Ecologie

Inleiding

E Probleem

Tot ver in 19de eeuw was hout de brandstof en een groot deel van water en breeze, aangeleverd door mensen, dieren. Tot vandaag is de steeds blijven we zeer sterk afhankelijk van fossiele en brandstoffen. P energieproductie and grondstoffen zorgt voor problemen met.

  • Fossiele en brandstoffen zijn beperkt voorradig. En terwijl de voorraad slinkt de steeds toe. P wereldbevolking groeit en het energieverbruik per stijgt. Volgen vooral economische problemen en problemen rond de veiligheid van de. IEA (International Energy Company) voorspelt dat het energieverbruik tussen 1995 en 2020 achieved 65PERCENT zal stijgen en daarnaast zal ook de CO2 (Koolstofdioxide)- uitstoot achieved 70% stijgen (als de huidige pattern aanhoudt).
  • Reststoffen uit de energiesector hebben een effect op het leefmilieu. Hierbij denken we aan:
  • het broeikaseffect veroorzaakt door o.a. koolstofdioxide;
  • Gassen als koolstofmonoxide, stikstofoxides,... ;
  • verzurende gassen; stikstofoxides, zwaveldioxide,...;
  • Transportation, verwerking en berging van nucleair materiaal.

Oplossing

Om deze problemen niet tot that is wereldomvattende onbeheersbare omvang laten uitgroeien, er zeer that is moet dringend aan oplossingen gewerkt worden. Energiebehoeften en energieopwekking op een duurzame op vergt een dubbele aanpak, elkaar afstemmen.

  • REG energieverbruik, dat wil zeggen spaarzaam omgaan met with zonder comfortverlies that is energie. Vaak rendabele maatregelen onvoldoende gekend of de zeer lage energieprijs talkrijke mogelijkheden onaantrekkelijk.
  • Industrie of transportation, energie: zon water en biomassa kunnen ook in ons property aangewend worden om energie op te wekken voor het huishouden.

Troeven van hernieuwbare energie

Ontwikkeling wil aan de behoeften van vandaag voldoen, zonder die van de toekomst in het gedrang te brengen. Energie is daar een onderdeel van. Er zijn behalve positieve effecten voor het milieu nog meer voordelen:

  • Meeste technieken voor energie zijn milieuvriendelijk en duurzaam. Ze zijn vrijwel onuitputtelijk, vragen relatief weinig voor fabricage en onderhoud, en zijn zuinig in het gebruik van grondstoffen. Hun hele levenscyclus, - van bouw over gebruik tot afbraak - veroorzaken zij een zeer lage uitstoot van schadelijk stoffen.
  • diversificatie van energievoorziening. Een systeem dat zich te eenzijdig richt op slechts enkele energiebronnen die zijn in een klein deel van de kan tot spanningen leiden.
  • werkgelegenheid. Reports tonen aan dat hernieuwbare energie een positief effect heeft op de werkgelegenheid. Vlaanderen heeft zeer exportkansen, maar dan moet ook thuismarkt worden ontwikkeld.

1. Passieve zonne-energie

Dagelijks is im immediate durante diffuus licht beschikbaar van zon. Het benutten van dit licht ten behoeve van energievoorziening noemt men zonne- . Zonne -energie kan guys onderverdelen in passieve en zonne-energie. Bij actieve zonne- er gebruik gemaakt van een apparaat  om de beschikbare om te zetten in warmte of elektriciteit. Dit gebeurt door bijvoorbeeld gebruik te maken van een zonnecollector of zonnecel. Technieken worden in hoofdstuk 2 verder besproken. Bij passieve zonne- maakt guys gebruik van de beschikbare zonnestralingen that is immediate. Zo tracht males gewenste binnentemperatuur van een met with deze techniek. Merk op dat het convenience gedurende het hele jaar van belang is. Om oververhitting in de zomer maanden te voorkomen men ook aandacht aan te besteden that is hier. [Toegepaste Energietechniek deel 2, 2009]

1.1 Energieverbruik

Gebouwen verbruiken ongeveer 40 percentage van de energie. .Als voorbeeld bekijkt men een eengezinswoning en zijn energieverbruik.

