Elektriciteit is genoemd naar elektron, het Griekse woord voor barnsteen. Statische elektriciteit kan namelijk worden opgewekt door met een wollen lap over een stuk barnsteen te wrijven. Een oude puristische benaming voor elektriciteit is dan ook barnsteenkracht[1]of barnkracht.
Elektriciteit heeft zeer veel technische toepassingen. In de elektrotechniek wordt de elektriciteitsleer dan ook tot de uiterste grenzen verkend en verder ontwikkeld. In tegenstelling tot veel andere natuurkundige verschijnselen zijn veel van de verschijnselen die met elektriciteit te maken hebben, uiterst nauwkeurig te meten en vooraf te berekenen.
Net als vuur is elektriciteit een natuurlijk verschijnsel. Het bekendst is het optreden van bliksem, die ontstaat door eenpotentiaalverschil in de atmosfeer. Sommige vissen, zoals de sidderaal, zijn ook in staat elektriciteit op te wekken. Daarnaast werkt het dierlijke en menselijke zenuwstelsel met elektrische signalen.
Enkele oude culturen rond de Middellandse Zee hadden al enige kennis van statische elektriciteit. Ze wreven met barnsteenstaven over een vacht en trokken met de staven lichte voorwerpen, zoals een veer aan. Rond 600 v.Chr. maakte Thales van Milete enkele opmerkingen over statische elektriciteit. Hij was ervan overtuigd dat barnsteen, in tegenstelling tot andere mineralen (zoals magnetiet), magnetisch werd door wrijving.
Franklin'svliegerexperiment tijdens een onweersbui
In 1600 publiceerde de Engelse arts William Gilbert een uitgebreide studie over elektriciteit en magnetisme. Hij onderscheidde het natuurlijk magnetisch effect van dat van statische elektriciteit opgewekt door over barnsteen te wrijven. Otto von Guericke, Robert Boyle, Stephen Gray en Charles du Fay werkten en onderzochten elektriciteit verder. In de 18e eeuw deed Benjamin Franklin uitgebreid onderzoek naar elektriciteit. In 1752 voerde hij zijn bekende experiment met de vlieger uit, waarmee hij bewees dat bliksem een vorm van elektriciteit is.
In 1791 publiceerde Luigi Galvani zijn ontdekking van dierlijke elektriciteit, waaruit bleek dat zenuwcellen elektriciteit gebruiken om signalen door te geven aan onze spieren. Alessandro Volta's batterij, de Zuil van Volta, gaf de wetenschappers een meer betrouwbare energiebron in vergelijking met de elektriseermachines die ze eerder gebruikten. In 1820 ontdekte Hans Christian Ørsted het verband tussen elektriciteit en magnetisme. Hij demonstreerde hoe een geleider waardoor een elektrische stroom loopt, in staat is een kompasnaald te beïnvloeden.André-Marie Ampère hoorde van Ørsteds ontdekking en herhaalde het experiment onder gecontroleerde omstandigheden. Nog geen week later had hij de wet gevonden die bepaalt hoe, en in welke richting de naald wordt beïnvloed.
Aan het einde van de 19e eeuw zou de grootste vooruitgang geboekt worden. Dankzij Thomas Edison, Nikola Tesla, Werner von Siemens,Alexander Graham Bell en Lord Kelvin werd elektriciteit essentieel in de moderne samenleving. Mede dankzij hun bijdragen ontstond er eind 19e eeuw een tweede industriële revolutie. In de 20e eeuw slaagde men erin de dragers van elektrische lading, het elektron en het proton, te identificeren als bestanddelen van het atoom.
De kleinst mogelijke elektrische lading wordt gevormd door twee zogenaamde elementaire deeltjes, het proton (dat positief genoemd wordt) en het elektron (datnegatief genoemd wordt). Andere geladen deeltjes zijn bijvoorbeeld ionen.
In het algemeen brengt lading op een voorwerp dit voorwerp op een zekere elektrische potentiaal. Statische elektriciteit bestaat uit ladingen die zich niet verplaatsen.
Als twee voorwerpen een verschillende potentiaal hebben (er is een elektrisch potentiaalverschil), en ze worden door een geleider verbonden, loopt er eenelektrische stroom van het voorwerp met de hogere potentiaal naar dat met de lagere potentiaal. Dit kan echter in werkelijkheid ook betekenen dat negatieve lading zich in de tegengestelde richting beweegt.
Stroom kan gelijkstroom (DC) zijn, maar ook wisselstroom (AC). In beide gevallen gaat het om de richting waarin de elektriciteit stroomt. Gelijkstroom wordt onder andere gebruikt in auto's en schepen, terwijl thuis wisselstroom uit het elektriciteitsnet komt.
Met behulp van elektrische stroom kunnen elektriciteitsleveranciers huishoudens van elektrische energie voorzien. Wat geleverd wordt, is niet elektrische lading (want ieder voorwerp heeft al lading), maar het potentiaalverschil (elektrische spanning) dat in stand gehouden wordt tussen twee polen van een stopcontact, zodat op elk gewenst moment een stroom van elektrische lading door een apparaat kan lopen. In de volksmond is dit vaak afgekort tot "stroom", en dit spraakgebruik is zelfs door elektriciteitsleveranciers overgenomen. Zo wordt gesproken van "groene stroom". Het woord stroom wordt daardoor bij gebruikers wel opgevat in de zin van "elektriciteit".
Er is ook een potentiaalverschil tussen de pool van een stopcontact waarop de zogenaamde fase staat en de aarde.
In de atmosfeer kan een potentiaalverschil ontstaan tussen het aardoppervlak en een wolkenmassa. Wanneer de spanning zo groot wordt dat lucht wordt geïoniseerd, ontstaat er een ontlading in de vorm van bliksem.
Als elektriciteit door het lichaam stroomt heeft het daarop een effect. Bij de tabel moet opgemerkt worden dat frequentie maar zeker ook de tijd (in seconden ofmilliseconden) bepalend zijn voor de gevolgen.
Stroomsterkte
Invloed op het menselijk lichaam
Uithoudingstijd
0,5 mA
voelbaar, schrikeffect
onbepaald
1 mA
goed voelbaar
onbepaald
2 mA
begin van kramp
onbepaald
5 mA
sterke kramp
onbepaald
10 mA
loslaten kost veel moeite
onbepaald
15 mA
loslaten is niet mogelijk en pijnlijke kramp
15 seconde
20 mA
+ hevige pijn
<15 seconde
30 mA
ondraaglijke pijn
1 seconde
40 mA
bewusteloosheid, levensgevaar
0,2 seconde
40 - 200 mA: Het hart stopt met werken, de bloedsomloop valt stil, levensgevaarlijk.
200 mA - 1 Ampère: brandwonden in weefsels, spieren en zenuwen.
>1 Ampère: Vergiftiging van de nieren.
Elektriciteit opwekken met een kerncentrale heeft voor en nadelen. We zetten de belangrijkste op een rijtje.
Voordelen:
Een kerncentrale stoot geen broeikasgassen uit Als een kerncentrale elektriciteit produceert, zijn er nauwelijks emissies. Afgezien van kleine hoeveelheden edelgassen zoals xenon en tritium stoot een kerncentrale niets uit, dus ook geen probleemgassen zoals CO2, SO2 of NOx. Kernenergie is dus een schone manier om elektriciteit op te wekken.
Een kerncentrale produceert veel elektriciteit met maar weinig brandstof Een klein beetje uranium levert heel veel elektriciteit op. Een tabletje splijtstof bevat genoeg energie om een gezin een jaar lang van elektriciteit te voorzien. In de reactor van de kerncentrale zitten ruim zes miljoen tabletten! Uranium is volop in de aardkost aanwezig.
Een kerncentrale gaat lang mee Een kerncentrale is weliswaar duur om te bouwen, maar hij gaat lang mee. Tot wel zestig jaar. Bovendien is de brandstof uranium erg goedkoop. Je kunt een investering dus uitsmeren over een lange productietijd, terwijl de variabele brandstofkosten geen groot onderdeel zijn van de kostprijs.
