H1 Windturbine inleiding

Door Niels_1 gepubliceerd op Monday 09 June 19:43

Een kleine inleiding van deze zilla vindt u hier.

 

1                           Inleiding

 

Windturbines leveren een belangrijke bijdrage aan de productie van elektriciteit en dit zal in de toekomst alleen maar toenemen. Omdat de vraag naar hernieuwbare energie steeds groter wordt, investeren veel bedrijven in windturbines.

 

Windturbines kunnen vele vormen en kleuren hebben. Grote windturbines worden voornamelijk gebruikt voor het opwekken van energie door bedrijven. Enkele voorbeelden hiervan zijn Celanese in Lanaken en energie maatschappijen zoals Electrabel.

Ondanks het feit dat vooral grote windturbines gebruikt worden voor de productie van elektriciteit, leveren ook middelgrote en kleine windturbines een bijdrage aan de energieproductie. Deze windturbines kunnen zowel aan masten (tot 15 meter hoog), als aan gebouwen of andere constructies bevestigd worden.

 

Een windturbine kan niet zomaar geplaatst worden. Hiervoor moeten verschillenden rapporten gemaakt en beoordeeld worden. Deze moeten dan ook weer goedgekeurd worden door de gemeenten. Ook de omwonenden hebben inspraak, hun protest kan het bouwen van windturbines tijdelijk of zelfs helemaal stopzetten. Dit is de reden waarom er veel tijd overheen gaat vooraleer een windturbine daadwerkelijk stroom kan leveren aan het net.

 

1.1                    Groene energie

Groene energie is afkomstig uit schone en onuitputtelijke bronnen. De vuile energie die momenteel vooral wordt gebruikt, wordt opgewekt uit aardolie, steenkool, aardgas… Wanneer deze energie wordt opgewekt komen er veel schadelijke stoffen vrij zoals CO2. Deze brandstoffen zijn eindig en geraken na verloop van tijd op. Hierdoor is het beter om groene energie te gebruiken.

Een andere naam voor groene energie is hernieuwbare energie of duurzame energie. Voorbeelden van groene energie zijn zonne-energie, windenergie, waterkracht…

Groene energie wordt vaak verward met groene stroom. Het is dus goed om te weten dat groene energie een veel breder begrip is dan groene stroom. Men kan groene energie niet alleen gebruiken voor elektriciteit, het heeft nog veel meer mogelijkheden. Men kan met groene energie namelijk hetzelfde doen als met grijze energieenergie([1]),

 

1.2                    Fossiele brandstoffen

De belangrijkste fossiele brandstoffen op aarde zijn aardolie, aardgas en steenkool. Dit zijn allemaal koolstofverbindingen, ontstaan uit resten van dierlijk en plantaardig leven van miljoenen jaren oud. De koolstofdioxide[2] van deze dieren en planten was al die tijd in de bodem opgeslagen en kwam dus niet in de lucht terecht.

36d52a33d08269caff4ee398c1b1231f_1402338Figuur 1: Koolstofdioxide cyclus


De verbranding van deze fossiele brandstoffen zorgt ervoor dat er een uitstoot van CO2 is. Dit zorgt op haar beurt weer voor een klimaatverandering. Een ander probleem dat zich stelt, is dat deze fossiele brandstoffen kunnen opraken. Het gebruik van de fossiele brandstoffen gaat in een veel groter tempo achteruit dan de vorming ervan. Op dit moment is Europa al voor 50% afhankelijk van de import van fossiele brandstoffen. Deze brandstoffen zijn voor een groot deel uit politiek instabiele landen afkomstig. Wanneer er niets verandert, dan neemt deze afhankelijkheid de komende decennia drastisch toe, tot zelfs 80%. Dit zorgt voor een bedreiging van onze economische groei.

