Een zonnepaneel of fotovoltaïsch paneel, kortweg PV-paneel is een paneel dat zonne-energie omzet in elektriciteit. Hiertoe wordt een groot aantal fotovoltaïsche cellen op een paneel gemonteerd. De zonne-energie die zo wordt opgevangen is een vorm van duurzame energie. Het op deze wijze opvangen en omzetten van zonne-energie wordt kortweg zon-PV genoemd.Zonnepanelen worden ook toegepast voor energieopwekking in de ruimtevaart en voor energieopwekking in afgelegen gebieden.
Een zonnepaneel moet niet worden verward met een zonnecollector. Deze is op een ander principe gebaseerd, namelijk opwarming van een stromend medium, meestal water.
In de praktijk werkt men meestal met standaardpanelen van bijvoorbeeld 60 vierkante zonnecellen van elk 156 mm zijde, wat overeenkomt met een afmeting van het paneel van ongeveer 1,6 m².
Bouw en werking
Zonnecellen zijn meestal gemaakt van silicium. Dat silicium bestaat uit twee lagen. Onder invloed van licht gaat er tussen de twee lagen een elektrische stroom lopen. Daarom heten zonnecellen ook wel fotovoltaïsche cellen. Afgekort wordt gesproken van PV-systemen. Een andere vorm van PV zijn de elementen gemaakt met de dunnelaagtechnologie. Hierbij wordt gebruikgemaakt van amorf silicium. Deze elementen hebben een lager rendement, maar zijn ook beduidend goedkoper. Het rendement van gangbare zonnecellen ligt tussen ca. 15 en 20%, waarbij de cellen met betere rendementen wel duurder zijn.
Fotovoltaïsche zonnepanelen benutten zonlicht of daglicht, waarbij door de absorptie van fotonen in de zonnecellen een spanning ontstaat die wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken.
Panelen op basis van siliciumcellen
Dit soort panelen is het meest gangbaar. Een zonnecel die met zijn esthetische kwaliteit bijzonder geschikt is voor zichtbare architecturale toepassingen, is de achtercontactcel. Die wordt zo genoemd omdat alle elektrische contacten op de achterzijde plaatsvinden en de voorkant een nauwelijks zichtbaar metalen raster heeft, zonder storende dubbele metaalstroken. Dat resulteert ook in een grotere bruikbare oppervlakte van de cellen en hoeveelheid geleverde stroom.
De wijze waarop silicium is verwerkt bepaalt de kwaliteit van het paneel. Er zijn drie soorten, te weten: monokristallijn, polykristallijn en amorf (zoals hierboven al beschreven).
Monokristallijn: De zonnecellen in een monokristallijn zonnepaneel bestaan uit één kristal. Het oppervlak van monokristallijne zonnecellen heeft geordende elektroden en is egaal zwart. Deze zonnepanelen hebben het hoogste rendement. Monokristallijne zonnepanelen hebben enkele procenten meer opbrengst dan polykristallijne. Deze panelen zijn duurder, maar hebben een hoger rendement per oppervlakte. De beste keuze voor het behalen van een maximale rendement en bij een beperkte ruimte.
Polykristallijn: In een polykristallijn zonnepaneel bevinden zich zonnecellen die bestaan uit meerdere grove kristallen. Een polykristallijne zonnecel vertoont een soort gebroken schervenpatroon. De polykristallijne zonnepanelen zijn gunstig geprijsd en bieden een redelijk hoog rendement, hoewel minder rendement dan monokristallijne zonnepanelen. Wanneer er genoeg ruimte op een dak aanwezig is, is dit de beste keuze.
Amorf: In een dunne-filmzonnepaneel wordt amorf silicium gebruikt. Amorfe zonnepanelen bevatten geen kristallen maar poeder. Hierdoor zijn ze zeer buigzaam. De amorfe zonnepanelen geven het minste rendement van de drie. De prijs ligt wel een stuk lager, maar deze zonnecellen zijn minder geschikt voor toepassing in zonnepanelen.