Kernenergie is betrouwbaar Een kerncentrale is een betrouwbaar en zeker productiemiddel. Het productieproces is erg voorspelbaar en stabiel. Dat betekent dat de leveringszekerheid van een kerncentrale erg groot is. De beschikbaarheid van een kerncentrale is hoog, hij draait vaak onafgebroken vollast en is dus op de vrije markt een gewilde leverancier van MegaWatts.
Kernenergie is veilig Een kerncentrale is een veilig productiemiddel. Het klinkt misschien paradoxaal, maar juist omdat de gevolgen van een kernongeluk zo groot kunnen zijn, is er permanent veel aandacht voor de veiligheid. Dat begint al bij het ontwerp van een kerncentrale dat helemaal in het teken staat van een veilig proces. Verder zijn er allerlei waarborgen die ervoor zorgen dat er geen ongelukken ontstaan of als ze ontstaan: ze in de hand kunnen worden gehouden. Er zijn tal van extra veiligheidssystemen en er is onafhankelijk toezicht op de exploitatie van de kerncentrale. Van de reactorongelukken die er geweest zijn (waarvan Fukushima in 2011 één van de ergste was) wordt internationaal veel geleerd. Kennis en ervaring worden internationaal gedeeld waarna kerncentrales volgens laatste inzichten worden verbeterd.
Kernenergie levert weinig afval op Wat de één een nadeel vindt, noemt de ander een voordeel: het kernafval. Feitelijk gaat het om vrij weinig afval, enkele kubieke meters hoogradioactief afval per jaar in Borssele. Technisch is dit afval bijzonder goed hanteerbaar. Er zijn allerlei voorzieningen in Europa aanwezig om dit afval te bewerken en te conditioneren. Omdat het zo weinig is, kan het gemakkelijk centraal worden verzameld en beheerd (COVRA, Vlissingen). Hoe je het verder wendt of keert: het moet natuurlijk wel heel lang buiten het milieu worden gehouden. Het is technisch mogelijk om het voor duizenden jaren te isoleren uit het milieu.
Nadelen:
Een ongeluk kan grote gevolgen hebben De gevolgen van een kernongeluk kunnen groot zijn. Niemand zal ontkennen dat de gevolgen van de twee belangrijkste kernongelukken (Tsjernobyl 1986; Fukushima 2011) groot zijn voor de wijde omgeving. Net als voor heel veel industriële activiteiten moeten voordelen dus worden afgewogen tegen de nadelen. Dat betekent dat soms moet worden besloten om af te zien van kernenergie, bijvoorbeeld als we vinden dat een centrale niet langer veilig is en deze moet worden gesloten. In andere gevallen kunnen voordelen van kernenergie opwegen tegen de nadelen, bijvoorbeeld als andere brandstoffen schaars zijn en duurzame bronnen nog onvoldoende opleveren. Wat de keuze ook is: de kans op een nucleair ongeluk moet zo klein mogelijk worden gemaakt. Daarnaast moeten er voorzorgsmaatregelen genomen worden dat als er onverhoopt een nucleair incident plaatsvindt, de gevolgen kunnen worden beheerst.
Radioactief afval Kernenergie levert in ons land een kleine hoeveelheid radioactief afval op waar we weinig mee kunnen. Dit is beslist een nadeel. Sommige radioactieve reststoffen blijven duizenden jaren stralen. Vooralsnog is het beleid om deze stoffen langdurig buiten het milieu te houden. In Nederland doet de COVRA dat voor een interim periode van 100 jaar. Daarna is de overheid van plan radioactief afval op te slaan in geologisch stabiele aardlagen. Dit gebeurt terugneembaar: mochten inzichten veranderen, dan kan het worden teruggehaald. Het nadeel kan deels worden opgeheven door de levensduur van het nucleair afval te bekorten. Dat kan door het afval opnieuw in een reactor te doen, het verandert dan in korter levende radioactieve afvalstoffen. Dit gebeurt nu op laboratoriumschaal, er zijn plannen om kerncentrales te maken die geschikt zijn voor deze techniek.
Uraniumwinning en verwerking zorgt voor milieubelasting Net als andere ertswinning en -verwerking, levert uraniummijnbouw milieubelasting op. Er is de laatste decennia veel aandacht voor milieubelasting en arbeidsomstandigheden, er gelden strenge regels en wetten. De Nederlandse nucleaire sector vindt het belangrijk dat deze worden nageleefd en dat daarop onafhankelijk (overheids-)toezicht is. Door deze ketenverantwoordelijkheid wordt er goed gekeken naar de herkomst van uranium en de wijze waarop de grondstoffen worden verwerkt en behandeld. Ook de reststoffen die deze industriële activiteiten opleveren, worden zorgvuldig behandeld. Mijnbouwreststoffen worden zorgvuldig verwerkt in het landschap, uraniumreststoffen krijgen een specifieke bestemming of worden als radioactief afval behandeld en opgeslagen. Er is dus wat betreft milieubelasting weinig verschil met andere vergelijkbare industriële activiteiten.
Kernenergie is nooit honderd procent veilig Het klopt dat een kerncentrale nooit honderd procent veilig zal zijn. Dat geldt overigens voor het hele leven op aarde. In ons land geldt dat bijvoorbeeld in het bijzonder voor wonen onder zeeniveau achter de deltawerken: niet honderd procent veilig. Of algemeen voor: vliegreizen, tanktransporten, de gezondheidszorg of (chemische) industrie. Honderd procent veilig bestaat niet. In Nederland hebben we afgesproken dat deze activiteiten veilig zijn, mits aan voorwaarden is voldaan. Daarop houdt de overheid toezicht en bij een onveilige situatie wordt er ingegrepen met wettelijke middelen. Ook bij kernenergie hebben we als maatschappij vastgesteld aan welke voorwaarden moet zijn voldaan om een kerncentrale te mogen exploiteren. Dat is geregeld in de kernenergiewet die democratisch tot stand is gekomen. De op basis hiervan verleende kernenergiewetvergunning beschrijft aan welke voorwaarden een kerncentrale moet voldoen om in bedrijf te mogen. Als inzichten veranderen, dan worden de wet en/of de vergunning daarop aangepast.
Het biologische begrip biomassa slaat op de totale massa (het boven- en ondergronds vers- of het drooggewicht) vanorganismen in ecosystemen. Hieronder valt zowel plantaardig als dierlijk materiaal. De biomassa is relatief het kleinst in arctische gebieden en in woestijnen, en het grootst in de tropen. Naarmate het milieu minder gestoord is en het klimaat minder extreem is, is de biomassa van de ecosystemen groter.
In de 'Europese richtlijn betreffende de bevordering van elektriciteitsopwekking uit hernieuwbare energiebronnen op de interne elektriciteitsmarkt' (Richtlijn 2001/77/EG) wordt de volgende definitie voor biomassa gehanteerd:
"De biologisch afbreekbare fractie van producten, afvalstoffen en residuen van de landbouw (met inbegrip van plantaardige en dierlijke stoffen), de bosbouw en aanverwante bedrijfstakken, alsmede de biologisch afbreekbare fractie van industrieel en huishoudelijk afval."
Dood plantenmateriaal kan als biomassa verbrand worden.
Biomassa in de vorm van brandhout wordt over de hele wereld en vooral in ontwikkelingslanden gebruikt om vuur te maken waarop bijvoorbeeld gekookt kan worden. In sommige landen, zoals de landen van de Sahel is dit een probleem omdat het kappen van hout leidt tot verwoestijning.
In Nederland wordt het op kleine schaal toegepast in de opwekking van groene stroom. In Cuijk staat een kleine centrale waar houtsnippers verbrand worden.
Ook wordt in afvalverbrandingsinstallaties niet gescheiden ingezameld papier verbrand. gft-afval, dat als een vorm van natte biomassa beschouwd mag worden heeft bij verbranding een slecht energierendement.
