door het titaandioxide via het zogenaamde TCO op het glas en de verbonden koperdraadjes te bewegen naar de rekenmachine. De stroomkring moet gesloten zijn. Dit bereik je dmv een positieve pool van de zonnecel. Pagina 6 van 15

7 Om het proces te versnellen heb je een katalysator nodig. Je gebruikt hiervoor een laagje grafiet, wat je op het glas met de geleidende coating aanbrengt. De opgeladen ionen zwerven door de vloeistof in de openingen van het titaandioxide tot ze een kleurstofmolecuul tegenkomen dat een elektron heeft afgestaan (neg). Het "opgeladen" ion draagt dan een elektron over aan de kleurstof, waarmee de stroomkring gesloten is en het proces van licht omzetten in elektriciteit opnieuw kan beginnen. Toepassingen zonne-energie Je kunt zonne-energie op 2 manieren toepassen: 1. zonne-energie omzetten in warmte mbv collectoren, dit wordt Thermische energie genoemd 2. zonne-energie omzetten in elektriciteit mbv zonnepanelen, dit wordt Fotovoltaisch Effect PV genoemd. Toepassingen thermische energie: *Gebruik voor het verwarmen van water door middel van zonneboilers. Er worden wereldwijd ongeveer 7 miljoen boilers voor warmwatervoorziening gebruikt. Vooral in de Zuidelijke landen, waar de opbrengst van zonne-energie hoog is en de kosten laag. Dicht in de buurt zijn dat o.a. Turkije, Italië, Spanje en Griekenland. Ook te denken valt aan het verwarmen van water voor huishoudens in afgelegen gebieden, douches in vluchtelingenkampen op afgelegen gebieden en voor verwarming van water in ziekenhuizen, klinieken. *Distillatie/verhitting van vuil water voor zuivering. *Sterilisatie van water en medische instrumenten. *Gebruik voor het drogen van gewassen. In Nederland vaak gebruikt voor het bewaren van bloembollen en in de Tropen voor het drogen van koffiebonen, cacao en eetbare gewassen. *Gebruik voor het verwarmen van ruimten in huishoudens, industrie, recreatie, (zwembaden) agrarische sectoren. *Koken op zonne-energie. *De Zonneboiler: een zonnecollector zet zonne-energie om in warmte. De warmte die door een op het dak geplaatste zonnecollector wordt opgevangen wordt in een vat opgeslagen. Dit opslagvat is nodig, omdat de zon soms niet schijnt en je toch warm water nodig hebt. In opslagvat zit een warmtewisselaar die de opgevangen warmte afgeeft aan het leidingwater. Toepasbaar overal in de wereld en op elk huis, gebouw,tuinhuis,caravan, boot enz *Zonnedouche: mbv aantal zonnecollectoren wordt de energie opgevangen en verzameld in een goed Pagina 7 van 15

8 geïsoleerd waterreservoir, waardoor ook avonds gedoucht kan worden. Vooral toepasbaar in afgelegen vluchtelingenkampen, ziekenhuizen en klinieken in ontwikkelingslanden. Distillatie van water: een zonnecollector zuivert het water door het eerst te laten verdampen en daarna te condenseren. Gedistilleerd water bevat geen zout, mineralen en organische onzuiverheden.het is toe te passen als drinkwater, waar het oppervlaktewater verontreinigd of zout is, toepassingen in ziekenhuizen, toepassing in batterijen enz. Vooral toepasbaar in gebieden waar de zon bijna onafgebroken schijnt. Sterilisatie van water: hiervoor moet het water tot een hoge temperatuur verhit worden. Je kunt hiervoor geen zonneboiler gebruiken. De zonnecollectors hiervoor zijn ingewikkelder. Dit is minder geschikt voor toepassingen op locatie in afgelegen gebieden. Het drogen van gewassen: in tegenstelling tot het verwarmen van water en het opwekken van elektriciteit is het drogen mbv zonne-energie