Het jarenlange en veelvuldig gebruik van deze fossiele brandstoffen heeft tot gevolg gehad dat de concentratie CO2 in de atmosfeer zodanig verhoogd is, dat dit als een van de belangrijkste invloeden op de versterking van het broeikaseffect kan worden beschouwd. Moesten we dit probleem niet aanpakken, dan wordt er nog in onze eeuw een verhoging van de temperatuur verwacht die kan variëren tussen 1,4 en 5,8°C. Deze verhoging zorgt er vervolgens voor dat de zeespiegel zal toenemen met 9 tot 88cm. In 1972 was er een bijeenkomst van de Club van Rome[3]

Daar werd er gesteld dat als we op dit tempo fossiele brandstoffen blijven gebruiken, dat deze voorraden tegen het jaar 2100 opgeraakt zullen zijn. Men had het daar dus over de grenzen aan de groei. Deze grenzen werden toen berekend aan de hand van het verband tussen de economische groei en de milieugevolgen.

De prognoses van toen zijn op geen enkel punt uitgekomen, maar ze hebben er wel voor gezorgd dat de milieuproblematiek internationaal op de politieke agenda kwam te staan. Men kwam tot het besluit dat er gestreefd moest worden naar een rationeel energieverbruik en naar de toenemende ontwikkeling van hernieuwbare energiebronnen. Dit alles in het kader van een duurzame toekomst. Men was het er aan de ene kant wel mee eens dat de uitstoot van broeikasgassen aan banden gelegd moest worden, maar toegevingen doen aan de moderne levensstijl met een hoog energieverbruik wil men niet.

 

 

Hernieuwbare energie is afkomstig van energiebronnen die altijd aanwezig zullen zijn. Deze worden immers niet ontgonnen uit eindige voorraden steenkool, olie of bijvoorbeeld aardgas en hebben bij de exploitatie geen of misschien maar een beperkte invloed op het milieu. Met de beperkte invloed bedoelen we de hinder die ze kunnen veroorzaken bij de bouw van de installaties.

 

 

625de1aeb02115ab6aefe4386adc6eec_1402338

Figuur 2: Koolstofdioxide uitstoot

 

1.3                    Broeikasgassen

1.3.1               Waterdamp

Twee derde van het natuurlijk broeikaseffect is waterdamp (H2O). Watermoleculen in de atmosfeer houden de warmte die door de aarde wordt uitgestraald vast. Vervolgens stralen deze moleculen die warmte weer naar alle kanten uit. Zo verwarmen ze het aardoppervlak. Daarna wordt de warmte teruggekaatst naar de ruimte.

Deze waterdamp is een onderdeel van de waterkringloop of hydrologische cyclus. Deze cyclus is een gesloten systeem dat circuleert vanuit de oceanen en landmassa’s naar de atmosfeer en weer terug via verdamping, condensatie en neerslag naar de oceanen. De mens voegt geen waterdamp toe aan de atmosfeer. Wel kan warmere lucht veel meer vocht vasthouden, waardoor de temperatuur vervolgens nog meer gaat stijgen.

 

74899517f47d473425690e1d2e6d3e03_1402338

Figuur 3: Broeikasgassen

 

1.3.2               Koolstofdioxide

De grootste bijdrage voor het versterken van het broeikaseffect wordt geleverd door de mens. Dit is namelijk kooldioxide of CO2 (60%).

Ook koolstof is onderdeel van een cyclus, net als water. Deze cyclus wordt de koolstofkringloop genoemd. De koolstof beweegt door de atmosfeer, de aardse biosfeer en de oceanen. Planten nemen CO2 op vanuit de atmosfeer via fotosynthese. Deze koolstof gebruiken ze voor de groei van hun plantenweefsel. Dit stoten ze vervolgens weer af in de atmosfeer wanneer ze afsterven en verteren. Dit gebeurt ook bij dieren en mensen. Hun groei is namelijk gebaseerd op de koolstof die wordt opgenomen door het eten van planten of plantetende dieren. De koolstof wordt uitgestoten als CO2 via het uitademen of wanneer ze sterven.

Ook fossiele brandstoffen bezitten koolstof. Fossiele brandstoffen zijn overblijfselen van dode planten en dieren die gedurende miljoenen jaren gevormd zijn onder bepaalde omstandigheden. Wanneer deze brandstoffen verbrand worden, komt de koolstof via CO2 in de atmosfeer.