Aarding is het geleidend ("galvanisch") verbinden van een object met aarde (als planeet bedoeld). Het resultaat van aarding is, dat het geaarde object daardoor een spanning krijgt van nul volt: de "elektrische aarde"
Algemeen
Voor een goed begrip van aarding dient men te begrijpen wat in de elektriciteitsleer onder aarde wordt verstaan. Daarnaast dient men het doel van de aarding voor ogen te hebben; gaat het om:
een chassis of de geleidende behuizing van een elektrisch apparaat.
Voorkomen van statische elektriciteit
Voor het voorkomen van statische elektriciteit dient bijvoorbeeld de mens geaard te zijn. Dit is onder andere noodzakelijk bij het verwisselen van spanningsgevoelige geheugenchips bij computers of het solderen van bepaalde elektronische componenten. Ook bij meditatie neemt men aan dat men goed "geaard" dient te zijn. Meestal is men er zich niet van bewust dat het menselijk lichaam zeer hoge spanningen kan hebben in droge (isolerende) lucht op een isolerende ondergrond. Men kan zich dan opladen door schuifelen over de grond. Die statische elektriciteit merkt men soms pas bij de ontlading, als men bijvoorbeeld een ander de hand geeft en er een felle pijnlijke vonk overspringt. Ook een auto kan vanwege de wrijving met de lucht een hoge spanning verkrijgen net als een elektriseermachine. Met een "aardende" geleidende strip die over de grond sleept kan men dit tegengaan. Het gaat bij deze aarding om kleine stromen en hoge spanningen. De aardingsdraad mag daarom dun en hoogohmig zijn.
Afvoeren van bliksem
Bij de bliksem gaat het om zeer grote en tevens zeer snelle stromen. Derhalve dient de aarddraad een grote diameter te hebben vanwege het skineffect en voldoende materiaaldikte voor een lage weerstand. Er mogen geen scherpe bochten zijn: vanwege de hoge snelheid gaat de stroom toch rechtdoor. Bekend is het geval van een bocht van de bliksemgeleider om een uitstekend kozijn heen; de bliksem ging dwars door het kozijn heen en liet een gaatje achter. Theoretisch te verklaren: de (parasitaire) capaciteit van het kozijn en de (parasitaire)zelfinductie van de halve lus van de geleider bij zeer hoge frequentie ofwel, de hoge snelheid van de bliksem.
Geleidende behuizing
Als iemand die op natuurlijke wijze elektrisch verbonden met de aarde is moet, om een chassis of behuizing veilig te kunnen aanraken, dat chassis of die behuizing geaard zijn. Aanraakbare metalen delen van elektrische apparatuur mogen (in normaal gebruik) niet elektrisch in verbinding staan met het elektriciteitsnet; ze moeten dus geïsoleerd van het net zijn. In dat geval kunnen ze veilig aangeraakt worden. De eventuele statische elektriciteit van zo'n apparaat is ongevaarlijk. Door een defect kan wel een elektrische verbinding van het net met de metalen behuizing ontstaan. In de volksmond: het apparaat staat "onder stroom". In wezen staat het apparaat dan "onder spanning" en gaat de stroom pas lopen als iemand het aanraakt. Die stroom gaat dan door de mens heen. Het gevaar bestaat dan dat door de wisselspanning op een bepaald ongunstig moment een stroompuls het hart kan laten fibrilleren. Om die reden is de behuizing "geaard". De potentiaal van het apparaat blijft dan nul. Er is geen potentiaalverschil met de mens: beiden zijn nul volt en er loopt geen stroom. Het probleem is dan voor het elektriciteitsnet dat de stroom in plaats door de "nulleider" (blauw) ten onrechte door de "aardleider" (geelgroen) stroomt. Dat heeft nadelige effecten. De aardleider is "geaard" op de aarde (planeet). Er kunnen door de aarde allerlei ongedefinieerde zogenoemde zwerfstromen lopen, van een huis naar een transformatorhuisje of een verdeelstation of een centrale en onderling. Die stromen kunnen dan in de bodem metalen verbindingen en constructies elektrochemisch afbreken. Daarom zijn aardlekschakelaars in gebruik genomen die de ongewenste aardstromen uitschakelen. In een later stadium zijn deze zo gevoelig gemaakt dat de stroom te gering is om fibrillatie van het hart te veroorzaken. De aardlekschakelaars hebben dus tegenwoordig twee doelen.
Hallo iedereen dit is wat uitleg over windturbines
Een windturbine zet de energie van de wind om in een draaiende beweging, die door een generator wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken.
Horizontale en verticale as
De twee hoofdtypes windturbine zijn de horizontale-asturbine en de verticale-asturbine. Windturbines met een horizontale as worden wereldwijd het meest toegepast. Verticale-aswindturbines (VAWT) zijn onafhankelijk van de windrichting. Voor toepassing in bebouwde omgeving of op gebouwen zijn verticale-asturbines zeer geschikt.
Onderdelen van een windturbine
Een windturbine bestaat uit een fundering, een mast, een gondel met daarin de feitelijke turbine en ten slotte wieken.
Fundering
Een windturbine moet goed verankerd worden met de grond waarop hij staat. Op land wordt uit kostenoverweging vaak een ondiepe fundering gebruikt. De fundering is gemaakt van beton, en is voorzien van doorvoeren waar de elektriciteitskabel door heen kan.
Bij offshore windparken zijn er drie gangbare funderingstypen, een driebenige voet (tripod), een bucket fundament of een rechte mast (monopile). Er wordt onderzoek gedaan naar de mogelijkheid om windmolens met drijflichamen te maken waarbij geen directe verankering meer is met de zeebodem. Hierdoor zou plaatsing van windmolens in dieper water mogelijk worden. Deze zijn echter nog in de testfase.
Omdat moderne windturbines groter zijn dan oudere versies is het (nog) niet mogelijk om de fundering daarvan te gebruiken voor nieuwe windturbines.
Mast
Een mast van een windmolen moet veel belasting kunnen verdragen. Groter nog dan de belasting van de gondel, generator en bladen is de windbelasting die de mast te verduren krijgt. Daarom is de regel: hoe hoger de mast, hoe breder de voet. De ashoogte van windturbine is met de jaren ook sterk gestegen. Waren de windturbines rond 1980 ongeveer 15 meter hoog, midden jaren 1990 hadden ze al een hoogte van 50 meter. Tegenwoordig zijn windturbines gemiddeld 100 meter hoog. De verwachting is dat de windmolens in de toekomst gemiddeld een ashoogte hebben van 150 tot 200 meter hoog.[1]
De mast kan gemaakt zijn van beton of staal. Afhankelijk van de grootte ervan kan deze door middel van lieren opgetakeld worden. Grotere exemplaren moeten met behulp van een kraan in elkaar gezet worden. Binnen in de mast bevinden zich een ladder, eventueel een lift en de stroomkabels.
Het transport van masten van de productielocatie naar de bouwplaats is een grote logistieke uitdaging. Omdat een mast in een stuk qua gewicht en omvang niet te transporteren valt, wordt de mast in onderdelen getransporteerd en op locatie in elkaar gezet. De verschillende onderdelen zijn zo groot als mogelijk. Een stalen mast bestaat uit twee tot vier secties die met flensverbindingen aan elkaar gemaakt worden. De wanddikte bedraagt 20 tot 60 millimeter.
Gondel
In de gondel bevindt zich een generator en tandwielkast. De generator zet de bewegingsenergie van de as om naar elektriciteit en is te vergelijken met een grote dynamo. De meeste windturbines hebben een tandwielkast. Deze werkt als een versnellingsbak: de rotatiesnelheid wordt ermee vergroot. De tandwielkast is een kwetsbaar onderdeel waardoor sommige fabrikanten kiezen voor een direct aangedreven generator, de zogenaamde direct-drive of gearless windturbine. Windturbines zijn uitgevoerd met een aerodynamisch remsysteem om ze stil te kunnen zetten bij noodsituaties of onderhoud. Een windvaan op de gondel meet de windrichting. Zodra deze verandert, richt een kruimotor de gondel weer recht op de wind.
Wieken
De wieken van een windturbine zijn belangrijke onderdelen. Moderne wieken zijn gemaakt van met glasvezel of koolstofvezel versterkte kunststof. De maximale bladlengte van moderne windturbines ligt rond de 65 meter bij landgeplaatste turbines en rond de 85 meter bij offshore turbines. De naaf is het punt waar de wieken bij elkaar komen.
Hallo iedereen in dit bericht leg ik dingen uit over kerncentrales
Een kerncentrale is een elektriciteitscentrale die elektriciteit opwekt met de energie die vrijkomt bij kernsplijting. Net zoals bij andere soorten elektriciteitscentrales wordt met deze splijtingswarmte stoom opgewerkt die een turbine aandrijft. De mechanische energie in deze turbine wordt dan via een alternator omgezet in elektrische energie.
Volgens het IAEA waren er op 1 januari 2018 in 30 verschillende landen ter wereld samen 448 kernreactoren in exploitatie, en meer dan 60 in aanleg, vooral in Azië. Hiervan zijn er een honderdtal in de VS en 58 in Frankrijk. Het totale geïnstalleerde vermogen is 392 gigawatt. In 2012 was ongeveer 10% van de mondiale elektriciteitsproductie van nucleaire oorsprong.
Geschiedenis
In een experimentele reactor in Idaho (Verenigde Staten van Amerika) werd op 20 december1951 voor het eerst elektriciteit opgewekt met kernenergie. De eerste kerncentrale die elektriciteit aan het net leverde werd op 27 juni1954 in dienst genomen in Obninsk in de toenmalige RSFSR van de Sovjet-Unie: hij produceerde 5 MW. Maar de eerste commerciële reactor ter wereld was die van Calder Hall in Sellafield, Engeland met een vermogen van 50 MW* bij de opening in 1956 (later 200 MW).
*MegaWatt
Radioactieve risico's
Het grootste risico van een kerncentrale is het vrijkomen van radioactief materiaal uit een kernreactor, waarbij de gezondheid van grote aantallen mensen en dieren in een aanzienlijk gebied rond de kerncentrale in gevaar komt. De straling kan vrijkomen als gevolg van een oververhitting in de vitale delen van een reactor of bij beschadiging van de reactor. De uitstoot tijdens de normale werking van de centrale, via de ventilatieschacht van het reactorgebouw en het koelwater, zijn beperkt
Nadat een lading kernbrandstof "op" is gebrand, is ze hoog radioactief en produceert ze nog langere tijd warmte. De brandstof wordt daarom eerst een periode - meestal een aantal jaar - in een grote waterbak opgeslagen. Daar wordt de straling geabsorbeerd en de warmte die door het radioactieve verval wordt geproduceerd, afgevoerd. Na verloop van tijd neemt de activiteit van de oude brandstofelementen af, zodat ze droog kunnen worden opgeslagen. Deze brandstofelementen zijn dan echter nog steeds hoog radioactief, en moeten dan ook voor vele duizenden jaren uit het milieu gehouden worden. In verschillende landen worden dergelijke gebruikte splijtstofelementen opgewerkt: de bruikbare isotopen worden eruit gehaald om nieuwe splijtstofelementen te fabriceren. Wat overblijft, zijn verschillende soorten radioactief afval. In veel landen is er nog geen definitieve opslagplaats voor dit radioactieve afval. Sommige radio-isotopen die als hoogradioactief afval worden betiteld, kunnen in zogenaamde 'snelle reactoren' worden gebruikt als "brandstof", wat hun statuut als afval in vraag stelt.
Onderdelen van een kerncentrale
De meeste centrales bestaan uit meerdere units, die al dan niet identiek zijn. Zo bestaat de Kerncentrale van Doel uit twee (tweeling)units van 433 MW elk, en twee units van ca. 1000 MW elk. Elke unit is dan weer opgebouwd uit 3 à 4 verschillende treinen die onafhankelijk van elkaar kunnen werken.
het reactorgebouw: dubbelwandig gebouw dat de kernreactor bevat en daarnaast het drukregelvat die de druk in het primaire circuit controleert, het primaire circuit, de stoomgenerator die de overgang vormt tussen het primaire en secundaire circuit, de primaire pomp die het koelmiddel doet circuleren, en een deel van het secundaire circuit.
het splijtstoffengebouw voor de opslag van splijtstofelementen kern tijdens de revisies (elke 12 tot 18 maanden wordt 1/3 van de splijtstof vervangen) en voor het afkoelen van gebruikte kernbrandstof. De brandstof wordt onder water opgeslagen .
Hallo iedereen vandaag zal ik een woordje uitleg geven over waterkrachtcentrales
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.
Voordelen
Waterkrachtcentrales hebben als belangrijk voordeel dat bij de opwekking van elektriciteit geen brandstof nodig is. Het hoogte verschil van het water is voldoende om de turbines en daarmee de generatoren aan te drijven. Er worden geen fossiele brandstoffen als aardgas of steenkool gebruikt die in principe op kunnen raken. Verder komen er geen broeikasgassen vrij die verantwoordelijk worden gehouden voor het opwarmen van de aarde.
De dammen en centrales hebben een lange levensduur, ze kunnen 50 tot 100 jaar in productie blijven. Onderhoud blijft wel noodzakelijk en ze worden ook gemoderniseerd met effectievere turbines en generatoren. Tot slot kunnen waterkrachtcentrales snel opstarten of juist de productie van elektriciteit snel beperken. Hier hoeven slechts de sluisdeuren geopend of gesloten te worden.
Nadelen
Voor de aanleg van een stuwdamcentrale is de aanleg van een stuwmeer noodzakelijk. Door het water wat achter de stuwdam wordt vastgehouden, komt het water hoger te staan en land overstroomt. Het land gaat verloren als landbouwgrond en natuur gaat verloren. De lokale bevolking moet verhuizen naar hoger gelegen gebied. Nieuwe dorpen moeten worden gebouwd en de mensen worden geholpen in het opbouwen van een nieuw bestaan. Protesten van de lokale bevolking tegen de bouw van een stuwdam komen regelmatig voor.
Ook zonder stuwmeer ontstaan versterkt wisselingen in het waterniveau. Daardoor verdwijnen paaigebieden voor vele vissoorten. Trekkende vissoorten, zoals zalm, forel en paling, kunnen door de stuwdam niet meer in hun paaigebieden komen. De turbulentie in de turbines doodt vele kleine waterdieren. De bouw van vistrappen lost voor een deel dit nadeel op. In diverse landen zijn programmas gestart om vooral oude en kleine dammen te slopen. In 2012 werd in de rivier de Elwha in Washington twee dammen verwijderd om een vrije doortocht van zalmen naar de paaiplaatsen te realiseren.
Risico's
Dergelijke stuwdammen vormen potentieel kwetsbare plekken bij militaire conflicten. Tijdens de Tweede Wereldoorlog werden in mei 1943 diverse Duitse dammen in de buurt van het Ruhrgebied gebombardeerd en twee grote vernietigd in operatie Chastise. Hierbij vielen meer dan 2.000 slachtoffers.