een direct gebruik. Het wordt al vele jaren toegepast in de Tropen. Veel eetbare produkten en handelsgewassen, zoals koffiebonen en cacao worden op droogrekken in de zon geplaatst. De zon verwarmt de gewassen en de lucht, zodat het water uit de gewassen verdampt. In Nederland wordt het drogen mbv zonne-energie toegepast voor het bewaren van bloembollen. Behalve het drogen op droogrekken worden ook speciale installaties voor het drogen toegepast, de zgn. zonnedrogers. Verwarmen van ruimten: toegepast in woningen (CV-installatie), de gebouwensector, de agrarische sector (bewaren van gewassen, de recreatiesector (verwarmde ruimten zwembaden), de industrie en nijverheid. Vooral toegepast in de Westerse landen. Het wordt niet veel toegepast in de warme landen, omdat de noodzaak daar veel minder is. In dichtbevolkte gebieden is het gebruik van thermische energie minder toepasbaar, omdat er wegens verkaveling enz. weinig ruimte is. Het zou alleen goed toepasbaar en nuttig zijn als er bij het bouwen van huizen en gebouwen vantevoren al rekening mee wordt gehouden. Koken op zonne-energie: toegepast in kookdozen, paraboolkokers, hooikisten, zonne-ovens. Vooral goed toepasbaar in vluchtelingenkampen in afgelegen gebieden, waar een schaarste aan hout is en in de Derde Wereld. In deze landen is er sprake van een massale ontbossing, waardoor er woestijnvorming ontstaat. Het merendeel van de mensen kookt op houtvuur, hetgeen steeds meer bijdraagt aan het broeikaseffect. Er koken meer dan 1,5 miljard mensen op houtvuren. Er wordt meer gekapt dan er aan hout bijgroeit. Het toepassen van koken op zonne-energie op deze wijze is ook nuttig voor de gezondheid. Bij het gebruik van houtvuren komt Co2 vrij, hetgeen schadelijk is voor de ogen en de longen en het milieu. In de westerse landen is deze manier van koken op zonne-energie niet nuttig en toepasbaar, omdat men daar op een efficiëntere manier zonne-energie kan toepassen. Toepassing PV zonne-energie dmv zonnepanelen om elektriciteit op te wekken. Je moet een onderscheid maken in toepassingen in afgelegen gebieden waar geen elektrisch netwerk aanwezig is en in dichtbevolkte gebieden waar wel een netwerk aanwezig is. Autonome zonnestroom-systemen zijn nuttig voor gebruik in landen op afgelegen gebieden, waar geen netwerk aanwezig is. Er wordt dan een accu gebruikt om s nachts of bij perioden wanneer de zon niet schijnt de energie op te vangen en te bewaren. Ook heel goed toepasbaar als energievoorziening voor caravans, boten, tuinhuisjes enz. Toepassingen autonoom (geen el.netwerk aanwezig): * Verlichting van mobiele woning/boot Pagina 8 van 15

9 * Pompen van water, irrigatie/drainage * Koelen, koelmachines op zonne-energie. Dit zou goed toepasbaar en nuttig zijn in de ontwikkelingslanden In gebieden zonder elektriciteitsnet beschikt men soms over een koel- of vrieskast die wordt aangedreven met LPG of paraffine. Het gebruik van deze installaties is duur en soms vormt de beschikbaarheid van brandstof een probleem. * Elektriciteit voor apparaten in huis * Telecommunicatiesystemen * Ruimte-satellieten * Huishoudelijke energievoorziening in de Derde Wereldlanden en energievoorziening voor ziekenhuizen, klinieken enz. * Drinkwatervoorziening voor vee In Nederland zijn om die reden meer dan 500 pompen voor drinkwatervoorziening van dieren uitgevoerd met zonnepanelen. * voor de verlichting en communicatiedoeleinden van rondtrekkende nomaden in ontwikkelingslanden In 1993 leefden 2 miljard