bibfossiel

James Watt 1736- 1819

Met deze man is het allemaal begonnen. Hij was degene die de eerste stoommachine van Newcomben, zoals hiernaast afgebeeld, zodanig verbeterde dat deze bruikbaar werd.

Daarmee werd het tijdperk ingeluid van de industriële revolutie, waarbij de machine steeds meer taken van de mens uit handen ging nemen en hem ongekende welvaart bracht.

De eenheid van vermogen ‘WATT’ is aan zijn naam ontleend.

De stoommachine werkte nu wel wel, maar hoe, dat wist men toen nog niet.

Sadi Carnot

De Fransman Sadi Carnot was geïnteresseerd in het werk van James Watt en beschreef het proces voor het eerst. Uiteindelijk leidde dat tot de hoofdwetten (4) van de Thermodynamica :

1e hoofdwet : wet van behoud van energie ; energie gaat nooit verloren

2e Hoofdwet : warmte stroomt altijd van warm naar koud

Omzetten van warmte in mechanische arbeid

In een stoommachine , automotor of turbine wordt dus WARMTE OMGEZET IN MECHANISCHE ARBEID. De hete stoom of gas koelt daarbij af tot een minimum te behalen temperatuur. Carnot toonde aan dat bij dat proces MAXIMAAL 50-60 % VAN DE WARMTE KON WORDEN OMGEZET. Zie het lijstje hiernaast .

Voorbeeld

Een STEG elektriciteitscentrale van bijvoorbeeld 500 MW ( 500.000 KW ), zoals er in NL 26 staan opgesteld ( zie energieopwekking ), zet dus max. 58 % van de energie om in mechanische energie om de generator aan te drijven en 42 % in warmte.

Warmtenetwerk

In veel gevallen wordt die restwarmte afgevoerd via het koelwater. Daarom staan centrales meestal naast een rivier of open water . Indien de warmte wordt afgegeven aan een WARMTENETWERK kan het nuttig worden gebruikt, bijvoorbeeld voor het verwarmen van een woonwijk of kassen. In dat geval spreekt men van Warmtekracht Koppeling of WKK .

Fossiele brandstoffen

De brandstoffen die worden gebruikt om onze auto,s te laten rijden en centrales te laten draaien zijn kolen, gas, olie benzine, dieselolie en uranium. Behalve de laatste zijn dat fossiele brandstoffen die voornamelijk werden gevormd in het Carboon, zo,n 300 miljoen jaar geleden. alle energie die daarin zit opgeslagen is afkomstig van de zon.

Brandstoffen hebben een energie inhoud ( dichtheid) die wordt aangeduid in Megajoule of Kilowattuur. ( 1 KWh = 3,6 MJ ) zie het lijstje hiernaast.

Indruk van hoeveelheden

De veelbesproken kolencentrale die het Duitse RWE op dit moment bouwt in de Eemshaven heeft een vermogen van 1560 MW (1,56 miljoen Kilowatt ). Als deze centrale een heel jaar (8760 uur )zou draaien zou ze 13,6 miljard KWh aan elektriciteit genereren. Bij het rendement van de centrale, 46 %, zouden 3,66 miljard kg kolen moeten worden verstookt.

Datacenter

Een grote afnemer van stroom wordt buurman Google die daar het grootste datacenter van Europa heeft staan. Om de 100.000 servers te koelen is een continu vermogen van 12 MW nodig

Primaire Energie

Elektrische Energie in NL

De totale hoeveelheid elektrische energie die in NL in 2008 werd verbruikt bedroeg 100 miljard KWh.

Inclusief een gemiddeld omzettings- rendement van 45 %, kwam dat neer op 222 miljard KWh of 24 % van de totale hoeveelheid primaire energie die in dat jaar werd verbrand

Aandeel huishoudens

Er zijn in NL 7.031.460 woningen met een gemiddeld jaargebruik van 3600 KWh. (bron ECN)

Alle huishoudens samen verbruikten aan elektriciteit in 2008 dus : 7.031.460 *3600 = 25,3 miljard KWh.

De benodigde hoeveelheid primaire energie bedroeg - bij 45 % rendement van de centrale dus :

25,3/045 = 56,2 miljard KWh of 6 % ( van 925 miljard )

Het gasverbruik van een huishouden bedroeg 1625 m3 * 8,8 KWh/m3 ( zie energie inhoud hierboven ) = 14300 KWh/huishouden. Totaal 100 miljard KWh

Het totale energieverbruik voor huishoudens komt daarmee op 156 miljard KWh, ofwel 17 % van de primaire energie

Verdeling primaire energie verder

Het grootste gedeelte van de energie wordt verbruikt in de industrie (42%). Verder in de utiliteitsbouw(kantoren ) (15 %), transport (18 %) , bouw (3%) en landbouw (4%)

Zie de Grafiek hieronder