 

Wanneer we terugkijken naar de evolutie van de kooldioxidegehaltes varieerde dit tot minder dan 10% voor de Industriële Revolutie. Sinds 1800 zijn deze concentraties gestegen tot meer dan 30%. Dit komt door het verbranden van de enorme hoeveelheid fossiele brandstoffen, dat nodig is om energie op te wekken.

Momenteel sturen we meer dan 25 miljard ton CO2 per jaar de atmosfeer in.

Wetenschappers hebben ontdekt dat de huidige CO2-concentraties in de atmosfeer zich op het hoogste niveau in 650 000 jaar bevinden.

De CO2 kan 50 tot 2000 jaar in de atmosfeer blijven, afhankelijk van hoe het naar het land of de oceanen terug circuleert.

 

1.3.3               Methaan

Methaan (CH4) is de op een na belangrijkste oorzaak van het versterken van het broeikaseffect. De concentraties van methaan zijn sinds het begin van de Industriële Revolutie verdubbeld en dragen zo voor ongeveer 20% bij aan het versterken van het broeikaseffect.

 

Methaan wordt voornamelijk geproduceerd door bacteriën die van organisch materiaal leven, in een zuurstofarme omgevingen. Dit betekent dat het gas vrijkomt uit natuurlijke en onnatuurlijke bronnen, waarbij het meeste afkomstig is van activiteiten beïnvloed door de mens. Voorbeelden hiervan zijn ontginning en verbruik van fossiele brandstoffen, veehouderij (vee eet plantaardig materiaal dat in hun maag verteerd wordt, waardoor methaan in de door vee uitgeademde lucht en in de mest terechtkomt), rijstproductie (rijstvelden staan onder water en produceren methaan doordat het organische materiaal in de bodem verteert zonder voldoende zuurstof) en vuilstortplaatsen (hier verteert organisch afval zonder voldoende zuurstof natuurlijk ook).

Moeraslanden en oceanen daarentegen zijn natuurlijke bronnen waar methaan afkomstig van is.

 

1.3.4               Distikstofoxide

Distikstofoxide (N2O) komt vrij in oceanen en regenwouden. Het wordt ook geproduceerd door bacteriën in de bodem, bijvoorbeeld door meststoffen met stikstof, door verbranding van fossiele brandstoffen en door chemische industrieprocessen waarbij stikstof gebruikt wordt, zoals rioolwaterzuivering. Dit zijn menselijke bronnen van distikstofoxide.

 

Net zoals de andere stoffen die zorgen voor een verhoging van het broeikaseffect, absorberen ook hier de moleculen weer warmte die naar de ruimte ontsnapt.

 

1.3.5               Gefluoreerde broeikasgassen

Dit zijn de enige broeikasgassen die niet natuurlijk zijn, maar door de mens zijn ontwikkeld voor industriële doeleinden. Deze zorgen voor 1,5% van het versterken van het broeikaseffect. Deze gassen kunnen tot 22 000 keer meer warmte vasthouden dan CO2 en kunnen ook nog eens duizenden jaren lang in de atmosfeer aanwezig blijven.

Voorbeelden van deze gassen zijn fluorkoolwaterstoffen (HFC), gebruikt voor koel- en vriesapparatuur. Voorbeelden hiervan zijn zwavelhexafluoride (SF6) dit wordt onder andere gebruikt in de elektronische industrie, en perfluorkoolstoffen (PFC) die vrij komt bij de productie van aluminium, eveneens dus in de elektronische industrie. Het bekendste gas van dit type is chloorfluorkoolstof (CFK) het behoord niet alleen tot de gefluoreerde broeikasgassen, het tast ook de ozonlaag aan.