mensen zonder elektriciteit. Deze zullen in de toekomst wel elektriciteit willen In ontwikkelingslanden is zonne-energie vaak de enige manier om aan de minimale behoefte te voldoen. In 2025 zal de wereldbevolking aangegroeid zijn met 60% ten opzichte van Het is daarom belangrijk zonne-energie in deze landen toe te passen. * Geautomatiseerde waterdistributie op zonne-energie. De afgelegen ligging van de sluizen en de onzekere energievoorziening in ontwikkelingslanden maakt het toepassen van het gebruik van zonneenergie noodzakelijk. * Waterzuiveringsinstallaties, daar waar het oppervlaktewater verontreinigd of zout is. Diverse kleine toepassingen zoals o.a.: *Boeien op zee Het aantal viskwekerijen rond de Middellandse Zee neemt snel toe. In Griekenland wordt dit aantal nu reeds geschat op meer dan Om deze viskwekerijen gedurende de nacht voor schepen af te bakenen, wordt op dit moment nog gebruik gemaakt van knipperlichten met batterijen. Om de 3 maanden moeten deze batterijen echter vervangen worden en waarschijnlijk belandt een groot deel van de opgebruikte batterijen in zee. o Lichttorens o Camera s o Telefoon langs snelweg o Parkeermeters o Fiets op zonne-energie o Informatieborden langs de weg. o Informatiepalen aan de bus- en tramhaltes, deze geven de wachttijden voor de volgende verbindingen weer door communicatie met een centraal systeem dat de positie van de aankomende bussen/trams opvolgt. In plaats van de stoep op te breken om aan te sluiten op het plaatselijk elektriciteitsnet is gekozen voor een voeding op zonnecellen omdat dit voordeliger was voor deze kleine verbruiker. Vooral toegepast in de Westerse landen. Pagina 9 van 15

10 o Rekenmachines o Tuinsproeiers o lantaarnpalen o Voederdoseer-installatie o Wildsensor langs de weg voor automobilisten o Afzetting van een weiland, het gebruik van schrikdraad op zonne-energie o Enz. : je zou van alles kunnen bedenken. In principe is het mogelijk om alles wat elektriciteit gebruikt te vervangen door zonne-energie. De genoemde kleinere toepassingen zijn vaak projecten geweest van mensen die met de zonne-energie wetenschap bezig zijn. Sommige toepassingen worden in Nederland al op grote schaal gebruikt, bijv. signaalsystemen, lantaarns, flitsapparaten, lichtboeien, rekenmachines. *Speciale projecten op zonne-energie, zoals: - Een auto op zonne-energie. De bekende NUNA. De Nuna won vorig jaar de Wereld Zonne- race. De Nuna heeft 32 uur en 39 minuten gedaan over de 2997 kilometer, vanaf de start in het Noord-Australische Darwin tot de buitenwijken van Adelaide aan de zuidkust. Dat is een record, net als de gemiddelde snelheid van 91 kilometer per uur en de topsnelheid van 100 kilometer per uur.de auto is voorzien van zonnepanelen die vrijwel de gehele bovenkant en de zijkanten van de Nuna bedekken.op de zijkant zitten zonnecellen die écht in de ruimte zijn geweest. De cellen werden in 1993 na een onderhoudsbeurt van de befaamde Hubble-ruimtetelescoop naar de aarde teruggebracht. * Een vliegtuig op zonne-energie De zonnevlieger heet Helios (Griekse naam voor zon). De Helios is gemaakt van kunststof en piepschuim. In de toekomst moet het maanden aan een stuk in de lucht kunnen blijven. De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie Nasa heeft een vliegtuig gebouwd dat zonder brandstof kan vliegen. Het vliegt op zonne-energie. Op de lange vleugels zijn zonnecellen geplaatst, die het zonlicht opvangen en de kleine motoren doen draaien. Helios is maar 