Duurzame energietechnieken
Hoofdstuk 1: Energieconsumptie
Internationaal aanvaard systeem : het SI-systeem(“Système International d’unités”).
De meter is gedefinieerd als : “ de lengte van het pad dat het licht in het vacuüm aflegt
gedurende een tijdsinterval van 1/299792 458 van een seconde.
1.1 Het SI-eenhedensysteem : 7 basiseenheden
o Ze zijn onderling onafhankelijk.
o Alle andere SI-eenheden worden hiervan afgeleid.
Grootheid naam symbool
Lengte Meter m
Massa kilogram kg
tijd seconde s
Elektrische stroom ampère A
temperatuur kelvin K
Hoeveelheid stof mol mol
lichtsterkte candela cd
o Voorbeelden afgeleide:
De eenheid frequentie hertz: 1Hz = 1/s
De eenheid van elektrische lading C = A.s.
o Bepaalde eenheden hebben een uitzonderingsstatus.
De eenheid dag(en) mag worden gebruikt wanneer het over een langere tijd
gaat.
1l = 1 dm³
naam symbool Waarde in SI-eenheden
Minuut Min 1min= 60 sec
Uur H 1h= 3600s
Dag D 1d= 86400 s
Graad(hoek) ° 1°= (Pi/180) rad
Hoekminuut ‘ 1’ = (1/60)°
Hoekseconde ‘’ 1” = (1/60)’
Liter L of I 1L = 1 dm3
Metrische ton T 1t = 1000 kg
Neper Np 1 Np = 1
Bel (decibel) B 1 = ( ½) In 10 Np
Elektronvolt eV 1 eV= 1.60218 x 10-19 j
Atomaire massa-eenheid U 1u = 1.66054 x 10-27 kg
, Astronomische eenheid Ua 1ua = 1.49598 x 1011 m
o Prefixen: of voorvoegsels
m.b.v voorvoegsels kan men een eenheid verschillende machten van 10
groter of kleiner maken.
10n voorvoegsel symbool
1024 Yotta Y
1021 Zetta Z
1018 Exa E
1015 Peta P
1012 Tera T
109 Giga G
106 Mega M
103 Kilo K
102 Hecto H
101 Deca Da
10-1 Deci D
10-2 Centi C
10-3 Milli M
10-6 Micro U ( niet juiste tekn)
10-9 Nano n
10-12 Pico p
10-15 Femto f
10-18 Atto a
10-21 Zepto z
10-24 Yocto Y
De prefixen zijn hoofdletter gevoelig
1.2 Energie en vermogen
o De SI-eenheid voor energie is de joule(J) : Eén joule is gelijk aan de arbeid die nodig is
om een voorwerp 1 meter te verplaatsen met een kracht van 1 newton:
1 J = 1N * 1m
o Eén joule is ook gelijk aan de arbeid die nodig is om een lading van 1 coulomb te
verplaatsen over een spanningsverschil van 1volt:
1 J = 1C * 1m
o De SI-eenheid van vermogen is de watt(W) : Eén watt is het vermogen dat nodig is
voor het leveren van 1 joule in 1sec:
1 W = 1J/s
, o Het is belangrijk om de niet SI-eenheden voor energie te kunnen omzetten naar SI-
eenheden.
Eén elektronvolt(ev) = 1.60218 * 10^-19 j
Eén vat olie = 6.12 GJ
Eén ton steenkool equivalent (t.c.e) = 29.3 GJ
Eén ton olie equivalent(t.o.e) = 41.9 GJ
Eén britische thermal unit (BTU) = 1055J
Eén calorie (cal) = 4.184J
Eén erg = 100nJ
Eén TNT equivalent = 4.18MJ
1.3 Omzetting van primaire naar nuttige energie
We beschouwen geen impliciete vormen, zoals zonne-energie. Omdat ze moeilijk te
kwantificeren zijn. We spreken enkel over expliciete energievorme, zoals olie, gas, zonne-
energie( dus de zonne-energie die we gebruiken om rechtstreeks elektriciteit op te wekken.
primaire energie:
secundaire
steenkool, ruwe Nuttige energie:
energie: stookolie,
olie, aardgas, Warmte, licht ,
benzine, cokes,
uranium, arbeid,...
elektriciteit,...
waterkracht...
energieverliezen
Er zijn verschillende soorten energie: elektrische energie, chemische energie…
De omzetting van de ene energievorm naar de andere gaat gepaard met energieverliezen.
Het rendement van deze energieomzetting bedraagt ongeveer 30 tot 55%.