Verschillende Nederlandse elektriciteitscentrales voegen een deel biomassa toe in hun brandstof (meestal kolen). Daardoor mogen ze een deel van hun stroom als groene stroom verkopen. Dit bijmengen staat ter discussie, omdat de centrales de biomassa invoeren vanuit tropische landen. Daar wordt de lokale ecologie ontwricht door de productie van deze biomassa. Zo worden er grote stukken oerwoud gekapt voor palmolieplantages. Er zijn enkele kleine centrales die alleen op biomassa gestookt worden. Dit is altijd lokaal gewonnen biomassa.
Bij het voormalige ministerie van VROM werd vanaf 2007 aan een toetsingskader voor duurzame biobrandstoffen gewerkt.
Zie biobrandstof voor het hoofdartikel over dit onderwerp.
Er wordt wel gesproken van biobrandstof van de tweede of derde generatie. Dat komt door de problemen die biobrandstof van de eerste generatie oplevert, zoals schade aan het oerwoud, lokaal verlies aan biodiversiteit, of zeer omvangrijk grondgebruik en waterverbruik. 1 kg droge stof vergt gemiddeld 2000 tot 5000 liter water. De nieuwe veerboot naar Texel moest op biodiesel varen. Om dat lokaal te produceren zou het halve eiland Texel altijd koolzaadakker moeten worden.
Eerste generatie: hout, suikerriet, mais, palmolie, koolzaadolie, rechtstreeks uit gewas afgeleide biomassa
Tweede generatie: geraffineerde biodiesel of alcohol, met een chemisch proces uit biomassa geproduceerde stoffen, gebruikt frituurvet, dierlijk vet
Derde generatie: biomassa die door speciaal geprepareerde organismen wordt voortgebracht, zoals algen die voor meer dan 30% uit olie kunnen bestaan.
Alhoewel algen volgens velen (een deel van) de oplossing kunnen zijn voor de wereldwijde vraag naar biomassa en energie, is er nog jaren onderzoek nodig om algen rendabel en duurzaam te telen op grote schaal. Doorgaans worden algen als bron voor biobrandstof niet op de markt verwacht voor 2020.
Bij de verbranding van biomassa komen verschillende schadelijke stoffen vrij: stikstofoxiden, vluchtige organische stoffen, fijnstof, koolmonoxide, polycyclische aromatische koolwaterstoffen, zware metalen, dioxines...[1] Voor miljarden mensen stelt biomassarook in huis een enorm gezondheidsprobleem.[2] Maar ook moderne hout- en pelletkachels stoten op al deze punten een pak meer uit dan aardgasketels. In de EU is verwarming met biomassa voor meer dan 40% van het totale fijnstof (PM2,5).[3] Op het vlak van elektriciteitsproductie lozen biomassacentrales ettelijke keren meer van deze vervuilende stoffen dan andere thermaal aangedreven centrales (nucleair, aardgas en zelfs kolen).[4] De uitlaat van voertuigen op biobrandstoffen is niet schoner dan op benzine of diesel.
Bij de verbranding van biomassa komt CO2 vrij. Daarbij gaat het om CO2 die relatief recent door planten aan de atmosfeer is onttrokken. Afgezien van de energie die is gemoeid met het transport van het materiaal en het bouwen van de verbrandingsovens, is dit een vrijwel CO2-neutraal proces. Dat is een groot verschil ten opzichte van de verbranding van fossiele brandstoffen, waarbij CO2 vrijkomt die zo lang was opgeslagen dat ze in praktische zin geen deel meer uitmaakte van deCO2-kringloop op deze wereld.
Bij het verbranden van biomassa komt roet vrij onder de vorm van black carbon en brown carbon. Deze deeltjes absorberen licht en zorgen voor een opwarmend effect dat recent op gelijke voet is gesteld met dat van de antropogene koolstofuitstoot.[5]
De mate waarin het grootschalige gebruik van biomassa de voedselproductie in het gedrang brengt, is het voorwerp van intens onderzoek. Er bestaat bezorgdheid dat de concurrentie tussen food en fuel de voedselprijzen al heeft doen stijgen.[6]
Het toenemend gebruik van biomassa kan de biodiversiteit schaden. Er is onder meer sprake van ontbossing en verwoestijning. Het modelleren van deze effecten is complex.[7]
Beleidsmatig en financieel wordt het verbranden van biomassa op diverse manieren aangemoedigd in het Vlaams gewest. Als verantwoording wordt aangehaald dat biomassa een goedkope manier is om de klimaatdoelstellingen te halen. Hoe de expansie van biomassa kadert met het behalen van de Europese grenswaarden voor schone lucht, die structureel overtreden worden in Vlaanderen, is niet expliciet aangegeven.
Verbranden van biomassa krijgt ondersteuning en subsidies voor zowel warmte, elektriciteit als transport:
Groenewarmtetenders: Investeringen in "groene warmte" kunnen tot 65% of 1 miljoen euro worden gesubsidieerd. Om de zes maanden is er een ronde waar investeerders hun project kunnen indienen.
Groenestroomcertificaten: Biomassacentrales zien hun inkomsten uit elektriciteitsverkoop tien jaar lang aangevuld met certificaten (minimale waarde: 90 euro/MWh).[8] De marktprijs van de certificaten kan nog hoger liggen dan deze minimumsteun. Ook bijstook in kolencentrales komt in aanmerking.
Warmtekrachtcertificaten: Een deel van de installaties voor kwalitatieve warmtekrachtkoppeling werkt op biomassa. Sinds 2006 krijgen ze hiervoor certificaten. De minimumprijs bedraagt 31 euro/MWh, is cumuleerbaar met groenestroomcertificaten en geldt gedurende tien jaar.[9]
Biobrandstof: Biodiesel en bio-ethanol genieten sedert 2009 van verplichte bijmenging aan de pomp (eerst 4% en sinds 2010 5,75%).[10] Er zijn ook accijnsvrijeproductiequota die door aanbesteding zijn toegewezen (nog zeker tot 2019).[11]Hetbiologischebegripbiomassaslaat op de totale massa (het boven- en ondergronds vers- of het drooggewicht) vanorganismeninecosystemen. Hieronder valt zowel plantaardig als dierlijk materiaal. De biomassa is relatief het kleinst in arctische gebieden en in woestijnen, en het grootst in de tropen. Naarmate het milieu minder gestoord is en het klimaat minder extreem is, is de biomassa van de ecosystemen groter.
Voordelen
Organische materialen (biomassa) raken niet op.
Bio-energie is klimaatneutraal; de CO2 die vrijkomt bij energie-opwekking draagt niet bij aan het broeikaseffect.
Nadelen
Bij biomassaverwerking van mest, rioolslib en sloophout komen schadelijke stoffen vrij.
De herkomst van de biomassa is niet altijd duidelijk.
Waterkracht is energie die wordt ontleend aan water, hetzij door gebruik te maken van een hoogteverschil hetzij door gebruik te maken van de stroomsnelheid van water. Men spreekt ook van "witte steenkool". Met het "witte" doelde men vooral op de kleur van het schuimende water en op het schone karakter van dit type energie.
Tegenwoordig wordt vrijwel alle waterkracht omgezet in elektriciteit in waterkrachtcentrales, in het verleden werd de opgewekte mechanische energie ook wel meteen gebruikt, bijvoorbeeld om water op te pompen met een watermolen.
Het gebruik van waterkracht is al eeuwen oud. Reeds in het Oude Egypte en Mesopotamië werd waterkracht gebruikt voorirrigatie. In India en het Romeinse Rijk kende men reeds systemen om molens en wielen aan te drijven met waterkracht. In China werden sinds de Handynastie watermolens op grote schaal toegepast, bijvoorbeeld voor het delven van erts.
Bij een pompcentrale of spaarbekkencentrale wordt water in de daluren opgepompt naar hoger gelegen bekkens. Tijdens de piekuren stroomt het water terug en drijft de turbines aan. Op deze manier kan men elektriciteitscentrales die bij voorkeur op constant vermogen draaien (met name kolencentrales en kerncentrales) economisch beter benutten.
