Uploaded by Prasant Djewan

Wind Energie

advertisement
Wind Energie
Prasant Djewan
InhoudsOpgave
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Inleiding
Wind Energie
Wind Turbine
Van Wind naar Electriciteit
Het principe van bernoulli
De werking van generator
De werking van transformator
Voor- en Nadelen
Kosten
Bronvermelding
Wind Energie
• Hoe ontstaat wind? De zon schijnt op de aarde. Verwarmt het
aardoppervlak en daardoor ontstaat warme lucht en warme lucht
stijgt op. Op de plek onder de warme lucht ontstaat een lage
luchtdruk gebied, er blijven minder deeltjes over.
• Naast deze gebied heb je gebieden met meerdere deeltjes (de hoge
luchtdruk gebieden), deze stromen dan naar de gebieden met
minder deeltjes.
• Door de temperatuurverschillen blijft de lucht voortdurend in
beweging.
Wat is de geschiedenis van wind?
• Ongeveer 5000 jaar geleden
ontdekte de mens dat je met een
klein bootje door er een zeil op te
doen van boomschors of van
dierenhuiden, het bootje te laten
voortbewegen.
• Meer dan 2000 jaar geleden
ontdekte de mens dat wind op het
land en op zee handig was.
• Ongeveer 200 voor Christus in
Perzië werden de eerste
windmolens gebruikt voor het
malen van graan.
Wind Turbine
Van wind naar electriciteit
De werking van de rotor
• De werking van de bladen van een rotor is
gebaseerd op de werking van een
vliegtuigvleugel.
• Een vliegtuig vliegt doordat de zwaartekracht
gecompenseerd wordt door een verticaal
omhoog gerichte kracht genaamd liftkracht.
• De rotorbladen of wieken hebben dan ook
een vergelijkbaar profiel met dat van een
vliegtuigvleugel.
•
De rotorbladen van een windmolen zijn
onder een hoek van 18 graden geplaatst ten
opzichte van wind.
• Deze hoek wordt
ook aanstroomhoek genoemd. Deze hoek is
de hoek die de middenlijn van een
dwarsdoorsnede van een vleugel maakt met
de windrichting.
De windrichting ten opzichte van het rotorblad
(rode pijl is de windrichting).
Het principe van Bernoulli.
• De natuurkundige Bernoulli beschreef in de 18 eeuw dat een toename in de
snelheid van een vloeistof of gas gepaard gaat met een verlaging van de druk in
die vloeistof of dat gas.
• Formules: De formules die een rol spelen bij het opwekken van kracht op de
rotorbladen zijn als volgt:
P=½.m.v2
Hierin is:
P - het vermogen in Nm/s of in watt
m - de massa van de lucht in kg
v - de snelheid van de lucht in m/s
De massa van de lucht door de rotor wordt als volgt beschreven:
m= ρ.A.v
Hierin is:
m - de massa van de lucht in kg
ρ - de dichtheid van de lucht in kg/m3 (=1,23)
A - het rotoroppervlak in m2 (2ϖr)
v - de snelheid van de lucht in m/s
Als we deze formules combineren krijgen we de volgende formule
voor het vermogen die de wind maximaal levert:
P=½.ρ.A.v3
• De formule voor de liftkracht van een vleugel, dus ook voor een
wiek van de windturbine, aangezien deze dezelfde vorm heeft, is de
volgende formule:
•
• Hierin is:FL - de liftkrachtV - de luchtsnelheid ten opzichte van de
wiekñ - de dichtheid van lucht (1,23 kg/m3)A - het oppervlak van de
wiek
CL - Liftcoëfficiënt.
De werking van een generator
• Inductie spanning ontstaat wanneer een geleider zich in een
magnetisch veld bevindt van wisselende sterkte, het magnetisch
veld verandert dus van sterkte.
• Door het wisselen van de sterkte van het magnetische veld, wordt
er een spanning over de geleider opgewekt, naarmate de sterkte
van het veld veranderd, veranderd ook de spanning over de
geleider.
• De opgewekte spanning is dus altijd een wisselspanning. Dit
