Zonder de zon zou de aarde en dus wij er niet zijn. Zonder de zon kunnen we niet
bestaan. Daarom wordt het tijd dat jij eerst wat meer informatie krijgt over onze
energiebron de zon. En techniek is nodig om de energie die de zon uitstraalt om te
zetten en te gebruiken. Wat is de zon? De zon is een kleine ster waar de aarde
omheen draait. De afstand van de aarde naar de zon is 150 miljoen ( 150.000.000
km) kilometer. De doorsnee van de zon is 1,4 miljoen kilometer. Weet je dat een
zonne-energie deeltje uitgestoten door de zon, foton genoemd, in ca. 8 minuten op
de aarde is aangekomen?
De temperatuur in de kern van de zon is erg hoog (16.000.000 °C). De
oppervlaktetemperatuur van de zon is 6000 °C. Kun jij je voorstellen hoe heet de
gloeiende kern van een brandende lucifer is? Op het moment dat je de lucifer
aansteekt komt er een vonkje. Deze hete vonkjes zijn ook in de kern van de zon. De
temperatuur van de zon is nog veel hoger, als gevolg van kernreacties die daar
plaats vinden. Wat zijn kernreacties? In de kern van de zon vinden ontploffingen
plaats, waar energie uit vrij komt. De aarde ontvangt een heel klein deel van de
zonne-energie en toch danken we daar alles aan.
Hoe oud denk je dat de zon is? Onderzoekers denken dat de zon ongeveer 4,5
miljard jaar (dus 4,5 x 1000.000.000 jaar!) oud is en dat hij over ongeveer 5 miljard
jaar (5.000.000.000) helemaal onder zal gaan.
Voorlopig hoeven we ons dus geen zorgen te maken!
De zon zorgt voor een aangename
temperatuur op de aarde. Overdag straalt
de zon warmte naar de aarde en ’s
nachts wordt er weer warmte terug naar
het heelal uitgestraald.
Energiebronnen van ons leven
Geen enkel levend wezen, plant, dier en mens kan
in leven blijven als het niet voortdurend energie uit
de buitenwereld opneemt. Levende wezens worden
ook wel organismen genoemd.
Kleine organismen hebben veel minder energie
nodig dan grotere organismen zoals dieren. Wij
hebben als mensen veel meer energie nodig en
dus eten we meer voedsel dan de planten.
Leven op aarde kunnen we eigenlijk in twee
woorden samenvatten ademhaling en fotosynthese. Fotosynthese is een manier om(met behulp van zonlicht) de plant energie te laten maken zodat deze kan groeien.
Mensen en sommige dieren eten planten. Andere dieren en ook mensen eten vlees
van dieren. Eigenlijk eten ze dus indirect weer van planten. De planten zijn dus erg
belangrijk, want ze zijn de voedselbron, die door verschillende organismen gegeten
wordt.
Hoe groeien planten en bomen?
De planten en bomen zuigen via hun wortels water en voeding op en transporteren
dit naar de bladeren. Door de invloed van het zonlicht wordt er energie in de plant opgenomen
en dit proces noemen we fotosynthese. Door de opgenomen energie wordt glucose gemaakt. Glucose is een vorm van suiker die de appels, peren en de meeste andere vruchten zoet
doet smaken.
Maar je weet vast wel dat de suiker je energie geeft. De glucose die uit de fotosynthese vrijkomt zorgt er voor dat de plant groeit.
Weet je dat van al het zonlicht dat op de aarde valt, maar een heel klein beetje
(ongeveer1%) fotosynthese wordt gebruikt? Dus je kunt dan ook wel begrijpen dat er
genoeg zonlicht over is om te gebruiken voor het opwekken van energie. Die energie
kunnen wij mensen weer gebruiken om warmwater te maken en elektriciteit op.
Zonne-energiecentrale
Zonnecellen
Met zonlicht kun je energie opwekken. Dit kan met behulp van
zonnecellen. Een zonnepaneel is een plaat met zonnecellen.
Zonnecellen zijn meestal gemaakt van twee lagen silicium. Dit
materiaal heeft de bijzondere eigenschap dat daglicht in elektrische
energie kan omzetten. Als zonlicht op silicium valt ontstaat er tussen de twee lagen
silicium een elektrische spanning. Helaas kan maar ongeveer 15% zonlicht van deze
spanning omgezet worden in elektriciteit. De andere 85% van het zonlicht wordt
direct teruggekaatst.
De spanning die een zonnecel oplevert, is te laag om direct te gebruiken. De
elektriciteit is maar een halve Volt, terwijl het elektriciteitsnet 220 Volt is. Door veel
zonnecellen aan elkaar te verbinden, loopt de spanning op tot 12of 24 Volt. Maar ook
dat is nog niet genoeg. Daarom maakt een omvormer er vervolgens 220 Volt van.
Je vindt buiten Nederland zonnecellen vaak in grote velden bij elkaar. Dit lijkt op een
windpark maar dan met grote zonnepanelen. In Nederland vind je zonnecellen vaak
op daken. Ook zijn er veel huizen met daken van zonnecellen. Zo hoeven de mensen
geen elektriciteit in te kopen.