Waterkracht kan worden uitgedrukt als het beschikbare vermogen, ofwel energie per tijdseenheid. In grote reservoirs is het vermogen doorgaans een functie van destijghoogte en de stroomsnelheid.
De zwaarte-energieE die vrijkomt wanneer een object met massa m vanaf een hoogte h valt bij een zwaartekrachtsversnelling g, wordt gegeven door:
Bij waterkrachtcentrales stroomt water van een hooggelegen gebied naar een lager gelegen gebied. Hierbij geldt voor het vermogen P van de massastroom:
De term mt is de massa water die per tijdseenheid wordt verplaatst, en is gelijk aan de dichtheid ρ van het water keer de volumestroom φ. Hiermee kan de formule als volgt geschreven worden:
Bij waterkrachtsystemen die niet van de zwaarte-energie maar van de kinetische energie van het water gebruikmaken, zoals een onderslaand waterrad, geldt voor het vermogen van het water:
,
waarin v de watersnelheid is.
HYDRAULISTISCHE TURBINE
Een hydraulische turbineis eenturbinedie gebruikmaakt van de stromingsenergie van water tussen twee punten met een hoogteverschil. Hydraulische turbines vormen dus het centrale onderdeel vanwaterkrachtcentrales. In één waterkrachtcentrale zijn vaak meerdere turbines aanwezig.
Naargelang de werkwijze (meer bepaald de reactiegraad) maakt men onderscheid tussen actie- en reactieturbines. De belangrijkste en meest gebruikte types hydraulische turbines zijn: de Peltonturbine, de Francisturbine en deKaplanturbine (opgesomd in volgorde van stijgende reactiegraad).
WATERKRACHTCENTRALE
Een waterkrachtcentrale of hydraulische centrale is een elektriciteitscentrale die stromend of neerstortend water (zie waterkracht) gebruikt om een turbine in beweging te brengen. Waterkrachtcentrales bevinden zich op stromen en rivieren, met al dan niet een kunstmatige dam. Het verval en het debiet van de stroom zijn bepalend voor de werking.
Het gebruik van waterkracht brengt geen vervuiling met zich mee en geen gevaarlijk radioactief afval. Daarom worden waterkrachtcentrales gezien als opwekker van groene energie.
Windenergie heeft via de zeilvaart een belangrijke bijdrage aan transport gegeven, maar zeilschepen worden tegenwoordig voornamelijk nog gebruikt voor de pleziervaart. Er zijn echter plannen en experimenten om ook vrachtschepen wederom uit te rusten met zeilen[1][2] De eerst beschreven windmolen was die van Heron van Alexandrië in de 1e eeuw.[3][4] In zijn beschrijving maakte hij gebruik van een door wind aangedreven wiel om lucht door een orgel te blazen. Uit andere bronnen is te halen dat er in het 4e-eeuwse China en Tibet al een type gebedsmolen voorkwam dat door wind werd aangedreven.[5]
Waarschijnlijk is het dat sinds de 12e eeuw het gebruik van de windmolen in West-Europa opgang maakte. De oudste nog bestaande molen van de Lage Landen dateert uit 1183 en werd gebouwd in het graafschap Vlaanderen te Wormhout. Belangrijke toepassingen van windmolens waren het malen van graan, het pompen van water en ook het zagen van hout. Het gebruik van windenergie heeft in Nederland een grote vlucht genomen met de inpoldering en de droogmakerijen in de 17e eeuw. Dankzij het werk van deze windmolens kreeg Nederland zijn huidige aanzien.
Met de uitvinding van de stoommachine aan het eind van de 18e eeuw had men een krachtig en betrouwbaar hulpmiddel dat kon worden ingezet zonder afhankelijk te zijn van de wispelturigheid van de wind. Daardoor verdwenen windmolens langzamerhand uit het landschap. Alleen voor kleinschalige toepassingen bleef het gebruik van windenergie tot ver in de 20e eeuw gehandhaafd, uit Amerika kwam de windmotor en uit Piershil het Bosman-molentje. Deze laatste molenpomp, ook bekend als opbrengertje, was lang beeldbepalend in de Nederlandse polders.
Met de ontwikkeling van de elektriciteit in de negentiende eeuw werden ook pogingen ondernomen om elektriciteit te winnen met behulp van windenergie. Door de hoge investeringskosten was elektriciteitsproductie door windenergie alleen op kleine schaal economisch in gebieden waar nog niet was geïnvesteerd in infrastructuur van elektriciteitstoelevering. In het Belgische Gistel liet de burgemeester Alfred Ronse in 1933 achter zijn kasteel Ter Waere een molen bouwen (de Meerlaan) die vooral bedoeld was om elektriciteit op te wekken. Met behulp van riemen over de conische gedeelten slaagde men er effectief in om elektriciteit te produceren. Ulrich Hütter bouwde, in 1957 in Duitsland, een 100 kW horizontaleaswindturbine met aerodynamisch gevormde glasfiber vleugels met hoekverstelling (zie Windturbine-aerodynamica), het oermodel van de moderne windturbine.[6] De jaren 60 en 70 van de twintigste eeuw kenmerkten zich door veel kleine particuliere initiatieven. Eenvoudige windmolens met generatoren van enkele kW tot enkele tientallen kW verrezen in polders op plaatsen waar behoefte was aan elektriciteit. Dankzij subsidiëring waren sommige experimenten zelfs rendabel. Pas na het doemscenario van de Club van Rome en de oliecrisis van 1973 begon het besef te groeien dat fossiele energie eindig is en dat te zijner tijd alternatieven zullen moeten worden gebruikt. De overheid stelde subsidies ter beschikking en er werd geëxperimenteerd met alternatieve bronnen van energie. In Tvind, Denemarken, verrees in 1977 de eerste Europese megawatt windturbine.[7] Nieuwe verticaleaswindturbines als de Darrieus- en de Savoniusrotor werden onderzocht maar de vermogen/gewicht verhouding bleek laag in vergelijking met de horizontaleas-windturbine.
Verschillende landen startten projecten om op grotere schaal elektriciteit te winnen. In 2003 was het vermogen mondiaal opgelopen naar 31 GW, tegen 2 GW twaalf jaar daarvoor.
Eind 2016 stond in de wereld 487 gigawatt (GW) windcapaciteit opgesteld. Daarvan stond 169 GW in China, 154 GW in de Europese Unie en 82 GW in de Verenigde Staten.[8]
De opbrengst van een windturbine hangt af van het type, de windsnelheid, het nominaal vermogen van de windmolen (bepaald door de generator), de tijd die een windmolen kan draaien en het rendement van de omzetting van windenergie naar elektriciteit door de windmolen. De totale hoeveelheid beschikbare wind op jaarbasis wordt uitgedrukt door een indexcijfer die de wind in dat jaar aangeeft ten opzichte van 'normale' jaren, deze index heet de Windex.
Het windvermogen is evenredig met de derde macht van de windsnelheid. Vergelijk de luchtweerstand van een auto die ook meer dan evenredig toeneemt met de snelheid.
De windsnelheid wordt bepaald door:
de plaats van de windmolen: aan de kust en vooral boven open zee waait het meestal harder dan diep landinwaarts;
de hoogte van de turbine: op grotere hoogte waait het doorgaans harder, maar landinwaarts is de windsnelheid overdag onder ongeveer 90 meter gemiddeld hoger dan daarboven.
de tijd van de dag: boven land waait het overdag tot een hoogte van ongeveer 90 meter gemiddeld harder dan 's nachts;
het seizoen: in de winter waait het gemiddeld harder dan in de zomer.
de temperatuur van de lucht. Warmere lucht is ijler en bevat dus minder energie.
al dan niet variabele windrichtingen in combinatie met de snelheid waarop de turbinebladen zich op de windrichting kunnen instellen. Dit is meestal het geval bij nagenoeg windstil weer wanneer de opbrengst dus sowieso al erg laag is.
Het jaargemiddelde van de windsnelheid op een bepaalde plaats en ashoogte is redelijk in te schatten. De selectie van locaties gaat in eerste instantie via eenwindatlas, en in een latere fase via windmetingen.
het deel van de tijd waarin de turbine kan draaien: een windmolen gaat draaien vanaf windkracht 23 en wordt stilgezet boven windkracht 10 tot 12 (afhankelijk van het type) om overbelasting te voorkomen.