verschijnsel is het bekend als “De wet van Faraday”.
De wet van Faraday:
• Als de door een spoel omvatte magnetische flux verandert, ontstaat
over de uiteinden van die spoel een spanning.
Hierin in N het aantal windingen van de spoel en
van de door de spoel omvatte flux
de verandering
De werking van een transformator
• Het doel van een transformator
is om een hoge spanning om te
zetten in een lage spanning of
omgekeerd.
Een transformator bestaat uit
een weekijzeren kern, waarom
2 spoelen met een verschillend
aantal wikkelingen gewikkeld
zijn. De spoelen worden de
primaire en secundaire spoel
genoemd
De wet van Lenz:
• De inductiestroom heeft een zodanige richting dat hij de oorzaak
van zijn ontstaan tegenwerkt.
• De verhouding van de spanning over de primaire spoel en de
spanning over de secundaire spoel is gelijk aan de verhouding van
het aantal windingen van de primaire spoel ten opzichte van de
secundaire spoel
In formule vorm:
Waarin:
U p = Spanning over de primaire spoel.
U s = Spanning over de secundaire spoel.
N p = Aantal windingen primaire spoel.
N s = Aantal windingen secundaire spoel.
Voor- en nadelen Windturbine
Voordelen
Nadelen
• Wind zal er altijd zijn en is dus
een duurzame energiebron.
• Bij de productie van
windenergie komen geen
broeikasgassen zoals CO2 vrij.
• Windenergie maakt ons minder
afhankelijk van
olieproducerende landen
• Windenergie is er niet altijd evenveel:
soms waait het hard, soms waait het
zacht. Het is dus minder betrouwbaar.
• Het maken van windturbines zelf is duur
en veroorzaakt CO2-uitstoot.
• Voor vogels en vleermuizen zijn
windturbines gevaarlijk. Zeedieren lijken
weinig last te hebben van windturbines
op zee.
• De windturbines veroorzaken
geluidsoverlast en volgens sommige
mensen verstoring van het landschap
(horizonvervuiling).
Wat zijn de kosten van een windturbine
• De kosten van een windturbine zijn ongeveer 1.500.000€ tot 2.500.000€, dit is
sterk afhankelijk van de hoogte van een turbine. Per meter kost de windmolen
bij benadering 25.000€. Een windturbine met een ashoogte van 60 m kost dus
60 x 25.000€ = 1.500.000€.
• Hoeveel huishoudens kan één windmolen van elektriciteit voorzien?
Wind energie is tot nu toe de meest winstgevende en schone manier van
energie productie. Een moderne windmolen produceert rond de 750 kW. Deze
windmolens produceren per jaar 1 tot 1,5 miljoen kWh.
• Dat is genoeg om 300 tot 500 huishoudens een jaar lang van duurzame energie
te voorzien.
• Het enige nadeel van een windmolen is: als er geen wind is wordt er geen
energie geproduceerd. Veel mensen, boeren, kopen een windmolen om in hun
energie behoefte te voorzien.
Bronvermelding
•
•
•
•
https://www.natuurkunde.nl/opdrachten/1775/windenergie-havo-1-2004-ii
https://www.energievergelijken.nl/nl/groene-energie/windenergie
https://www.energiegenie.nl/energie-en-bronnen/begrijp-energie/windenergie
https://www.google.com/search?biw=1366&bih=608&tbm=isch&sa=1&ei=rMPY
XKKUOsKu5wKL06u4CQ&q=windturbine+natuurlunde&oq=windturbine+natuurlu
nde&gs_l=img.3...11364.14234..14299...0.0..0.180.1723.0j11......1....1..gws-wizimg.......0j0i67j0i8i30j0i24.7G09ok8QOUI#imgrc=Sk3AzJtWLLo8bM:
• https://www.natuurkunde.nl/artikelen/3329/de-hoogste-dynamos-ter-wereld
• https://www.dgem.nl/nl/windenergie/windturbines-de-techniek
• http://members.home.nl/jangiesen68/de_theorie_achter_de_windturbine.html
Download
Random flashcards
fff

2 Cards Rick Jimenez

mij droom land

4 Cards Lisandro Kurasaki DLuffy

Rekenen

3 Cards Patricia van Oirschot

Create flashcards