3,7 meter lang. Maar de afstand tussen de ene vleugeltop en de andere (spanwijdte) bedraagt 69 meter. Het vliegtuig is onbemand en wordt vanaf de grond bestuurd. De Nasa hoopt een hele vloot van die tuigen te bouwen en ze hoog boven dichtbevolkte gebieden te laten zweven. Ze zouden ervoor kunnen zorgen dat je snel en goedkoop op het internet kan surfen. Nu gebeurt dat via satellietverbindingen. Maar zo'n satelliet in de ruimte brengen kost hopen geld. De Helios-vliegers zijn veel goedkoper. Ze zouden later zonder problemen zes maanden aan een stuk in de lucht kunnen blijven.i *Zeppelin op zonne-energie Als mogelijke toepassingen voor zeppelins op zonne-energie zijn er bijvoorbeeld publiciteit, vervoer van zeer grote vrachten, leefmilieucontrole, observatie, reddingswerken, toerisme, fotografie, film, personenvervoer in drukbewoonde gebieden (geen landingsbanen en geluidsarm), distributie van zendsignalen. Pagina 10 van 15

11 Toepassing netgekoppeld en als gebruik als stroom van het net uitvalt * Toepasbaar als zonnepanelen in gebieden waar een netwerk aanwezig is. Gebruik op dak voor eigen energievoorziening, vooral in dichtbevolkte gebieden. In veel westerse landen wordt steeds meer overgegaan op het gebruik van zonnepanelen. De reden om zonnepanelen aan te schaffen om in de eigen elektriciteit te voorzien is omdat men zich nu veel meer bewust is van het milieu. Op sommige plaatsen in Nederland zijn er al woningen met een dak van zonnepanelen. Dat zijn meestal proefprojecten met grote pv-systemen die aan het elektriciteitsnet zijn gekoppeld. Ze hebben omvormers die de zonne-energie omzetten in 220 volt wisselstroom. Zulke grote systemen zijn nu nog zeldzaam, maar zullen in de toekomst steeds vaker te zien zijn. In Amerika en Australië wordt zonne-energie vaak gebruikt voor moeilijk te bereiken of afgelegen plaatsen. In Texas en New Mexico zijn veel grote vee-boerderijen die helemaal worden voorzien van stroom door middel van zonne-energie. In Sacramento zijn ruim zestig verstelbare panelen boven de parkeerplaats aangebracht, die zijn voorzien van modules met zonnecellen die per dag 540 kilowatt aan elektriciteit opbrengen. Dat is genoeg om 180 woonhuizen van stroom te voorzien. Het parkeerterrein in Sacramento is niet het enige met een zonnepoort, maar wel het grootste ter wereld. Zonne-energie wordt steeds goedkoper en beter. Ik denk dat over een aantal jaren het gebruik van zonnepanelen steeds meer toeneemt. Ook zal het gebruik van zonne-energie in de Derde Wereld toenemen, omdat de groeiende bevolking zich ook daar steeds meer bewust wordt van een beetje comfort.zonne-energie is een schone energiebron. Alleen de kosten voor het aanschaffen zijn duur. De afname van energie van het reguliere net is veel goedkoper.zonne-energie op grote schaal lijkt de beste bron van energie voor de hele wereld, gezien de grote voordelen. Het wordt alleen niet op grote schaal toegepast. Dit komt doordat het nu nog veel te duur is. Zonne-energiecentrales gemaakt van zonnecellen zijn extreem duur om te bouwen. Duizenden vierkante meters zijn nodig om genoeg energie op te wekken voor een klein dorp. Een grote stad heeft dus niet genoeg plaats voor een zonne-energiecentrale. Als de zon een paar dagen niet schijnt dan is er geen elektriciteit voor de stad. Dit is geen keuze voor veel dorpen en steden in de Westerse wereld. Ondanks de vele nadelen van zonne-energie is er een toekomst. Zeker als de ontwikkelingen doorgaan en de zonnepanelen