De energie-opbrengst van een windturbine is evenredig met het kwadraat van de rotordiameter en de derde macht van de gemiddelde windsnelheid.
Moderne windturbines worden ontworpen op ca 3000 vollasturen per jaar. Dat betekent dat de opbrengst op die plaats met wisselende wind, even groot is als wanneer de turbine 3000 uur op vol vermogen zou draaien. Dit is een economisch optimum. Met grotere vleugels op een hogere mast kan de turbine met dezelfde generator meer energie leveren, maar dat kost onevenredig meer. Een vuistregel voor de opbrengst in MWh/a (megawattuur per jaar) is dus: turbinevermogen in MW maal 3000 vollasturen per jaar. Dat aantal vollasturen is wel gestegen, 10 jaar geleden was het nog ca 2000.
Een standaard windmolen met 2 of 3 wieken, met een diameter van 40 m en een masthoogte van 50 m, kan bij een optimale windsnelheid (windkracht 6) 500750kW leveren. Een grotere windmolen met een rotordiameter van 60 m en een masthoogte van 70 m kan een vermogen hebben van 1 tot 1,5 MW. Bij zeer grote rotordiameters neemt de efficiëntie niet af, maar wordt de windmolen ontworpen voor een lager toerental. De snelheid van de uiteinden van de wieken moet hooguit ongeveer 75 m/s worden, omdat daarboven geluid een probleem wordt. In de periode 19802008 is de "standaard" windmolen steeds groter geworden. Als "meest verkocht model" als standaard wordt gehanteerd, dan is dat anno 2008 een windmolen met een masthoogte van 70 tot 108 m en een generator vermogen van 2 tot 3 MW. De rotordiameter van een windmolen hangt af van het generatorvermogen, de masthoogte en het windregime ter plaatse. Aan de kust waait het op 100 m hoogte wat harder dan in het binnenland. Daardoor hebben windmolens verder weg van de kust een hogere mast en/of langere wieken.
Om de eerste grens van 10 GW te halen had men 20 jaar nodig. 13 jaar erna rondde men de kaap van 100 GW.
De mijlpaal van 100 GW geïnstalleerd vermogen (vergelijkbaar met 39 kerncentrales) werd overschreden in 2012,[9] waarmee ongeveer 57 miljoen huishoudens van elektriciteit kunnen worden voorzien. In 2011 lag het nog op 94 GW. De helft of 50 GW werd pas in 2006 gehaald volgens cijfers van het EWEA.[10] Het grootste offshore windmolenpark ter wereld, London Array, bevindt zich in het Theems-estuarium.
In Nederland worden in de westelijke en noordelijke kustgebieden vermogens gerealiseerd van 8001200 kWh/jaar per m² rotoroppervlak (dat wil zeggen, ongeveer 100 watt per m²). Meer landinwaarts is de opbrengst lager: 500800 kWh/jaar per m². Dit gemiddelde vermogen per m² is afhankelijk van de hoogte van de mast van de molen, en zal daarom nog wel toenemen de komende jaren omdat de trend is dat molens steeds hoger worden; op grotere hoogten waait het immers meer. In de afgelopen jaren is het vermogen van windmolens blijven toenemen omdat het rotoroppervlak ook steeds groter werd. Anno 2007 had de standaard windmolen een vermogen van 3 MW.
De gemiddelde productiefactor (de verhouding van geleverd vermogen en nominaal vermogen) van een windturbine in Nederland bedroeg over de afgelopen jaren 21 (±30)%.[11] De lage productiefactor wordt veroorzaakt door het verschijnsel dat het meestal niet hard genoeg waait om windturbines op volle toeren te laten draaien.
In 2009 was volgens het CBS het totaal geïnstalleerd vermogen in alle centrales circa 25,3 GW (2004: 21,5).[12] Duurzame energie droeg in 2009 voor 3,9% bij aan de totale energievoorziening in Nederland (2004: 1,8%).[13] De doelstelling van de overheid is dat 16% van alle verbruikte energie in Nederland in het jaar 2020 duurzaam opgewekt moet zijn.[14] Als tussendoelstelling gold 5% in 2010.
VOOR- EN NADELEN:
Voordelen van windenergie
Duurzaam:
Windenergie is een duurzame vorm van energie. Wind is onbeperkt beschikbaar en het gebruik ervan als energievorm benadeelt niet het milieu of toekomstige generaties. Daarmee vormt windenergie een structurele oplossing voor de energiehonger van de maatschappij. Een andere duurzame vorm van energie is bijvoorbeeld zonne-energie.
CO2-uitstoot:
Het opwekken van energie met behulp van fossiele brandstoffen (steenkool, aardgas, aardolie) gaat gepaard met een hoge CO2 uitstoot. Deze uitstoot heb je niet met het opwekken van windenergie waardoor windenergie een schonere manier van energie opwekken is en de uitstoot van CO2 verminderd.
Energieverlies:
Doordat windmolens in principe overal te plaatsen zijn worden de transformatieverliezen en transportverliezen van de opgewekte elektriciteit tot een minimum beperkt. Ook is lokale energieopwekking mogelijk waardoor de afhankelijkheid van het distributienetwerk afneemt.
Makkelijk en snel:
Het omzetten van windenergie in elektriciteit is relatief makkelijk. Daarnaast kunnen windmolens snel worden geplaatst. Een windmolenpark kan al binnen een paar maanden tot een half jaar worden geplaatst en in werking worden gesteld.
Nadelen van windenergie
Vervuiling:
Een van de meest aansprekende nadelen van windenergie is de landschapsvervuiling die een windmolen kan veroorzaken. Windmolens nemen veel ruimte in beslag nemen en zijn opvallend aanwezig in het landschap. Bij modernere windmolens wordt meer rekening gehouden met deze landschapsvervuiling door het ontwerp te verfraaien en de plaatsing zorgvuldig te kiezen.
Geluidsoverlast:
Geluidsoverlast van de windmolens een van de meest genoemde nadelen. Deze overlast ontstaat door de beweging van de rotorbladen (zoevend geluid) en door de generator. Het geluidsniveau vlakbij de turbine bedraagt ongeveer 96 decibel. Moderne windmolens zijn zodanig aangepast dat ze op een afstand van 250-300 meter bijna niet meer hoorbaar zijn.
Energieterugverdientijd:
Voor het produceren van windmolens is onder andere staal en kunststof nodig. Het vervaardigen van deze materialen heeft natuurlijk vervuiling tot gevolg. De hoeveelheid energie die nodig is om een windmolen te produceren is in ongeveer 6 maanden terug verdiend.
Vogels:
Vogels, eenden en vleermuizen zijn vaak het slachtoffer van de wieken van een windmolen. Jaarlijks sterven ongeveer 20.000 vogels als gevolg van de aanwezigheid van windmolens. Daarmee schaart de windmolen zich in het rijtje van snelwegen, gebouwen en hoogspanningslijnen, maar haalt lang niet dezelfde aantallen. Ter vergelijking: 30 miljoen vogels worden jaarlijks gedood door de katten in Nederland.
Kosten:
De kosten van windenergie zijn hoog. Momenteel wordt dit door subsidies opgevangen. De kosten van een energievorm worden uitgedrukt in eurocent per kilowattuur (kWh). Deze liggen voor windenergie op 8,8 - 10,3 eurocent per kWh, terwijl dit voor conventionele elektrische energie op 2,9 - 5,8 eurocent per kWh ligt. Voor- en tegenstanders van windenergie zijn het echter niet eens over de manier van kostprijs berekening. Zo pleiten voorstanders ervoor om bij conventionele energieopwekking ook de externe kosten, kosten die indirect het gevolg zijn van een manier van energie opwekken, mee te rekenen in de kostprijs.
Windenergie: ja of nee?
