Kinderuniversiteit (Groene) energie? Johan Driesen, Elektrotechniek Lieve Helsen, Werktuigkunde Leuven, 15 oktober 2011
Transport 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 2
Transport 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 3
Transport Waarom horen we de motor van Johan niet? 1. Hij heeft er heel veel geluidsdempers op geplaatst GROEN kaartje 2. Zijn moto werkt volgens een ander principe ROOD kaartje 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 4
Transport: verbrandingsmotor uitlaat brandstoftank motor 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 5
Transport: verbrandingsmotor start inlaatslag 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 6
Transport: verbrandingsmotor compressieslag ontsteking 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 7
Transport: verbrandingsmotor arbeidsslag uitlaatslag 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 8
Transport: verbrandingsmotor 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 9
Transport Kan het anders? Kunnen we de ontploffingen stil maken? Rijd Elektrisch! 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 10
Transport: elektrische auto batterij elektrische motor en GEEN uitlaat! 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 11
Elektriciteit om op te laden Waar komt die elektriciteit vandaan? 1. Via draden uit elektriciteitsfabrieken GROEN kaartje 2. Uit een grote batterij in de kelder ROOD kaartje 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 12
Waar komt die elektriciteit vandaan? Elektriciteitscentrales: Thermische centrales Net Ketel Stoom Turbine Alternator Condensor Koeltoren Waterloop brandstof Brandstof Lucht Water Voedingspomp 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 13
Waar komt die elektriciteit vandaan? Elektriciteitscentrales: Thermische centrales: brandstof Nucleair Fossiele brandstof Steenkool Aardgas Aardolie 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 14
Waar komt die elektriciteit vandaan? Elektriciteitscentrales: Thermische centrales: brandstof Nucleair Fossiele brandstof Steenkool Aardgas Aardolie Biomassa en afval 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 15
Kunnen we ook elektriciteit maken zonder brandstof? Ja, dat is groene energie! Maar waarom is die eigenlijk groen? 1. Omdat die gemaakt wordt met groene zonnecellen, groene windmolens en groene waterkrachtcentrales GROEN kaartje 2. Omdat die geen schadelijke gevolgen heeft voor het milieu ROOD kaartje 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 16
Elektriciteit uit wind Elektriciteitscentrales: Wind (op het land (on shore) of in zee (off shore)) 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 18
Elektriciteit van de zon Elektriciteitscentrales: zon Moeten we dit doen waar de zon veel schijnt? In de woestijn? 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 19
Hoe geraakt die elektriciteit thuis? Eerst langs het hoogspanningsnet (transmissienet) over grote afstand tot aan de stad, waar een transformator staat 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 20
Hoe geraakt die elektriciteit thuis? Dan verder via kabels onder de grond door het distributienet tot thuis naar het stopcontact 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 21
Kunnen we zonder die hoogspanningsleidingen? Kunnen we die elektriciteit misschien ook thuis maken? Iedereen een beetje! 1. JA ROOD kaartje 2. NEEN GROEN kaartje 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 22
Elektriciteit en warmte thuis maken? Wat hebben we nodig in een huis? warmte verwarming warm water elektriciteit verlichting toestellen verwarming? koeling? auto? 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 23
Elektriciteit en warmte thuis maken? Hoeveel hebben we nodig in een huis (voor verlichting, verwarming, koeling, warm water, elektrische toestellen)? Oude huizen (van voor 1945): 33 000 kwh/jaar zwembad (20m x 10m x 1,7m) opwarmen van 15 C tot 98 C 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 24