(figuur nog in te voegen) [Toegepaste Energietechniek deel 2, 2009]

Om het energieverbruik laten afnemen tracht males p warmteverliezen te beperken en p warmtewinst te optimaliseren. Dit door de juist ori ntatie isolatie en een aangepast ventilatiesysteem. Zonne -energie is nagenoeg gratis en door de overheid that is gesimuleerd.

2Actieve zonne-energie

2.1 Thermische zonne-energie

Onder thermische benutting van zonne-energie verstaat males toepassingen die zonne- direct omzetten in warmte met method een vloeistof of gasoline dat fungeert als energiedrager that is een. Deze systemen worden overwegend gebruikt voor comfortable - .

2.2 Zonneboiler systeem

Er zijn varied kinds zonneboilers beschikbaar, in het kort werken ze als volgt: zonne-energie wordt met behulp van een zonnecollector opgevangen, een vloeistof die door p collector (1) stroomt wordt opgewarmd. P vloeistof transporteert de warmte tot in een voorraadvat (2) met behulp van een circulatiepomp (3). Wanneer de geleverde warmte niet voldoet zal men gebruik moeten maken van naverwarming (5). Een geautomatiseerd regelingsysteem (4) zal zorgen voor een goede synergie tussen de verschillende onderdelen.

P hoofdbestanddelen van een traditionele zonneboiler zijn:

2.3 Zonnecollector

Een zonnecollector heeft als doel zonstraling om te zetten in warmte. Deze warmte overgedragen op het transportmedium.

Er zijn verschillende typen zonnecollectoren. Hier volgen de meest voorkomende:

  • vlakke plaat zonnecollectoren;
  • vacuümzonnecollectoren;

In onderstaande Figuur 2 staat een standaard vlakke plaat collector. In een omkasting, een absorber durante isolatiemateriaal en dit alles in deze komt men de van buiten naar tegen: een lichtdoorlatende afdekplaat.

P vac umzonnecollector bestaat uit een aantal naast elkaar uuml & glazen vacu;m getrokken buizen. In buizen pimple en absorber, verbonden met een zogenaamde heatpipe. P heatpipe is een gesloten buis. Onderaan in p heatpipe is het method vloeibaar durante bovenaan. Door de warmte die door de zon wordt zal het method verdampen that is bezorgd. Condenseren is damped by bovenaan in de gaat. P condensatie ontstaat door de aanwezigheid van een signal met een koelvloeistof. De warmte van de damp zo doorgegeven aan het koelmedium in het tweede signal. Het rendement is hier hoger en de warmteverliezen kleiner. Dit komt doordat de van de Deze collector is  prijziger john de vlakke plaat, maar het hogere rendement kan dit compenseren that is gassen.

2.3.1 Energiebijdrage

In simulatie achieved "polysun", kijkt males naar een gezin van 6 personen met een verbruik van 300 liter warmwater per dag. Het is alleenstaand huis - W /E/m². Dit komt overeen met een huis.

Uit simulatie, bij een collectoroppervlak van 14m², kan guys besluiten dat im bespaart kan worden op het gasverbruik that is 30PERCENT. Op "energiesparen.be" men nu een snel beeld van de beschikbare premies per stad. De installatie kost 9540 pound. Het totale bedrag van tegemoetkomingen bedraagt 5320 pound voor een huis gebouwd voor 2005 durante gelegen. Dit komt neer op een investering van 4420 pound. Rekening houdende met with de gasprijzen bedraagt de 7 jaar.