Voor- en nadelen
Stroom uit zonlicht is duurzaam: bij de productie van elektriciteit komen geen
broeikasgassen en schadelijke stoffen vrij. Zonne-energie is altijd beschikbaar, de
energie van de zon is onuitputtelijk. Zonnepanelen zijn geruisloos, veilig en vergen
weinig onderhoud. Zonnepanelen maken het mogelijk elektriciteit op te wekken op
moeilijk bereikbare plaatsen. Maar het is wel erg duur om een zonnepaneel te
maken. De grondstoffen voor zonnecellen zijn duur. Het silicium, de grondstof van
een zonnecel, moet helder zijn. Wanneer men via
een goedkope manier aan helder silicium kan
komen heeft zonne-energie een zonnige toekomst.
Bovendien levert een zonnepaneel relatief weinig
elektriciteit op. Een heel ander punt is, dat niet
iedereen zonnepanelen mooi vindt om te zien op
gebouwen.
Als laatste
Ook op het dak van een huis kun je zonnecellen plaatsen. Soms wekken
zonnepanelen meer elektriciteit op dan nodig is. Deze extra elektriciteit gaat niet
verloren. Die gaat het elektriciteitsnetwerk op, zodat we die op andere plaatsen
kunnen gebruiken. Dus misschien komt jouw elektriciteit wel van zonnepanelen die
jouw buren op hun dak hebben liggen!
In veel ontwikkelingslanden zijn ook zonnecellen te vinden, omdat deze voor de
landen die ze moet installeren heel makkelijk is. Wanneer de panelen staat, leveren
ze immers stroom, tenminste, als de zon schijnt.
Wist je dat?
• Op bewolkte dagen de zonnepanelen ook elektriciteit leveren?
• Wolken kunnen helpen meer zonlicht te vangen: stralen die van de aarde
terugkaatsen, kunnen nogmaals naar de aarde terugkomen door de wolken.
In een kolencentrale wordt steenkool
gebruikt als brandstof om elektriciteit op
te wekken. De verbranding van kolen
levert warmte op. Deze warmte wordt
gebruikt om water te verwarmen. Dit water verandert in stoom, omdat het zo heet wordt.
Deze stoom zet grote machines (turbines) in beweging. Deze turbines zetten weer
anderen machines in beweging die van een draaiende beweging elektriciteit maken
(generatoren). Deze generatoren maken dus elektriciteit. Je kunt zo’n generator
vergelijken met de dynamo op een fiets. In deze elektriciteitscentrales zetten generatoren
de stoom die vrijkomt dus om in elektriciteit. Deze elektriciteitscentrale werkt dus op basis
van stoom.
Ontstaan van steenkool
Miljoenen jaren geleden waren er geweldig grote bossen van varens en andere
planten en bomen in die tijd. Ook waren er veel moerassen door het natte warme
klimaat. Onder invloed van geweldige stormen vielen bomen, varens en andere
planten om. In het moeras werd dit bedekt met modder, zand en slib. Door de
sliblaag kon er geen zuurstof bij de omgevallen bomen en planten komen. Daarom
konden ze niet helemaal verteren. Door de jaren heen stapelden lagen van planten,
bomen en slib zich op. De bovenste lagen drukten erg zwaar op de onderliggende
lagen. Ook de temperatuur werd steeds hoger en als gevolg van dit alles ontstond er
steenkool. De dikke lagen zakten weg tot onder de zee en kwamen later door
bewegingen in de aardkorst weer omhoog.
De lagen slib, zand en klei werden door de grote druk ook versteend er ontstond
zandsteen en leisteen. Er zijn diverse soorten steenkool: waarvan bruinkool, vette
steenkool en antraciet de belangrijkste zijn. Bruinkool is de jongste steenkool soort en
antraciet is de oudste soort. Antraciet zit vaak veel dieper in de aarde dan de
bruinkool. Om steenkool te krijgen moet het materiaal eerst vele jaren drogen.
Turf is een beginvorm van steenkool en werd vroeger in
Drenthe en de Peel gewonnen.
Omdat aardolie, gas en steenkool bestaan uit planten en
dieren die lang geleden dood zijn gegaan, noemen we
deze fossiele brandstoffen.
Voor- en nadelen
Voordelen van energie opwekken uit steenkool is dat het een lage kostprijs heeft.
Steenkool is goed beschikbaar. Het zit in de grond en kan er vrij goed uitgehaald
worden. De laatste jaren is het gelukt om steeds meer energie uit steenkool te halen.
De technologie om steenkool als brandstof voor energieopwekking te gebruiken is
sterk verbeterd.
Maar er zijn ook nadelen. Zo ontstaat bij het verbranden van steenkool
koolstofdioxide (CO2), water, stikstofoxide (NOx) en zwaveloxide (SO2).
Koolstofdioxide wordt gedeeltelijk gezien als veroorzaker van de opwarming van de
aarde (het broeikaseffect). En zwaveldioxide wordt zwavelzuur, wat zure regen tot
gevolg heeft. Verder wordt er bij het verbranden van steenkool (vlieg)as gevormd. Dit
as is rijk aan zware metalen en andere milieuverontreinigende stoffen.
Dit as wordt wel gefilterd door de centrales. De steenkoolmijnbouw kost in het
buitenland veel mensen het leven. Tenslotte is de hoeveelheid energie die uit
steenkool gehaald wordt verhoudingsgewijs lager dan de energie die uit olie of
aardgas gehaald kan worden.
Het arrangement Huis van de toekomst is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Tim Wubkes
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2019-08-19 08:20:50
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
Van zonnestraal naar elektriciteit