Primaire energiedragers:
o Zijn stoffen die nog geen enkele technische conversie hebben ondergaan. Met
“primaire energie” bedoelen we de energie-inhoud van deze primaire
, energiedragers. Deze primaire energie kan omgezet worden in secundaire energie
die op zijn beurt kan worden omgezet worden tot nuttige energie.
Elke omzetting brengt verliezen met zich mee:
o Omzettingsverliezen: het converteren van de ene energiedrager naar de andere
(prim --> secund) gebeurt nooit met een efficiëntie van 100%.
o Zelfconsumptie: het converteren van de ene energiedager naar de andere vraagt zelf
ook energie die in rekening moet gebracht worden.
o Distributieverliezen: bij het transporteren van energiedragers vinden
energieverliezen plaats.
Een steenkool-, olie- , of aardgascentrale kan zijn brandstof slechts omzetten naar
elektriciteit met een maximaal rendement van ongeveer 55%.
1.4 Energieconsumptie
De wereldwijde primaire energieconsumptie wordt geschat op 16 TW.
Waar komt deze energie vandaan?
o 4/5 van onze energie is afkomstig van fossiele brandstoffen(olie, steenkool,gas)
o De verbranding van biomassa en afval zorgt voor 10% van onze
energiebevoorrdading.
o Kernenergie zorgt voor 5% van onze energiebehoeftes
o Waterkracht zorgt voor 2.3%
o Het aandeel van geothermische energie, windenergie , zonne- energie en
getijdenenergie is wereldwijd te verwaarlozen.
De verdeling van de primaire energie per sector :
o 31% gaat naar de transportsector, het haalt bijna al zijn energie uit olie.
o 30% van de primaire energie gaat naar de fabrieken.
o 26% van de primaire energie gaat naar residentieel gebruik.
De belangrijkste secundaire energiedager is elektriciteit, wereldwijd wordt er 2.3 TW
geproduceerd. Het primaire energieverbruik voor elektriciteitsopwekking is ongeveer 7.0TW.
7.0TW – 4.2TW( omzettingsverliezen) – 0.5 TW( transmissieverliezen) =2.3TW prim
De oorsprong van de gegenereerde elektriciteit:
o 42% steenkool
o 21% gas
o 14% kernenergie
o 16% waterkracht
o 5% olie
Hoofdstuk 1: Energieconsumptie
Internationaal aanvaard systeem : het SI-systeem(“Système International d’unités”).
De meter is gedefinieerd als : “ de lengte van het pad dat het licht in het vacuüm aflegt
gedurende een tijdsinterval van 1/299792 458 van een seconde.
1.1 Het SI-eenhedensysteem : 7 basiseenheden
o Ze zijn onderling onafhankelijk.
o Alle andere SI-eenheden worden hiervan afgeleid.
Grootheid naam symbool
Lengte Meter m
Massa kilogram kg
tijd seconde s
Elektrische stroom ampère A
temperatuur kelvin K
Hoeveelheid stof mol mol
lichtsterkte candela cd
o Voorbeelden afgeleide:
De eenheid frequentie hertz: 1Hz = 1/s
De eenheid van elektrische lading C = A.s.
o Bepaalde eenheden hebben een uitzonderingsstatus.
De eenheid dag(en) mag worden gebruikt wanneer het over een langere tijd
gaat.
1l = 1 dm³
naam symbool Waarde in SI-eenheden
Minuut Min 1min= 60 sec
Uur H 1h= 3600s
Dag D 1d= 86400 s
Graad(hoek) ° 1°= (Pi/180) rad
Hoekminuut ‘ 1’ = (1/60)°
Hoekseconde ‘’ 1” = (1/60)’
Liter L of I 1L = 1 dm3
Metrische ton T 1t = 1000 kg
Neper Np 1 Np = 1
Bel (decibel) B 1 = ( ½) In 10 Np
Elektronvolt eV 1 eV= 1.60218 x 10-19 j
Atomaire massa-eenheid U 1u = 1.66054 x 10-27 kg
, Astronomische eenheid Ua 1ua = 1.49598 x 1011 m
o Prefixen: of voorvoegsels
m.b.v voorvoegsels kan men een eenheid verschillende machten van 10
groter of kleiner maken.