2.4 Elektrische zonne-energie

2.4.1 fotovoltaïsche energie

2.4.1.1 Inleiding

De geschiedenis van de begint in 1839 toen Antoine- . Ongeveer ontwierp Charles Fritts eerste echte zonnecel. In 1941 vond Russel Ohl (VS) de silicium zonnecel uit en in 1955 hadden deze Si-cellen een rendement van ongeveer 6%. Zijn zonnecellen ontworpen met een rendement van meer dan 30%. Achieved geconcentreerd licht is het mogelijk om tot nog hogere rendementen te komen, maar dan is grootschalig gebruik veel te duur. Zijn er tal van andere soorten zonnecellen ontwikkeld gaat naar beneden, en de kostprijs, die tot nu foot hoog was.

2.4.1.2 Algemeen

2.4.1.3 Werking en opbouw

De meeste zonnecellen, zo'n driekwart deel van het worden gemaakt van kristallijn silicium. Daarnaast wordt ook amorf silicium als foundation materiaal gebruikt terwijl slechts circa gemaakt wordt van. Bij zuiver eenkristallijn silicium is er bij kamertemperatuur een zeer geringe elektrische. Dit wordt veroorzaakt door het feit dat de 4 elektronen per atoom, buitenste elektronen van de siliciumatomen, behoorlijk great zitten in het kristalrooster bestaan in sterke bindingen die siliciumatomen. Door het aanbrengen van bepaalde verontreinigingen kan het silicium veel beter gaan geleiden. Bij toevoeging van vijfwaardige atomen, bijvoorbeeld fosfor, spreekt men van n type silicium (zie figuur 2a). Bij het inbrengen van driewaardige atomen, bijvoorbeeld boor, hebben we zogehete G-kind silicium (zie figuur 2b). N type silicium alle vrije elektronen altijd nog een zeer geringe concentratie gaten. G-kind silicium bevat naast alle vrije gaten nog een geringe concentratie elektronen.

a)

b)

In figuur 4 staan de fysische processen aangegeven waarop de werking van een zonnecel berust. De werking van de silicium zonnecel is als volgt te begrijpen.

  • Valt op zonnecel durante daarin doorway that is dringt.
  • Fotonen worden geabsorbeerd en alleen de fotonen een energie genereren een elektrongat-paar.
  • Als het elektrongat-paar vlak in de buurt van G/D-overgang ontstaat, zal het elektron van het gat escheiden worden door het sterke elektrische dat in delaware G/D- aanwezig is. Het elektron 'glijdt' van de potentiaalberg af en dus naar de D-laag foot. Het gat gaat naar de G-laag. Naarmate elektronengat-paren dieper dus in delaware G, in de cel -kind halfgeleider worden D- komen. Daarvan recombineren immers onderweg. Hoe verder weg gegenereerd, des te minder elektronen kunnen uiteindelijk hun bestemming, N-type that is het gebied.
  • Via het rooster worden de elektronen verzameld en kunnen en de gehele stroomkring, via een verbinding, uiteindelijk achtercontact bereiken. P stroomkring is gesloten.

2.4.1.4 Verschillende typen zonnecellen

Er zijn inmiddels allerlei soorten zonnecellen, maar ze zijn nog lang niet uitontwikkeld.

Monokristallijne cellen

             



In het start werden p monokristallijne ontwikkeld voor toepassingen in de deze worden in praktijk veruit het toegepast, ruimtevaart. Voor de van monokristallijne siliciumcellen wordt zeer zuiver gebruikt that is fabricatie: uit een siliciumsmelt worden staven getrokken die eacute & uit;d groot (een) bestaan. Worden aansluitend in schijven gezaagd. Productiewijze garandeert relatief hoge celrendementen, maar zegt nog niets over euml & p effici . P rendementen van dein massaproductie gemaakte cellen is nu 14 à 15%. Hoewel de productiekosten beer zijn dan zo'n 10 jaar geleden, blijft deze cel vrij duur. P polykristallijne siliciumcellen en p amorfe siliciumcellen zijn aanmerkelijk goedkoper.