De meningen over windenergie zijn verdeeld en een objectief ja of nee vaststellen is niet mogelijk. Veel nadelen van windenergie worden door het gebruik van moderne windmolens grotendeels geneutraliseerd. Bezwaren als landschapsvervuiling zijn echter persoonlijk en worden door het moderniseren van windmolens niet opgelost. Het huidige overheidsbeleid in Nederland is erop gericht om in 2020 twintig tot dertig procent van de verbruikte energie duurzaam te laten zijn. In combinatie met de subsidie (SDE) op teruggeleverde (wind)energie en subsidie op de bouw van windmolens vormt dit een duidelijk ja van de overheid op windenergie.
Getijdenenergie is wel hernieuwbare energie, maar geen vorm van zonne-energie, omdat de getijden op aarde primair worden veroorzaakt door de aantrekkingskracht van de maan.
De zon is een ster die zich gemiddeld op 150 miljoen kilometer afstand van de aarde bevindt. De energie die de zon uitstraalt ontstaat door kernfusie. De atmosfeer en de magnetosfeer (het magnetisch veld van de aarde) beschermen het leven op aarde tegen het grootste deel van de schadelijke straling die de zon naast licht en warmte eveneens uitstraalt. De hoeveelheid energie die de aarde bereikt, is ca. 9000 maal groter dan de energiebehoefte van alle 7 miljard aardbewoners samen. De energie bereikt de aarde als licht en warmtestraling, een mengsel vanelektromagnetische straling van verschillende golflengten, voor 99% liggend tussen 300 en 3000 nm. (De golflengten van zichtbaar licht vallen tussen 390 en 780nm)
GEBRUIK DOOR MENS
Met zonne-energie wordt tegenwoordig meestal bedoeld de energie die mensen zelf met hun technologie opwekken direct vanuit van zonnestraling. Dit gebeurt op dit moment in West-Europa vooral op twee manieren:
Een andere manier om gebruik te maken van zonlicht is thermische zonne-energie waarbij zonlicht wordt omgezet in warmte. Dit gebeurt door zonneboilers, oftewel zonnecollectoren.
De term zonnepanelen wordt voor beide methodes wel gebruikt en is dus niet geheel eenduidig.
Meer technieken
Voor landen waar de zon bijna de hele dag schijnt bestaat een goede technologie om zonne-energie te oogsten:geconcentreerde zonne-energie, ook wel thermische zonne-energie genoemd. Hierbij worden de zonnestralen door middel van spiegels samengebracht op een klein oppervlak, waar een hoge temperatuur ontstaat. Met die hoge temperatuur wordt stoom gemaakt, waarmee net als in een gewone centrale elektriciteit wordt opgewekt. In Californië functioneren sinds de jaren 80 een aantal CSP-centrales met een gezamenlijk piekvermogen van 350 MWe naar volle tevredenheid. CSP kan gecombineerd worden met gesmolten zout. Overvloedige warmte kan overdag gebruikt worden om zout te smelten, om 's nachts teruggewonnen te worden. Hiermee wordt zonne-energie een betrouwbaardere bron van energie.
Een minder toegepaste techniek is de zonnetoren. Lucht wordt opgewarmd door zonnewarmte onder een cirkelvormig doorschijnende collector die aan de rand open is. Zo vormt het doorschijnende dak samen met de grond een opslagruimte voor door de zon opgewarmde lucht. In het midden van de cirkel staat een verticale toren, die aan de basis een grote doorsnede heeft. Omdat hete lucht lichter is dan koude lucht, stijgt deze op door de toren. De toren zuigt meer lucht aan en er wordt nieuwe koude lucht aangevoerd aan de rand van de opslagruimte. Een continue stroom van lucht kan bereikt worden door met water gevulde buizen onder het dak te plaatsen. Overdag warmen deze op en s nachts geven ze hun warmte af. Zo is er sprake van een constante stroom veroorzaakt door zonnewarmte. De energie die ontstaat bij deze opwaartse stroom lucht wordt door windturbines omgezet in mechanische energie en met generatoren wordt deze mechanische energie omgezet in elektrische energie.Met zonne-energie wordt tegenwoordig meestal bedoeld de energie die mensen zelf met huntechnologieopwekken direct vanuit van zonnestraling. Dit gebeurt op dit moment in West-Europa vooral op twee manieren:
Een andere manier om gebruik te maken van zonlicht is thermische zonne-energie waarbij zonlicht wordt omgezet in warmte. Dit gebeurt door zonneboilers, oftewel zonnecollectoren.
De term zonnepanelen wordt voor beide methodes wel gebruikt en is dus niet geheel eenduidig.
Meer technieken
Voor landen waar de zon bijna de hele dag schijnt bestaat een goede technologie om zonne-energie te oogsten:geconcentreerde zonne-energie, ook wel thermische zonne-energie genoemd. Hierbij worden de zonnestralen door middel van spiegels samengebracht op een klein oppervlak, waar een hoge temperatuur ontstaat. Met die hoge temperatuur wordt stoom gemaakt, waarmee net als in een gewone centrale elektriciteit wordt opgewekt. In Californië functioneren sinds de jaren 80 een aantal CSP-centrales met een gezamenlijk piekvermogen van 350 MWe naar volle tevredenheid. CSP kan gecombineerd worden met gesmolten zout. Overvloedige warmte kan overdag gebruikt worden om zout te smelten, om 's nachts teruggewonnen te worden. Hiermee wordt zonne-energie een betrouwbaardere bron van energie.
Een minder toegepaste techniek is de zonnetoren. Lucht wordt opgewarmd door zonnewarmte onder een cirkelvormig doorschijnende collector die aan de rand open is. Zo vormt het doorschijnende dak samen met de grond een opslagruimte voor door de zon opgewarmde lucht. In het midden van de cirkel staat een verticale toren, die aan de basis een grote doorsnede heeft. Omdat hete lucht lichter is dan koude lucht, stijgt deze op door de toren. De toren zuigt meer lucht aan en er wordt nieuwe koude lucht aangevoerd aan de rand van de opslagruimte. Een continue stroom van lucht kan bereikt worden door met water gevulde buizen onder het dak te plaatsen. Overdag warmen deze op en s nachts geven ze hun warmte af. Zo is er sprake van een constante stroom veroorzaakt door zonnewarmte. De energie die ontstaat bij deze opwaartse stroom lucht wordt door windturbines omgezet in mechanische energie en met generatoren wordt deze mechanische energie omgezet in elektrische energie.
GEBRUIK DOOR PLANTEN
Planten gebruiken zonne-energie voor fotosynthese, waarbij zij water en kooldioxide uit de lucht omzetten in suikers. Het fotosynthetisch proces waarop vrijwel het gehele leven op aarde draait, vangt slechts ongeveer 1% van de energie op voor nuttig gebruik, hetzij door lichamelijke activiteit, hetzij door consumptie, hetzij als fossiele brandstof. Bovendien zijn er grote stukken aardoppervlak zoals de woestijnen waar door gebrek aan water de fotosynthese geen kans krijgt.
Ergonomie is de wetenschappelijke studie van de mens in relatie tot zijn omgeving. Dit kan een product, ruimte of werkplek
zijn. Ergonomie zit vervat in ons dagelijks leven, maar is vooral
bekend in arbeidssituaties. Het is afgeleid van de Griekse woorden
ergon (werk) en nomos (wet) en moet ervoor zorgen dat de veiligheid
en gezondheid van de werknemers verzekerd wordt. Bij het ontwerpen van
consumentengoederen en interieurs speelt vooral comfort en het
doeltreffend functioneren een rol.
3 Voorbeelden van 'Ergonomie': Fysieke ergonomie:
Autos, huizen, tafels en stoelen, heel de wereld is op maat van de
(gemiddelde) mens gebouwd. Deuren vereisen niet te veel kracht om
geopend te worden, winkelkarren verlichten het dragen van boodschappen,
een lange borstelsteel maakt (voor mensen van gemiddelde lengte) bukken
overbodig en fietsen hebben verschillende maten zodat extreme houdingen
vermeden worden. In arbeidssituaties wordt vooral aandacht besteed aan
een correct zitgedrag achter de pc, het heffen en tillen of trekken en
duwen van lasten, aangepaste handgereedschappen om afwijkende
handposities te vermijden.
