Energie Rijk Lesmap Leerlingen - augustus 2009
Inhoudstafel Inleiding! 3 Welkom bij Energie Rijk 3 Inhoudelijke Ondersteuning! 4 Informatiefiches 4 Windturbines-windenergie 5 Steenkoolcentrale 6 STEG centrale 7 Kerncentrale 8 Zonnecel 9 Didactische gedeelte! 10 Zelfevaluatie 10 Energie Rijk: Lesmap leerlingen 2
Inleiding WELKOM BIJ ENERGIE RIJK Er ooit al van gedroomd een heel land van Energie te voorzien? Met Energie Rijk kan je als minister van Energie van Energium deze droom waarmaken én ondertussen nog iets bijleren ook! Energie Rijk is een educatieve online game die met de steun van de Vlaamse Overheid werd ontwikkeld door de HUBrussel. Met medewerking van: Ellen Geerts, HUBrussel projectcoördinator Wim Wouters, GRINbvba spelontwikkeling Johan Van Hevel, HUBrussel inhoud lesmap Johan Eyckmans, HUBrussel wetenschappelijke begeleiding spelinhoud Tom Verbeke, HUBrussel wetenschappelijke begeleiding spelinhoud Met dank aan: De Vlaamse overheid, Departement EWI Veerle Van Rompaey, Onderzoekscoördinator HUBrussel Energie Rijk: Lesmap leerlingen 3
Inhoudelijke Ondersteuning INFORMATIEFICHES De informatiefiches geven een diepgaand overzicht van de verschillende mogelijkheden om energie op te wekken die je in het spel kan aanwenden: kerncentrale, GAS- en STEGcentrale, windturbine, zonnepanelen en steenkoolcentrale. De fiches geven weer hoe elk van deze mogelijkheden werkt en wat de voor-en nadelen zijn van deze vormen van energieopwekking. Energie Rijk: Lesmap leerlingen 4
Windturbines-windenergie Windturbine is de naam die wordt gebruikt voor moderne windmolens. Deze worden gebruikt om elektriciteit (groene stroom) op te wekken, soms in grote 'parken' met veel op een rij. De belangrijkste voordelen van windenergie zijn: de vermindering van milieuvervuiling door fossiele brandstoffen, de duurzaamheid van windenergie, wind is onuitputtelijk de verminderde afhankelijkheid van de olieproducerende landen De belangrijkste nadelen zijn: de hoge prijs (ongeveer anderhalf à drie maal zo duur als grijze stroom) de variatie in het windaanbod inpassing van windmolens in het landschap die als lelijk kan worden ervaren voor de productie van windmolens zijn staal en aluminium nodig waarvan het winnen een kostbaar, vervuilend en energievretend proces is elke windmolen doodt naar schatting gemiddeld 20 vogels per jaar slagschaduw en geluidsoverlast voor omwonenden Een windturbinepark beslaat een grote oppervlakte Energie Rijk: Lesmap leerlingen 5
Steenkoolcentrale In deze klassieke thermische elektriciteitscentrale wordt gestookt met steenkool. De steenkoolcentrales worden gezien als de meest schadelijke vorm van energiewinning voor het milieu door de hoge CO2-uitstoot. Voordelen steenkool is als brandstof goedkoop steenkool is op diverse plaatsen in de wereld te vinden. de voorraden te ontginnen steenkool zijn groter dan deze van aardolie en aardgas Nadelen bij de verbranding van steenkool komen broeikasgassen, stikstofoxide & zwaveldioxide vrij. steenkool is een fossiele brandstof en dus niet onuitputtelijk Energie Rijk: Lesmap leerlingen 6