goedkoper kunnen worden gemaakt en verkocht. Misschien zit er wel toekomst in het opslaan van zonne-energie op de maan. Daar kun je zonnecellen van maken om zonne-energie te winnen. De maan is onbewolkt, want er is geen atmosfeer. Zonne-energie win je dus de hele tijd dat de zon boven de horizon staat. Plaats je ook zonnepanelen op de achterzijde van de maan, dan heb je non-stop zonne-energie. Dat in Nederland te weinig de zon schijnt om in onze energiebehoefte te voorzien, is niet waar. De jaarlijkse hoeveelheid zoninstraling in Nederland bedraagt 50 keer het totale energiegebruik in ons land. Kortom: óók in Nederland zijn zonne-energiesystemen goed toepasbaar! In Europa wil men naar aanleiding van de milieuovereenkomst van Kyoto de uitstoot van broeikasgassen tegengaan. Hierom moet een behoorlijk deel van de benodigde elektriciteit worden opgewekt via milieuvriendelijke, duurzame energiebronnen.. Efficiënte massaproductie van cellen, panelen en daken, nieuwe technologieën en nieuwe materialen moeten dat mogelijk maken. Op de vraag of zonne-energie in alle landen nuttig is kan ik ja zeggen. Het is in alle landen op den duur nuttig, omdat het beter is voor het milieu. Ooit zullen de fossiele brandstoffen opraken voor iedereen. In met name de Derde Wereld is het zeer nuttig als je zonne-energie gebruikt voor de dagelijkse Pagina 11 van 15

12 levensbehoeften. In veel arme landen is er geen elektriciteitsnet, dan moet men wel gebruik maken van een zonne-paneel om toch elektrisch licht te hebben of om TV te kijken. Ook is het in veel landen nuttig, waar nu op hout wordt gekookt en eventueel gestookt. Zonne-energie om te koken helpt de ontbossing en daardoor het broeikaseffect tegen te gaan. Ook is het beter voor de gezondheid. In de Westerse landen is zonne-energie met name nuttig voor het milieu. Zonne-energie voor warmwatervoorziening en verwarming wordt al op grote schaal gebruikt in heel veel landen. Voor het opwekken van elektriciteit is dat minder, maar in de toekomst zal dit zeker toenemen. Zonnepanelen voor caravans, boten enz., dus alles wat verplaatsbaar is, is natuurlijk heel nuttig en niet alleen voor het milieu. Je bent dan in je caravan of boot niet afhankelijk van een elektriciteitsnet. Of het voor alle landen even nuttig is, is van heel veel factoren afhankelijk. Is er een elektriciteitsnet?, is het gebied afgelegen of slecht te bereiken? Schijnt de zon veel of bijna niet? Is er voldoende geld beschikbaar voor de mensen voor aanschaf van een zonne-energie-systeem? Geeft de overheid subsidies voor aanschaf van een zonnepaneel? Is er voldoende ruimte? Is het een stedelijk gebied of niet? Wonen er veel mensen? is er veel industrie? Is het oppervlakte water nodig voor consumptie vervuild? Is het bestaande elektriciteitsnet betrouwbaar, is er veel stroomuitval? H4: Biomassa De markt voor bio-energie is sterk in ontwikkeling. Bio-energie is energie die is opgewekt uit plantaardig materiaal (biomassa). Bij biomassa kan gedacht worden aan: Snoeiafval (afkomstig van plantsoenen en bossen); Rest- en afvalhout uit de industrie (bijvoorbeeld uit houtzagerij); Groente-, fruit- en tuinafval (gft); Agrarische residuen, zoals stro en mest; Etc, Ook bepaalde vormen van organisch afval kunnen dus als biomassa worden aangemerkt. Over het algemeen zijn deze stromen aanzienlijk minder verontreinigd en meer als (schone) brandstof aan te merken dan het materiaal dat bij afvalverbrandingsinstallaties wordt verwerkt. Door