Polykristallijne cellen

             



De vervaardiging van polykristallijne cellen is voordeliger. Hierbij wordt vloeibaar silicium in blokken gegoten, die daarna in worden. Bij de stolling van het materiaal vormen zich kristalstructuren van verschillende waarbij aan grensvlakten defecten optreden. Door deze kristaldefecten is het rendement van beer that is zonnecel. Maar anders dan bij monokristallijn kunnen van polykristallen that is materiaal rechthoekige gemaakt worden. Dit geeft een betere vaak weer goedgemaakt.

Amorf-siliciumcellen



Amorf zonnepanelen zijn het maar hebben het laagste rendement. We spreken van amorf als er op glas of een ander substraatmateriaal een fotovoltaïsche actieve laag afgezet. Dit wordt ook dunnelaagcellen genoemd. P laagdiktes bedragen minder dan 1 µm (ter vergelijking: dikte van een menselijk haar is 50-100 µm). Door de materiaalkosten zijn de productiekosten al that are geringere beer. Ligt het rendement bij deze panelen nog ver onder dat van de kristallijne soorten.

Koper-indiumdiselenide- en cadmiumtelluride-cellen

             



P Koper-indiumdiselenide- cadmiumtelluride -cellen zijn dunne-filmzonnecellen in ontwikkeling zijn die sterk. Im vind inmiddels productie op pilotschaal plaats, p rendementen zijn daarbij 8 à 9%. Males verwacht dat rendementen van 10 tot 12 PERCENT op industriële schaal over een aantal jaren haalbaar zullen zijn. Daarmee zouden de cellen concurrerend worden voor de huidige amorf-siliciumcellen.

Organisch materiaal

             



P zonnecellen op basis van organisch bevinden zich nog maar, in een vroegere ontwikkelingsfase de ontwikkelingen zijn. De kosten zijn laag, maar de rendementen thans nog beneden 10%.

2.4.1.5 Milieueffecten durante veiligheidsaspecten van zonne-energie

a. Sun systemen

Deze positieve effect van zonne-energie is onder meer te meten aan de van broeikasgassen. E& eacute meter aan zonnepanelen compenseert gedurende zijn levensduur een uitstoot van 684 kilo CO2 (Gebaseerd op 227 gary CO2 per kWh. Dit is p CO2-uitstoot per eenheid energie geproduceerd door Electrabel in België). Dat komt overeen met een CO2-uitstoot van een car die 4.600 km aflegt (150 h CO2-uitstoot per km).

Sun modules geen bewegende onderdelen, in opzicht zijn deze dus. Bovendien is in tegenstelling tot windturbines ook geen geluidshinder. Maar bij PV modules is im, zoals gevaar voor een elektrische schok of elektrocutie, alle elektrische apparaten. Maar als het systeem geïnstalleerd that is goed is, is er geen groter gevaar dan bij andere vergelijkbare elektrische installaties.

Een ander besproken element that is veel is visuele effect van. Op daken zijn meestal zichtbaar voor de omgeving en ze kunnen onaantrekkelijk zijn voor de buren. Bedrijven hebben daarom zonnepanelen ontworpen that is sommige die zijn in p dakpannen van een huis zodat deze niet te zeer opvallen.

W. Sun productie

In de La Times is een artikel geschreven dat zegt dat zonnepanelen mogelijk kwaadaardiger zijn dan dat men. Elektriciteit opwekken achieved zonne-energie is waarschijnlijk veel milieuvriendelijker dan het ontginnen van steenkool of afkomstig is uit de caris op weg, maar dat neemt niet weg dat elektriciteit opwekken - zijn eigen kant heeft.

Bij het vervaardigen van zonnecellen worden grote hoeveelheden fossiele brandstoffen gebruikt zowel in het productieproces als in het transportation. En zoals vele andere elektronica that is net is bij productie van zware metalen zoals that is veel kwik en chroom. Het verwijderen van deze metalen is niet van zelfsprekend en zijn eigen problemen met with mee. Bovendien omvat de van zonnepanelen ook stoffen zoals PVC en lijmen.