10n voorvoegsel symbool
1024 Yotta Y
1021 Zetta Z
1018 Exa E
1015 Peta P
1012 Tera T
109 Giga G
106 Mega M
103 Kilo K
102 Hecto H
101 Deca Da
10-1 Deci D
10-2 Centi C
10-3 Milli M
10-6 Micro U ( niet juiste tekn)
10-9 Nano n
10-12 Pico p
10-15 Femto f
10-18 Atto a
10-21 Zepto z
10-24 Yocto Y
De prefixen zijn hoofdletter gevoelig
1.2 Energie en vermogen
o De SI-eenheid voor energie is de joule(J) : Eén joule is gelijk aan de arbeid die nodig is
om een voorwerp 1 meter te verplaatsen met een kracht van 1 newton:
1 J = 1N * 1m
o Eén joule is ook gelijk aan de arbeid die nodig is om een lading van 1 coulomb te
verplaatsen over een spanningsverschil van 1volt:
1 J = 1C * 1m
o De SI-eenheid van vermogen is de watt(W) : Eén watt is het vermogen dat nodig is
voor het leveren van 1 joule in 1sec:
1 W = 1J/s
, o Het is belangrijk om de niet SI-eenheden voor energie te kunnen omzetten naar SI-
eenheden.
Eén elektronvolt(ev) = 1.60218 * 10^-19 j
Eén vat olie = 6.12 GJ
Eén ton steenkool equivalent (t.c.e) = 29.3 GJ
Eén ton olie equivalent(t.o.e) = 41.9 GJ
Eén britische thermal unit (BTU) = 1055J
Eén calorie (cal) = 4.184J
Eén erg = 100nJ
Eén TNT equivalent = 4.18MJ
1.3 Omzetting van primaire naar nuttige energie
We beschouwen geen impliciete vormen, zoals zonne-energie. Omdat ze moeilijk te
kwantificeren zijn. We spreken enkel over expliciete energievorme, zoals olie, gas, zonne-
energie( dus de zonne-energie die we gebruiken om rechtstreeks elektriciteit op te wekken.
primaire energie:
secundaire
steenkool, ruwe Nuttige energie:
energie: stookolie,
olie, aardgas, Warmte, licht ,
benzine, cokes,
uranium, arbeid,...
elektriciteit,...
waterkracht...
energieverliezen
Er zijn verschillende soorten energie: elektrische energie, chemische energie…
De omzetting van de ene energievorm naar de andere gaat gepaard met energieverliezen.
Het rendement van deze energieomzetting bedraagt ongeveer 30 tot 55%.
Primaire energiedragers:
o Zijn stoffen die nog geen enkele technische conversie hebben ondergaan. Met
“primaire energie” bedoelen we de energie-inhoud van deze primaire
, energiedragers. Deze primaire energie kan omgezet worden in secundaire energie
die op zijn beurt kan worden omgezet worden tot nuttige energie.
Elke omzetting brengt verliezen met zich mee:
o Omzettingsverliezen: het converteren van de ene energiedrager naar de andere
(prim --> secund) gebeurt nooit met een efficiëntie van 100%.
o Zelfconsumptie: het converteren van de ene energiedager naar de andere vraagt zelf
ook energie die in rekening moet gebracht worden.
o Distributieverliezen: bij het transporteren van energiedragers vinden
energieverliezen plaats.
Een steenkool-, olie- , of aardgascentrale kan zijn brandstof slechts omzetten naar
elektriciteit met een maximaal rendement van ongeveer 55%.
1.4 Energieconsumptie
De wereldwijde primaire energieconsumptie wordt geschat op 16 TW.
Waar komt deze energie vandaan?
o 4/5 van onze energie is afkomstig van fossiele brandstoffen(olie, steenkool,gas)
o De verbranding van biomassa en afval zorgt voor 10% van onze
energiebevoorrdading.
o Kernenergie zorgt voor 5% van onze energiebehoeftes
o Waterkracht zorgt voor 2.3%
o Het aandeel van geothermische energie, windenergie , zonne- energie en
getijdenenergie is wereldwijd te verwaarlozen.
De verdeling van de primaire energie per sector :
o 31% gaat naar de transportsector, het haalt bijna al zijn energie uit olie.
o 30% van de primaire energie gaat naar de fabrieken.
o 26% van de primaire energie gaat naar residentieel gebruik.
De belangrijkste secundaire energiedager is elektriciteit, wereldwijd wordt er 2.3 TW
geproduceerd. Het primaire energieverbruik voor elektriciteitsopwekking is ongeveer 7.0TW.
7.0TW – 4.2TW( omzettingsverliezen) – 0.5 TW( transmissieverliezen) =2.3TW prim
De oorsprong van de gegenereerde elektriciteit:
o 42% steenkool
o 21% gas
o 14% kernenergie
o 16% waterkracht
o 5% olie