STEG centrale Bij de stoom- en gascentrale of afgekort STEG-centrale worden twee turbines en dus 2 alternatoren aangedreven. De eerste turbine is een gasturbine en wordt aangedreven door het verbranden van aardgas. De tweede turbine wordt aangedreven door stoom. Die stoom wordt gemaakt in een recuperatiestoomketel door water te verhitten met de warmte van de gassen afkomstig van de gasturbine. Voordeel bij de STEG-centrale wordt meer dan 56% van de brandstof omgezet in elektriciteit gas is bij het verbranden milieuvriendelijker dan stookolie & steenkool Nadeel aardgas is een fossiele brandstof: de voorraad is beperkt, er is uitstoot van broeikasgassen, enz. voor onze aardgas zijn aangewezen op een beperkt aantal landen zoals bv. Rusland de prijs van aardgas is onderhevig aan de schommelingen op internationale markten Energie Rijk: Lesmap leerlingen 7
Kerncentrale Het werkingsschema van een kerncentrale lijkt sterk op dat van een klassieke centrale die draait op fossiele brandstoffen. Enkel de manier om warmte op te wekken is anders: In een kerncentrale ontstaat die warmte door een splijtingsproces in de splijtstofstaven die in een reactor staan terwijl in een klassiek thermische centrale een verbrandingsproces in een grote stoomketel plaatsvindt. In beide gevallen is er voldoende warmte nodig om de stoom te produceren. Voordelen relatief lage brandstofkosten: met 1kg uranium kan je 50.000kWh elektriciteit opwekken de uraniumreserves zijn groter dan die van aardolie en aardgas het uranium is op diverse plaatsen in de wereld te vinden in vergelijking met de klassieke centrales zijn er slechts relatief kleine hoeveelheden brandstof nodig waardoor het transport en de opslag vrij eenvoudig georganiseerd kunnen worden. zeer lage uitstoot van luchtvervuilende stoffen zoals zwavel, stikstofoxides, stofdeeltjes, broeikasgassen enz. Nadelen In vergelijking met een klassieke centrale op steenkool of aardgas is een nucleaire centrale duur om te bouwen Er is het risico op een ernstig ongeval in een nucleaire centrale Het nucleaire afval, dat gedurend een zeer lange tijd gevaarlijk blijft, moet worden opgeslagen of verwerkt. Energie Rijk: Lesmap leerlingen 8
Zonnecel Een fotovoltaïsche zonnecel bestaat uit een halfgeleider. Een halfgeleider heeft de speciale eigenschap dat als er licht op valt, er een spanningsverschil ontstaat tussen de twee contacten van de zonnecel. Met dit spanningsverschil kan men elektrische toestellen laten werken, of bvb. een batterij opladen Voordelen De aarde ontvangt op één dag meer dan voldoende zonne-energie om aan de wereldwijde energiebehoeften van één jaar te voldoen! Deze energiebron is oneindig, er is dus geen gevaar voor uitputting. Zonne-energie is een energievorm die overal ter wereld kan aangewend worden. Fotovoltaïsche zonnecellen hebben het voordeel geen geluidshinder of visuele hinder te veroorzaken Nadelen Zonne-energie is momenteel nog te duur. De productiekosten zijn te hoog in vergelijking met de opbrengst. Een zonnecel produceert enkel elektriciteit als er licht is (als de zon schijnt), maar er is (ook) veel elektriciteit nodig als de zon niet schijnt bvb verlichting 's nachts. voor de productie van sommige zonnecellen zijn milieuvervuilende producten (bvb. solventen) nodig. Energie Rijk: Lesmap leerlingen 9
Didactische gedeelte ZELFEVALUATIE Zelfevaluatie: Je moet jezelf beoordelen. Kies hier uit: goed (3) voldoende (2) onvoldoende (1). Na je eigen beoordeling vraag je aan de leerkracht om je opdracht te evalueren. Hij/ zij corrigeert bij een over of onderschatting ik leerkracht beheersen van de leerinhoud Voldoende gebruik gemaakt van info zelfstandigheid timemanagement samenwerking/ houding/ inzet in groep Energie Rijk: Lesmap leerlingen 10