Wat is Groene Energie

Groene energie kan worden opgewekt door middel van wind, zon, water en aardwarmte en de meest gebruikelijke vormen van groene energie die in dit artikel worden behandeld zijn:

• 1. Aardwarmte .
• 2. Windturbine .
• 3. Zonnecollectoren .
• 4. Zonnepanelen .

Groene Energie

Onder groene energie verstaan we opwekking van energie waarbij geen uitstoot vrij komt en het milieu niet wordt aangetast. Onder uitstoot verstaan we de SOX/NOX en CO2.

Groene energie behoort, uitgezonderd van kernenergie, tot de duurzame energiebronnen.

Groene Energie Soorten

Aardwarmte

Deze energieproductie maakt gebruik van aardwarmte op 1 KM diepte om water te verwarmen tot zo'n 25-45°C. De warmte (energie) wordt vervolgens naar huishoudens gepompt en functioneert daar als warmtebron. Dit kan alleen toegepast worden bij goed geïsoleerde huizen, omdat anders de warmtecapaciteit niet voldoende is.

Daarnaast kan deze toepassing ook gebruikt worden bij het sneeuwvrij maken van rijkswegen, waarbij het warme water onder de rijkswegen het sneeuw en ijs laten smelten. In de zomer wordt het water dan weer op temperatuur gebracht onder het asfalt, welke een enorme hoeveelheid warmte kan overdragen.

Via een buffer op grote diepte kan dit water worden opgeslagen zonder dat het al te veel warmte verliest. Op die wegen zijn geen strooiwagens meer nodig omdat dit systeem zichzelf dus in evenwicht houdt.

Rekenvoorbeeld Groene Energie 1

Om de energie van warmte (Q) overdracht te berekenen geldt de formule: Q1-2 = M*C*(T2-T1).

Stel: 

• Een willekeurige massa (M) van 1000 KG;
• Water met een begintemperatuur (T1) onder de grond van 40°C;
• Wanneer dit water onder het asvalt zijn weg heeft afgelegd bedraagt de eindtemperatuur (T2) van dit water 37°C;
• Soortelijke warmte (Cw) van dit water is 4,2 J/KG*K (dit is een vast gegeven).

Dan is de energie overdracht in dit proces -12.600 Joule. Dit staat gelijk aan -12.600 Watt/sec (of -12,6 KW/sec). Deze waarde is negatief omdat het proces energie uit het water onttrekt.

Let op:

• Deze berekening is bedoeld om een indruk te geven van de warmte overdracht tijdens een cyclus. Bij een 3e , 4e of 20e cyclus kunnen de temperatuurverschillen anders zijn.
• Als er sneeuw op de wegen komt zal dit altijd om het vriespunt liggen, dus 2°C - 3°C verwarmen volstaat om de weg vrij te houden.

Voordelen

• Overal toepasbaar.
• Onuitputtelijke bron.
• Wegen altijd goed bereikbaar.
• Geen strooiwagens meer nodig.

Nadelen

• Overal toepasbaar.
• Levert geen elektriciteit aan het net.
• Duur in aanschaf.

Windturbine

Windenergie is geen ingewikkelde manier van energieproductie. Door de wind gaan de wieken van windturbines draaien. De turbines zijn gekoppeld aan een asgenerator waardoor er energie aan het net geleverd kan worden.

Wind is er bijna overal wel en met klimatologische gegevens zijn ze goed in staat om in te schatten hoeveel energie er op jaarbasis opgewekt kan worden. Daarnaast is het niet gewenst om windturbines bij hoogbouw te plaatsen.

De Noordzee is bijvoorbeeld een zeer geschikte locatie om windmolen parken aan te leggen. Vaak hoor je dan de milieuorganisaties aan de grote klok hangen... maar volgens mij is dit nog altijd beter dan olie en kolen verstoken?

Rekenvoorbeeld Groene Energie 2

Om de windenergie te berekenen geldt de formule: Ek = 1/2 * M * V².

Stel:

• Een gemiddelde snelheid (V) van 6 m/s.
• Een willekeurige massa (M) van 1000 KG.

Deze turbine wekt een vermogen op van 32.000 Joule. Dit staat gelijk aan 32.000 Watt/sec

Let op:

• Om duizend kilogram aan wind te hebben heb je aardig wat lucht nodig.
• Verliezen zijn hierbij niet bij inbegrepen. Denk hierbij aan weerstand en overbrengingsverhouding.
• Om de werkelijke energie te bereken is het oppervlakte en stand van de bladen van belang. Deze informatie heb ik niet voor handen (mocht u dit wel hebben en geboeid zijn in open source informatie, dan kunt u onderaan deze pagina contact opnemen).

Voordelen

• CO2 vrij.
• Onuitputtelijke bron.
• Op grote schaal toepasbaar (land, zee).
• Eenvoudige installatie.

Nadelen

• Landschap verfraaiing.
• Niet constante energiebron.

Zonnecollectoren

Zonnecollectoren vangen zonnestraling op en verwarmen daarmee uiteindelijk het water tot ongeveer 50°C. Dat water wordt opgeslagen en kan gebruikt worden voor douche, zwembad en verwarming. In eerste instantie zijn het de panelen zelf die de warmte opvangen en daarna zal er via een warmtewisselaar warmte overdracht plaatsvinden naar het water.

Het rendement van dit systeem is ongeveer 55 tot 60% op het warm water energie verbruik. Deze methode is afhankelijk van het aantal zonnedagen en dus moeilijk te bepalen.

Zonnecollectoren die veel gebruikt worden zijn:

• Vlakke plaat collector;
• Vacuüm buizen met reflector.

Het proces is dus in 2 delen opgebouwd en om de warmte overdracht zo optimaal mogelijk te maken zijn er 2 factoren belangrijk voor een doorslaggevend succes: Het opvangen van stralingswarmte en de warmte overdracht.

Om zoveel mogelijk straling op te vangen is de materiaal keuze erg van belang. Niet ontbrekend is de zwarte kleur van de zonnecollectoren die erg veel warmte opvangen.

Het overdragen van zoveel mogelijk warmte aan het water is belangrijk voor een goed rendement. In principe zijn er genoeg metalen die voldoende warmte overdragen. Om de beste overdracht te krijgen is een groot oppervlakte belangrijk waarover het water de warmte kan opvangen.

Voordelen

• Hoog rendement.
• Onuitputtelijke bron.
• Onderhoudsvrij.

Nadelen

• Warmte is slechts 2 dagen op voorraad voor degelijk gebruik;
• Het proces om water rond te pompen kost energie.

Zonnepanelen

Elektriciteit opwekking via zonlicht heeft zijn bestaan gevonden in de ruimtevaart. Vandaag de dag zijn ze bijna niet weg te denken uit duurzame nieuwbouw woningen.

De toplaag van een zonnepaneel is bedekt met een anti-reflectielaag zodat de zonnestraling beter wordt opgenomen door de zonnepanelen.Onder deze laag bevindt zich doorgaans silicium welke de zonnestraling zal absorberen.

Hierdoor willen de elektronen die zich in de kern van het silicium bevinden vrij gaan bewegen, welke een potentiaal verschil creëert en opgevangen zal worden als elektriciteit.

Voordelen

• Onuitputtelijke bron.
• Binnen 5 tot 8 jaar terug verdient (2009).

Nadelen

• Belemmert uitbouw mogelijkheden.
• Elementen moeten na ongeveer 25 jaar vervangen worden.