Hoe kunnen?

Als euml & we naar Azi;, een van de wereldleiders op het gebied van zonne- toepassingen .

P elektronica-industrie heeft in 2005, 2,6 miljoen ton afval geproduceerd, het merendeel daarvan werd gedumpt op stortplaatsen of verbrand in verbrandingsovens of verscheept naar ontwikkelingslanden voor verwijdering. Dit betekend dat het in het grondwater terecht is gekomen, dat het de vervuilt of dat het rechtstreeks heeft getroffen tijdens de demontage.

Milieuactivisten zeggen dat het maken van de panelen slechts het begin is. P planning nu beginnen over wat te doen met de miljoenen van deze segments that were zware die zullen verslijten in 20 tot 25 jaar of vervangen door betere technologie.

2.4.2 CSP (staat voor focused solar power)

2.4.3 Parabolische trog

2.4.4 Zonnetoren

2.4.5 Dish Stirling parabolische schotel

2.4.6 Zonneschoorsteen

3

Nieuwe ontwikkelingen

3.1.1 Kunststof zonnepanelen

P ingenieurs van de van Princeton hebben een nieuwe techniek ontworpen dat maakt dat kunststoffen elektrisch kunnen geleiden. Deze techniek kan de van zonnepanelen drastisch verminderen. Ze kunnen indiumtinoxide (ITO) vervangen, een duur geleidend materiaal dat momenteel vaak in zonnepanelen wordt gebruikt.

De ontwikkelaars erin kunststoffen te produceren that is zijn die zijn, kneedbaar die geleidbaar zijn that is elektrisch. Ze hebben de deur geopend naar een ruimer gebruik van materialen in een breed scala van apparaten.

Dat kunststoffen konden geleiden wist males al langer, maar als guys deze gaat verwerken gaat de geleidbaarheid achteruit. De wetenschappers ontdekten dat bij de verwerking van kunststoffen structuur van de polymeren "celebrity" wordt en daardoor minder gaan geleiden. Hierop is achteraf een techniek ontworpen om de structuur te "ontspannen". Na de verwerking ondergingen producten een behandeling met with zuur. Deze manier hebben ze een kunststof transistor vervaardigd. P elektroden van de transistor zijn gemaakt door kunststof op het oppervlak te printen. Doorway kunststof te fabriceren that is zonnecellen met behulp van druktechnieken ITO te vervangen als geleidend te vervangen door kunststof, kunnen de kosten van zonnepalen aanzienlijk dalen de onderzoekers van Princeton.

De wetenschappers verwachten dat kunststoffen ook kunnen gebruikt worden ter vervanging van metalen in dure apparaten, zoals schermen. Ook zien ze in biomedische field een toepassing: een indicator that is bijvoorbeeld die euml & van geel naar groen als een pati . Technieken bevinden zich nog in p daadwerkelijk zal kunnen gebruiken that is ontwikkelingsfase en er dient nog veel onderzoek te gebeuren vooraleer males, maar ondertussen heeft kunststoffabrikant Sabic in Bergen op Move al laten weten dat het van strategy is voor zonnepanelen te ontwikkelen that is kunststof. Het is duidelijk dat kunststofpanelen en kunststoftoepassingen er veelbelovend uitzien voor toekomst.

3.1.2 Task LEAVE ENERGY

Besluit

Zonne-energie is onuitputtelijk en gratis. Momenteel wordt er onbewust al gebruik gemaakt van passieve zonne-energie. Door een kleine inspanning met betrekking tot het ontwerp.

Het voordeel van actieve zonne-energie is al. Dit vooral in landen. In minder landen ligt het economische voordeel beer maar door de nieuwe ontwikkelingen en de vervuiling van het milieu worden deze technieken toch sterk aangeraden. P mentaliteit van de individu speelt hier een grote rol.

Bronnen

Boeken: