Goedkoop energie opwekken, maar hoe?

In de wereld van nu zijn we veel bezig met het opwekken van energie, maar op welke manieren kan er energie worden opgewekt en zitten daar nadelen aan? In dit artikel worden verschillende manieren besproken om energie op te wekken en de bijbehorende voor en nadelen. Waar gaat de toekomst van energie naartoe?

Energie uit de golven op zee

Een van de innovatieve ideeën waaraan wordt gewerkt door technische universiteiten en bedrijven is het omzetten van golven naar energie. Nederland is een van de landen die voorop loopt in watermanagment en hierbij energie opwekking en waterbescherming te koppelen. Er zijn twee vormen waarin energie opwekking met de kracht van het water vooral gebeurt.

De eerste is de innovatieve manier om op zee units te plaatsen die de stroming om zet in beweging. Deze manier kan worden vergeleken met windmolens in de zee. Hierbij gaan de wieken die bewegen en wordt er doormiddel van een dynamo de beweging omgezet in energie.
De uitdaging van dit project zit vooral in de kracht van de zee die de units uit positie wil duwen.
De constructie moet zijn uitgerust op hoge belastingen die de constructie proberen de beschadigen.
Daarnaast moet de energie in het water worden opgewekt en hierbij moet de unit waterdicht zijn om schade aan het elektronisch circuit te vermijden. Vervolgens moet de energie naar wal worden gebracht en door de diepzee wereld kan dit nog best een uitdaging zijn.

De tweede meer traditionele manier is om gebruik te maken van de geografische ligging. Hiermee wordt een stuwdam bedoelt waarbij water zicht verplaatst tussen een hoog en laag gebied, waarbij grote hoeveelheden energie kunnen worden gewonnen door een cilinder aan te drijven met stuwwater.
Sommige dammen hebben de functie wat bij energie overschot het water terug wordt gepompt naar boven op de berg om bij energie tekort deze energie terug te winnen.

Kernreactoren

Een omstreden vorm van energie opwekking is kernenergie dat wordt opgewekt in kernreactoren.
Op het gebied van kernenergie zijn er in de afgelopen decennia grote stappen gezet om de veiligheid en de opbrengst te verhogen. Daarnaast is ervoor gezorgd dat er minder radioactief afval ontstaat bij het maken van energie en zijn er veel strenge wetten gekomen waaraan de opberg plaatsen moeten voldoen van het afval.

Een van de grote ontwikkelingen in de kernenergie is de radiumreactor. Hierbij wordt er gebruik gemaakt van kernsplijting, waarbij een neutron op een radium atoom wordt afgevuurd met hoge snelheid.
Door deze neutron en het radium te laten botsen splitsen de atomen zich op waarbij alfa-straling vrijkomt bij radium 226 en bèta-straling bij radium 228.
De mooie eigenschap van dit proces is dat er relatief weinig afval vrijkomt bij de hoeveelheid energie die het oplevert. Uit verschillende onderzoeken blijkt dat er voor 1 miljoen huishoudens ongeveer even veel volume aan afval vrijkomt als het volume van 2 tot 3 dobbelstenen.

Een andere eigenschap van radium is dat het gebruikt kan worden bij bestralingen om ziektes te bestrijden. In de medische industrie wordt er veel onderzoek gedaan om zo goed mogelijk nucleaire stoffen in te zetten. Hierbij worden er machines uitgevonden om met zo weinig mogelijk straling zo veel mogelijk te bereiken door gericht in het lichaam te bestralen.

Windenergie

Een van grotere segmenten binnen het winnen van energie wordt door windenergie verzorgt. Er zijn nog grote stappen te maken om het maximale rendement hieruit te krijgen. Denk bijvoorbeeld aan het optimaliseren van het energieverlies dat door wrijving en warmte ontwikkeling ontstaat in de dynamo.

Een van de problemen die opspeelt bij deze energiesoort is dat de wieken zijn gemaakt van carbon fiber of een ander composiet. Hierbij is het op dit moment niet tot nauwelijks mogelijk om dit materiaal uit elkaar te halen en te recyclen, waardoor bij het renoveren van de wieken de oude wieken onder de grond in bepaalde situaties worden begraven. In de toekomst moet er een innovatie slag worden gemaakt om deze opwekkingsvorm te verbeteren en het mogelijk te maken om voor de kleinere consument mogelijk maken

Op moment zijn startups en studententeams bezig om een geschaald type van de windmolen op de markt te brengen. Hiermee proberen ze het voor iedereen mogelijk te maken om mee te profiteren van de technologie die in opkomst is. Klik hier om meer te weten te komen over hoe een huis efficiënt kan worden verwarmt.

Om met deze technologie het meeste energie op te weken is het belangrijk om veel wind te hebben en die is er vooral op vlakken en open gebied. Hierbij kan worden gedacht aan de gebieden aan zee, weilanden en andere plekken waar de wind niet wordt afgeremd door obstakels. Daarom loont het vooral op deze plaatsen om aan energieopwekking door de wind te doen.

Waterstof

Waterstof is een van de grote opkomers van deze eeuw. Door deze nieuwe energie kunnen auto’s industrieën en nog veel meer andere energie gebruiker worden voorzien van energie in grote hoeveelheden.

Waterstof ontstaat door in het molecuul H2O de verbinding te breken tussen de waterstofgas (H2) en de zuurstof (O). Het verbreken van de H2O kan het waterstofgas worden opgeslagen in een tank om op een gewenst moment als energiebron te gebruiken.

Het mooie van waterstof is dat alles wat in een tank wordt opgeslagen ook uit de tank komt (als de tank niet lekt). Het heeft een hoge energie dichtheid waardoor er relatief veel energie mee kan worden vervoerd in weinig ruimte. Dit is ideaal voor voertuigen of op plekken waar weinig ruimte is.

Het nadeel van waterstof is dat het in een goede stevige tank opgeslagen moet worden. Er kunnen gevaarlijke situaties ontstaan op het moment dat tanks beginnen te lekken en er een hoge tempratuur in de ruimte aanwezig is. Hierbij kan de opgeslagen waterstof gaan ontbranden waarbij de energie in een ontploffing kan voorkomen. Klik hier om meer te lezen over hoe een ontploffing of brand kan ontstaan.

Warmte opwekking en opslag

In verschillende steden wordt er stadverwarming gebruik als bron om huizen van warmte te voorzien.
De warmte is afkomstig van de industrie die in de omgeving zit en bij de werkzaamheden warmte uitstoot. Door deze warmte af te vangen en in leidingen door de stad te verspreiden kunnen mensen in de stad profijt van de industrie hebben, waarbij de warmte efficiënt wordt ingezet.

Door op momenten dat er weinig vraag is naar warmte de warmte op te slaan in de grond kan er later gebruik worden gemaakt van deze bron. Vaak gebeurt de opslag van deze warmte op 50 tot 500 meter onder de grond. De reden hiervoor is dat diep in de grond er warmte van de aarde is, waardoor er minder opgewekte warmte verloren gaat.

Een van de nadelen aan stadsverwarming is dat iedereen in de wijk op deze energiebron wordt aangesloten, waardoor er bij een energie tekort vaak dure middelen moeten worden ingezet om de wijk van warmte te voorzien.