verbranding, vergassing, vergisting of produktie van vloeibare stoffen kan biomassa in bio-energie omgezet worden Duurzame en hernieuwbare energie *Hernieuwbare energie Bio-energie is in alle gevallen te beschouwen als een vorm van hernieuwbare energie. Bio-energie is net als zonne-energie, windenergie en waterkracht afkomstig van een hernieuwbare, zeg maar onuitputtelijke bron. Planten en bomen halen bij hun groei CO2 uit de lucht en bij de omzetting van biomassa in electriciteit en warmte komt deze CO2 weer vrij. Door de benutting van plantaardig materiaal wordt dus geen (extra) CO2 aan de atmosfeer toegevoegd. De opwekking van bio-energie is een continu cyclisch proces van vastlegging en vrijmaking van CO2, die past in de natuurlijke kringloop. Het verschil met het natuurlijke kringloopproces is dat we de vastgelegde CO2 in bruikbare energie omzetten, terwijl dat in de natuur volgens een proces van vertering en verrotting verloopt. Pagina 12 van 15

13 Het belang van bio-energie Bio-energie wordt voor Nederland beschouwd als een belangrijke bron van duurzame energie voor de komende 50 jaar. Bio-energie is van belang om verschillende redenen. De belangrijkste redenen zijn dat: *De fossiele brandstoffen opraken en bio-energie, bij een toenemend energiegebruik, kan bijdragen aan het reduceren van dit probleem. Verwacht wordt dat het energieverbruik in de wereld in 2020 met minimaal 50% en wellicht zelfs met 100% zal zijn toegenomen ten opzichte van De afgelopen dertig jaar is het energieverbruik ook al bijna verdubbeld. Hierdoor dreigen de voorraden olie en gas binnen enkele decennia te zijn uitgeput. De voorraad kolen is nog voor ongeveer 200 jaar voldoende. *Het een bijdrage levert aan de reductie van de CO2-uitstoot en daarmee aan het verminderen van het broeikaseffect. Behalve dat kolen, gas en olie opraken, is de verbranding van fossiele brandstoffen de belangrijkste oorzaak van de verhoging van het CO2-gehalte in de atmosfeer (80% is hieraan toe te schrijven). Deze verhoging van het CO2-gehalte draagt wereldwijd voor meer dan de helft bij aan het zogenaamde broeikaseffect (opwarming van de aarde). De hierdoor mogelijk optredende klimatologische veranderingen kunnen grote gevolgen hebben. Hiernaast zijn er nog andere argumenten die pleiten voor de verdere ontwikkeling van bio-energie, namelijk: Reststoffen die toch al aanwezig zijn, kunnen nuttig worden toegepast; Bio-energie kan op wereldniveau een grote bijdrage leveren aan de energievoorziening; Bio-energie is vanuit kostenoogpunt (al op korte termijn) aantrekkelijk ten opzichte van andere vormen van duurzame energie; Bio-energie is relatief makkelijk in te passen in de bestaande energievoorziening, omdat biomassa als vaste of vloeibare brandstof kan worden opgeslagen en omdat deels gebruik gemaakt kan worden van bestaande installaties en technologie die voor fossiele bronnen is ontwikkeld. Het opwekken van bio-energie draagt bij aan de Nederlandse economie. Projecten leveren een belangrijke economische toegevoegde waarde en dragen bij aan de werkgelegenheid o.a. in de land- en bosbouwsector. Bovendien kan Nederland op bepaalde technologische gebieden een voortrekkersrol vervullen, hetgeen kan leiden tot een voorsprong voor het Nederlandse bedrijfsleven. De grote afhankelijkheid van fossiele brandstoffen uit andere delen van de wereld maakt het aantrekkelijk zo veel mogelijk alternatieve energiebronnen te benutten. Door de inzet van plaatselijk beschikbare biomassa brandstoffen wordt de importafhankelijkheid van de energievoorziening enigszins verminderd. (Bron: Biomaster) H5: Overige vormen van Groene Energie We geven nu een opsomming samen met een korte uitleg over de minder grote en minder bekende vormen van Groene Energie. Waterkracht Pagina 13 van 15