Organisatie-ergonomie:
Een
keuken is zo ingericht dat koken en afwassen vlot kunnen verlopen en de
loopafstanden beperkt blijven. In arbeidssituaties is de achterliggende
gedachte een goede werksfeer te creëren die zorgt voor tevreden en
productieve mensen. Ook het betrekken van de werknemers bij het
ontwerpen of aanpassen van een nieuwe werkpost resulteert in betere
oplossingen. Een juiste afwisseling van shiften bij ploegenarbeid heeft
ook invloed op het sociale leven en welbevinden van de werknemers.
Cognitieve ergonomie:
Informatie
zoals de uren van bussen moet men het liefst snel kunnen vinden, lezen
en begrijpen. Een optimale lees- en begrijpbaarheid is van toepassing in
alle geschreven tekst. Technologische producten zoals een gsm krijgen
steeds meer functies die dan in een menustructuur te vinden zijn.
Belangrijk is dan ook dat gebruikers deze mogelijkheden kennen,
begrijpen en eenvoudig kunnen gebruiken zonder te veel hulp van de
handleiding. Op het werk moet eentonig werk vermeden worden, maar te
veel informatie tegelijk controleren zal ook tot overbelasting leiden.
De mens zal moeten ingrijpen wanneer een computergestuurd proces fout
loopt. Door de evolutie wordt de technologie steeds ingewikkelder,
terwijl de mens minder moet ingrijpen, waardoor hij echter ook minder
getraind is.
Ergonomie streeft naar het zodanig ontwerpen van
gebruiksvoorwerpen, technische systemen en taken dat de veiligheid, de
gezondheid, het comfort en het doeltreffend functioneren van mensen
wordt bevorderd.
Ergonomie (of human factors) is de wetenschappelijke discipline
die zich bezighoudt met het begrijpen van de interactie tussen de mens
en andere elementen van een systeem. Het is het beroep dat de theorie,
principes, gegevens en methodes toepast om zo te ontwerpen dat het
menselijk welzijn en de globale prestatie van het systeem
geoptimaliseerd wordt."
"De ergonoom
draagt bij tot het zodanig ontwerpen en evalueren van taken, jobs,
producten, ruimtes en systemen dat ze tegemoetkomen aan de noden,
mogelijkheden en beperkingen van mensen."
Silicon Valley is een veelgebruikte benaming voor de zuidkant van de Baai van San Francisco in de Amerikaanse staat Californië. In die regio zijn veel technologiebedrijven
gevestigd, inclusief enkele van de grootste ter wereld. Oorspronkelijk
verwees de term naar de grote hoeveelheid bedrijven die bezig waren met
de productie en innovatie van siliciumchips, maar nu slaat de term op alle hightech bedrijven in het gebied. "Silicon Valley" wordt zelfs als metoniem voor de hele Amerikaanse technologiesector gebruikt.
Hoewel er veel verschillende centra voor hightech industrie
ontsproten zijn in de Verenigde Staten, blijft Silicon Valley het
centrum voor hightech innovatie. In totaal heeft één derde van
investeringen van venture capital betrekking op Silicon Valley. Enkele bekende bedrijven die hun hoofdkwartier in het gebied hebben zijn Apple, Hewlett-Packard, Intel, IBM, Sun Microsystems, eBay, Google Inc., AMD, Facebook en McAfee.
Silicon Valley en haar directe omgeving telt een groot aantal universiteiten. Het is een populair gebied voor hoog-opgeleide technici uit de hele wereld om te werken.
"Silicon Valley" is een gevleugelde uitdrukking geworden voor andere
plaatsen ter wereld die bekendstaan om hun concentratie van
hoogtechnologische industrie, zoals Bangalore (het "Indiase Silicon Valley"), Flanders Language Valley (het "Vlaamse Silicon Valley") en Sophia Antipolis bij Valbonne, het Zuid-Franse Telecom Valley.
Waar vind je de 'Silicon Valley'?
Gebied ten zuiden van San Francisco (Californië) die wereldberoemd is
geworden door de vele computerbedrijven die er zich vestigden rond
Stanford University nabij Palo Alto. Zie FLV.
Bedrijven:
Onder andere de volgende bedrijven hebben hun hoofdkantoor in Silicon Valley:
De ENIAC was een computer gebouwd voor het Amerikaanse leger. De bouw begon in 1943 en de computer werd onthuld op 14 februari1946. Daarmee was de ENIAC de tweede elektronische computer die gebouwd werd, na de Britse Colossus. De naam is een acroniem en staat voor Electronic Numerical Integrator And Computer. De ENIAC kostte indertijd bijna 500.000 dollar. Het bestond uit 19.000 radiobuizen
en was mede daardoor gigantisch groot. De ENIAC woog 30 ton. Pas veel
later werden computers kleiner en lichter toen de radiobuizen werden
vervangen door transistors en nog weer later door microchips.
Programmeren van de ENIAC:
Zes vrouwen werden ingehuurd als programmeurs om aan de Universiteit van Pennsylvania te werken aan het geheime ENIAC-project: Kay McNulty, Jean Bartik, Betty Snyder, Marlyn Wescoff, Fran Bilas and Ruth Lichterman[1] Het programmeren
van de ENIAC was een lastige klus omdat dit inhield dat de radiobuizen
op een andere manier met elkaar moesten worden verbonden. Pas bij latere
computers werd het softwarematig programmeren ingevoerd. De ENIAC was
bedoeld voor het snel kunnen berekenen van trajecten van granaten en
raketten. Voor de bouwers was de machine te laat klaar om nog een rol te
kunnen spelen in de oorlog. De ENIAC was de supercomputer
van zijn tijd. Een kundig persoon kon in twintig uur een zestig
seconden durend traject berekenen, een "analoog differentiaal analyser"
deed er vijftien minuten over, terwijl ENIAC in dertig seconden klaar
was. Vergeleken met hedendaagse apparatuur kon het apparaat niet veel,
maar voor die tijd was het een revolutionaire ontwikkeling. De ENIAC
vulde een grote kamer terwijl hetzelfde werk tegenwoordig kan worden
gedaan door een chip ter grootte van enkele vierkante millimeters.
Vele jaren werd de ENIAC onterecht aangezien als de eerste programmeerbare elektronische computer. Twee jaar vóór ENIAC was in Bletchley Park (Engeland) de Colossus reeds operationeel. Deze computer werd tijdens de Tweede Wereldoorlog gebruikt om de Duitse geheime telexberichten, gecodeerd met de Lorenz-machine, te kraken. Colossus begon zijn werk vanaf januari1944.
De bouw hiervan werd echter topgeheimgehouden door de Britse
inlichtingendienst waardoor alle eer naar de ENIAC ging. Verrassend
genoeg was het het Amerikaanse National Security Agency dat bij het vrijgeven van 50 jaar oude archieven zelf het bewijs leverde dat de Britten hen voor waren geweest.
De ENIAC wordt beschouwd als de eerste voor meerdere doelen (general purpose) gebouwde elektronische decimale computer. De eerste elektronische digitale computer, echter voor een specifiek doel, was de Atanasoff-Berry Computer die in de periode 1937-1942 in de VS werd gebouwd.
Trivia:
De ENIAC werd op 14 februari 1946 onthuld. Op 15 februari werd de computer officieel ingewijd. Die dag wordt sinds 2011 in Philadelphia gevierd als ENIAC-dag.