Elektriciteit en warmte thuis maken? Hoeveel hebben we nodig in een huis (voor verlichting, verwarming, koeling, warm water, elektrische toestellen)? Huizen van vandaag: 15 000 kwh/jaar zwembad (20m x 10m x 1,7m) opwarmen van 15 C tot 54 C 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 25
Elektriciteit en warmte thuis maken? Hoeveel hebben we nodig in een huis (voor verlichting, verwarming, koeling, warm water, elektrische toestellen)? Huizen van de toekomst: passief huizen Wat is een passief huis? 1. Een zo energiezuinig mogelijke woning ROOD kaartje 2. Een huis waarin niet gewerkt wordt GROEN kaartje 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 26
Elektriciteit en warmte thuis maken? Hoeveel hebben we nodig in een huis (voor verlichting, verwarming, koeling, warm water, elektrische toestellen)? Huizen van de toekomst: passief huizen 8250 kwh/jaar (alles ter plaatse maken) zwembad (20m x 10m x 1,7m) opwarmen van 15 C tot 36 C 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 27
Wat is er beschikbaar van de zon? Zon straalt 12 000 kwh/m 2 per jaar reflectie directe straling absorptie diffuse straling In België bereikt 1123 kwh/m 2 per jaar het aardoppervlak 11-20 keer meer dan wat we nodig hebben! 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 28
Kan de zon de vraag invullen? Besluit: Er is meer dan voldoende zonne-energie beschikbaar. Vraag: Waarom doen we dan niet alles via zonne-energie? 1. Er zijn teveel wolken. GROEN kaartje 2. De zon schijnt als we geen warmte nodig hebben. ROOD kaartje 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 30
Vraag en aanbod verwarming Jaarprofiel warmte herfst winter lente zomer bruikbaar zonintensiteit warmtevraag zonne-energie niet bruikbare zonintensiteit tijd Oktober Januari Mei Zonnewarmte die kan gebruikt worden 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 31
Vraag en aanbod verwarming Dagprofiel opstaan + douchen ontbijten thuis komen van school buitentemperatuur koken, afwas, bad, verwarming 0u 12u tijd 24u warmtevraag 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 32
Omzetten in bruikbare vorm Zonnecollector of zonneboiler warmte opslaan of gebruiken 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 33
Omzetten in bruikbare vorm Collectoren nodig om zonne-energie om te zetten in warmte! Hoeveel? Voorbeeld: passief huis tijdens stookseizoen 22 kwh/m 2 per stookseizoen Zwembad opwarmen van 15 C tot 23 C 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 34
Omzetten in bruikbare vorm Collectoren nodig om zonne-energie om te zetten in warmte! Hoeveel? Voorbeeld: passief huis tijdens stookseizoen Collectoren nodig voor verwarming en warm water 1. 3 van 2 m 2 (stukje dak) ROOD kaartje 2. 18 van 2 m 2 (vol dak) GROEN kaartje + systeem voor opslag 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 35
Omzetten in bruikbare vorm Opslaan voor langere tijd Gebruik van materialen die smelten of reageren Ondergrondse opslag van warmte (in zomer) en koude (in winter) 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 37
Vraag en aanbod elektriciteit Dagprofiel van een dag in januari opstaan ontbijt licht aan 0,2 0,18 elektriciteitsvraag gezin avondeten huiswerk TV licht aan 0,16 elektriciteitsvraag (kwh/h) 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 0 5 10 15 20 25 uur 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 38
Omzetten in bruikbare vorm PV-module connectiedoos invertor meterkast elektriciteitsnet 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 40
Omzetten in bruikbare vorm PV-panelen nodig om zonne-energie om te zetten in elektriciteit! Hoeveel? 1. 5 m 2 (stukje dak) ROOD kaartje 2. 40 m 2 (vol dak) GROEN kaartje Probleem: geen PV en warmtecollectoren tegelijk? 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 41
Slim bedacht Hoe pakken we dit aan? Wat doen we eerst? 1. Verminderen van energievraag Voorbeelden? 2. Inzetten van hernieuwbare energie Voorbeelden? 3. Efficiënt gebruik van fossiele brandstof Voorbeelden? 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 43
Slim bedacht Wannes Marien, 2011 15.10.2011 Kinderuniversiteit (Groene) Energie? 44