14 Met behulp van de kracht van stromend of vallend water kan elektriciteit worden opgewekt, door het water via een turbine te laten stromen. Gezien de geringe vervalhoogten in Nederland kan waterkracht slechts een bescheiden rol spelen. In Nederland staan in totaal vier grote waterkrachtinstallatie met een gezamenlijk vermogen van 37,3 MW. Koude- en warmteopslag in de bodem Koude- en warmteopslag zijn minder bekende duurzame energiebesparende technieken. Het principe van koudeopslag is eenvoudig. In de grond waar zich watervoerende zandlagen (aquifers) bevinden, worden twee putten geslagen. Eén put fungeert als 'koude bron', de andere als 'warme bron'. In het winterseizoen wordt grondwater uit de warme bron opgepompt. Het water wordt via een koeltoren of warmtewisselaar met koude buitenlucht afgekoeld en vervolgens in de koude bron geïnjecteerd. In het zomerseizoen verloopt het proces in omgekeerde richting. Als er koude vraag is, wordt water uit de koude bron opgepompt en gebruikt voor koeling van een gebouw of proces. Het opgewarmde grondwater wordt geïnjecteerd in de warme bron. Bij warmteopslag wordt juist de warmte, die in het zomerseizoen is opgeslagen, gebruikt in de winter voor het verwarmen van een gebouw of proces Warmtepomp Een warmtepompsysteem, vergelijk een koelkast, is een gesloten systeem van een vloeistof en damp met een verdamper, pomp (compressor), warmtewisselaar (condenser) en een expansieventiel. De pomp zuigt de koude damp aan uit de verdamper en perst deze samen. Hierdoor wordt de damp warm. In de warmtewisselaar geeft de damp vervolgens zijn warmte af aan bijvoorbeeld water. De damp gaat dan over in vloeistof (condensatie). Via het expansieventiel komt de vloeistof weer in de verdamper, en de cyclus kan opnieuw beginnen. Op deze wijze wordt "warmte" met een lage temperatuur "opgepompt" naar warmte met een hoge temperratuur, vandaar de term warmtepomp. De hiervoor benodigde energie is elektriciteit om de compressor te laten werken H6: Groene Stroom Groene stroom is duurzame energie, die is opgewekt met behulp van zonnecellen, waterkracht, wind of met biomassa. Er zijn geen fossiele energiebronnen zoals aardgas en steenkool voor nodig, die het milieu belasten en die bovendien op termijn uitgeput raken. Groene stroom wordt dus op een natuurvriendelijke manier opgewekt. Waarom kiezen voor groen stroom? Het is een investering in de toekomst. Hoe meer mensen kiezen voor groene stroom, hoe meer de productie van milieu-onvriendelijke energie wordt teruggedrongen. Is groene stroom duurder? Pagina 14 van 15

15 Ja, groene stroom is iets duurder dan gewone stroom. Het opwekken van groene energie is namelijk duurder dan het opwekken van gewone energie. Maar door belastingmaatregelen van de overheid hoeven groene stroomgebruikers geen energieheffing (Ecotax) te betalen. Nog niet alle Nuts bedrijven bieden groene stroom aan maar het worden er wel steeds meer. Wij thuis gebruiken bijvoorbeeld de groene stroom die wordt aangeboden door Essent. Dit is natuurlijk een goede zaak omdat de toepassingen voor duurzame energie zo goed geoptimaliseerd worden en het steeds weer verbeterd kan worden. Pagina 15 van 15