Bill
Gates werd geboren als zoon van een advocaat en een onderwijzeres. Hij
heeft twee zussen. Hij werd door zijn ouders naar de Lakeside Prep
School in Seattle gestuurd. Daar zag hij in 1968 een terminal die was
verbonden met een timesharing-computer bij General Electric. Gates en Paul Allen, een vriend en latere zakenpartner, waren niet bij de terminal weg te slaan. Het tweetal werd zelfs hacker:
ze braken in in het systeem dat de hoeveelheid verbruikte computertijd
bijhield. Een lokaal computerbedrijf, dat inmiddels de computertijd op
de terminal sponsorde, besloot hen daarom maar in dienst te nemen om bugs
(programmeerfouten in een programma of spel) te vinden, in ruil voor
een onbeperkte hoeveelheid computertijd. In de herfst van 1973 ging
Gates studeren aan de Harvard-universiteit. Hij stopte daarmee toen Allen hem wees op de Altair 8800, een zelfbouwcomputer. Gates realiseerde zich dat voor een computer software
nodig zou zijn. Hij belde MITS, de producent van de Altair, op en
blufte dat hij samen met Allen een programma had geschreven - een BASIC-interpreter
voor de Altair. Dat wilde het bedrijf graag zien. Gates werkte
koortsachtig aan het programma en Allen kon het ten slotte aan MITS
laten zien. Op 22 juli 1975 sloot MITS een overeenkomst met Gates en
Allen om de rechten van hun BASIC-interpreter te kopen. Dit was de
geboorte van Microsoft, het bedrijf dat Gates en Allen beide multimiljardair zou maken.
In 1994 trouwde hij met Melinda French. Het echtpaar heeft drie kinderen.
Bill Gates legt een verklaring af in de zaak Verenigde Staten versus Microsoft (1998)
Tijdens een bezoek aan Mozambique in 2003 beloofde Gates om uit de Bill & Melinda Gates Foundation 168 miljoen dollar te spenderen aan onderzoek naar malaria, waar uit reguliere bronnen jaarlijks al zo'n 100 miljoen dollar aan wordt besteed. Het geld van de stichting zal worden besteed aan onderzoek naar een vaccin en naar nieuwe medicijnen tegen resistente varianten van de malariaparasiet.
De Foundation heeft met de Rockefeller Foundation, enkele bedrijven (waaronder Dow Chemical) en de Noorse regering tientallen miljoenen dollars gestoken in de Svalbard Global Seed Vault. In een enorme bunker in een berg bij Longyearbyen op Spitsbergen
zullen miljoenen zaden voor gewassen als graan, rijst en maïs worden
opgeslagen om de 'diversiteit' voor de toekomst te waarborgen.
In 2005 ontving Gates samen met zijn vrouw de Persons of the year-prijs, een initiatief van TIME Magazine. Ook heeft Gates verklaard dat hij na zijn dood al zijn geld aan liefdadigheid zal geven, en dus niet aan zijn kinderen.
Op 15 juni 2006 kondigde Gates aan dat hij in 2008 zal stoppen met zijn werkzaamheden bij Microsoft.Op 6 januari 2008 gaf de 52-jarige miljardair zijn laatste grote
toespraak in Las Vegas. Met een gillend slotakkoord op zijn plastic
Microsoft-gitaar nam Bill Gates ´s avonds afscheid van de Consumer Electronics Show
(CES). De CES is de grootste vakbeurs op het gebied van
consumentenelektronica in Las Vegas. Elf keer opende de topman de beurs
voor ict- en elektronicafabrikanten met zijn visie op de nieuwe
Microsoft-plannen. Deze keer had Gates maar één belangrijke
aankondiging: hij gaat zich na de zomer wijden aan zijn leven als
filantroop, samen met zijn vrouw Melinda en de hulp van een lange rij
beroemde vrienden voor de Bill & Melinda Gates Foundation. Hij
blijft nog wel aan als voorzitter en adviseur van de onderneming. Zijn
rol als chief software architect zal dan worden overgenomen door Ray Ozzie. 27 juni2008 was Gates' laatste werkdag.
Rijkste man ter wereld:
Volgens Forbes was Gates twaalf jaar lang de rijkste man ter wereld, van 1996 tot 2007 (met uitzondering van 1997) en in 2014 opnieuw. Forbes schatte zijn vermogen in 2007 op $ 56 miljard. In juli 2007 rapporteerde de Seattle Post echter dat de Mexicaanse telecomtycoon Carlos Slim de plek van de rijkste man ter wereld had overgenomen met een vermogen van $ 67 miljard. De uitgaven aan liefdadigheid door Bill en Melinda Gates via de Bill & Melinda Gates Foundation hebben hier zeker een rol in gespeeld.
Bill Gates' vermogen werd in maart 2012 op 61 miljard dollar geschat.
Hij was daarmee de rijkste mens in de Verenigde Staten, en stond tweede
op de lijst van rijkste mensen ter wereld.
In mei 2013 raamde persagentschap Bloomberg zijn vermogen op 72,7 miljard dollar, wat hem op hun Bloomberg Billionaires Index opnieuw de rijkste mens ter wereld maakt.
In dezelfde maand zette ook Forbes hem opnieuw bovenaan de lijst van
rijkste mensen, met een geschat vermogen van 69,9 miljard dollar.
In maart 2014 schatte Forbes het vermogen van Gates op $ 76 miljard,
waarmee hij wederom de rijkste man ter wereld zou zijn. Carlos Slim zou
op een tweede plek staan met $ 72 miljard.
Trivia:
Bill Gates in 1977 (foto van de politie van Albuquerque, New Mexico, wegens een verkeersovertreding)
Op 4 februari 1998 werd Gates tijdens een bezoek aan Brussel met
taart besmeurd. Het betrof een actie van een viertal personen, onder wie
de in 2006 overleden Belgische regisseur en producent Rémy Belvaux.
Gates is benoemd tot Ridder-Commandeur in de Orde van het Britse Rijk. Als niet-Brits onderdaan kan hij zich echter niet Sir William Gates noemen; wel kan hij zich aanduiden als William Gates KBE of Bill Gates KBE, waarbij KBE de postnominale letters zijn van een "Knight Commander of the Order of the British Empire".
Randapparatuur is een verzamelnaam voor randapparaten. Dit zijn
apparaten die een onderdeel vormen van een computernetwerk of
telecomnetwerk maar niet noodzakelijk zijn om de computer of
telecommunicatiemiddel te laten werken. Als men kijkt naar computers
behoort een randapparaat niet behoort tot de centrale rekeneenheid in
plaats daarvan wordt randapparatuur bijvoorbeeld gebruikt om het voor
computergebruikers makkelijker te maken om met een computer te
communiceren.
Een computer werkt zonder randapparatuur!
Een computer hoeft in de basis alleen maar te bestaan uit een geheugen
en een processor en moet worden voorzien van elektrische voeding om
processen uit te voeren. Een eenvoudige computer die gebaseerd is op een
turingmachine is in staat om elke berekening die kan worden beschreven
uit te voeren. Een turingmachine is voor een mens geen eenvoudige
machine om te besturen. Daarom zijn de meeste computers voorzien van een
interface zoals een monitor met een toetsenpaneel om het voor mensen
eenvoudiger te maken om met de computer te communiceren. In interface
maakt het voor mensen makkelijker om een computer opdrachten te geven en
de bewerkingen van een computer af te lezen.
Soorten randapparatuur:
Er is zeer veel diversiteit in de apparatuur die tot de randapparatuur
wordt gerekend. De volgende apparaten en componenten worden onder andere
tot de term randapparatuur gerekend:
Naast bovengenoemde randapparatuur is er nog veel meer randapparatuur
beschikbaar. De randapparatuur die hiervoor is genoemd wordt
voornamelijk gerekend tot de randapparatuur voor computers. Er is ook
specifieke randapparatuur voor de telecombranche ontwikkeld. Door de
jaren heen worden steeds weer nieuwe producten ontwikkeld die tot de
randapparatuur gerekend kunnen worden.
Randapparatuur:
Vrijwel alle computers of computersystemen zijn voorzien van
randapparatuur. Men heeft het daarbij in de praktijk over alle
apparatuur die gekoppeld is aan de computer behalve de systeemkast van
de computer zelf. De systeemkast waarin de processor, het geheugen en de
overige kaarten zijn geplaatst wordt dus tot de kernapparatuur of
primaire apparatuur gerekend en niet tot de randapparatuur. Er is echter
zeer veel verschillende hardware die tot de randapparatuur wordt
gerekend.