 

971ea966fcd765ff3345a6a57512227d_1402338

Figuur 4: Bronnen van broeikasgassen in de EU in 2003

 

1.4                    Kyoto Protocol

d3844d9dd847aa017eb1d51d92075d2b_1402338

Figuur 5: The Japan Times over Kyoto Protocol

In 1997 hebben de partijen van de VN het klimaatverdrag in Japan, het Kyotoprotocol aangenomen. Dit protocol streeft ernaar dat landen hun uitstoot van broeikasgassen door een nationaal beleid en interne maatregelen zouden doen dalen. Het protocol geeft ook een aantal voorstellen van mogelijke beleidsmaatregelen. Enkele voorbeelden hiervan zijn: productie van groene stroom, promotie van het openbaar vervoer, het opleggen van isolatienormen voor woningen, bescherming van de bossen die CO2 opnemen…

Door de toenemende uitstoot van broeikasgassen veranderd het klimaat op aarde en de weersomstandigheden aan een zeer snel tempo. Ecosystemen, landbouw en watervoorzieningen zullen zwaar beproefd worden. Daarom kent het Kyoto Protocol aan de geïndustrialiseerde landen een hoeveelheid uitstootrechten voor broeikasgassen toe voor de periode 2008-2012. Deze broeikasgassen zijn verantwoordelijk voor de klimaatsverandering op aarde.

België moest de uitstoot met 7,5% terugschroeven ten opzichte van zijn uitstoot in het jaar 1990. Voor het eerst in de geschiedenis zijn er nu daadwerkelijk concrete en bindende reductiedoelstellingen.

 

1c2f5a53122edb037cceecf2646dc635_1402338

Figuur 6: Verdeling Kyoto Protocol

In een duurzaam energiebeleid komt energiebesparing op de eerste plaats, met andere woorden, we moeten op een rationele en verantwoorde manier omspringen met ons energieverbruik.

Maar er moet niet alleen gewerkt worden aan rationeel energieverbruik, er moet ook een stijging gerealiseerd worden van de opwekking van hernieuwbare energiebronnen, zoals biomassa, windenergie, waterkracht en zonne-energie. Voor Vlaanderen moet er tegen 2020 een aandeel van 13% hernieuwbare energie gehaald worden. De Vlaamse regering zelf legt de lat een stuk hoger en wil naar 20% gaan tegen 2020.

 

1.5                    Verdeling van de energie

5a8a61d04ab2f29883523771ebb347f7_1402342

Figuur 7: Energie verdeling

De bovenstaande figuur laat de vergelijking zien tussen ons huidig energieverbruik met de totale hoeveelheid duurzame energie die we zouden “kunnen” oogsten. Het besluit hieruit is dat er meer hernieuwbare energie ter beschikking is dan dat er momenteel gebruikt wordt.

De grootste energiebron die de mensheid kent is de zon. De zon levert gigantisch veel energie aan de aarde die we kunnen “oogsten” via zonnecellen of zonnewarmtecentrales. Ondanks dit blijft de grootste hoeveelheid energie toch afkomstig uit fossiele brandstoffen.

Ongeveer een half procent van de zonnestraling wordt omgezet in luchtstromingen, indien we die wind zouden opvangen met windturbines zou ons dat eveneens heel veel energie kunnen opleveren.

Een klein deel van de zonnestraling en de wind zorgt dan weer voor de regen die op haar beurt weer voor waterkracht zorgt.

De zon zorgt nog voor andere energiestromen zoals aardwarmte, oceaanstromingen en getijden. Deze laatste zijn wel minder groot maar op bepaalde plaatsen kunnen ze zeer interessant zijn.

We kunnen dus stellen dat het probleem niet is dat we een tekort aan energie hebben, maar we moeten de energie uit de zon op een slimmere manier winnen en gebruiken.

 

Vandaag de dag wordt er steeds meer gepraat over duurzame energie. Maar we kunnen stellen dat een energiebron pas duurzaam is als deze bron onuitputbaar is. Bij windenergie is dat zeker het geval. De wind waait altijd en de wind zal ook verder in de toekomst blijven waaien, dat wil dus zeggen dat wind een duurzame bron is.

cbc54c90fb53e0e7d7398aac86fa7a43_1402342

Figuur 8: EWEA


We willen ons nu verder toeleggen op het onderwerp “Windenergie en windmolens”.

Vroeger gebruikte men windenergie vooral voor het malen van graan of het verpompen van water. Vandaag de dag wordt windenergie omgezet in elektriciteit.

In Europa zorgde de oprichting van de European Wind Energy Association, kortweg EWEA, ervoor dat er een actieve promotie plaatsvond van windenergie. EWEA groepeert een 700-tal leden verspreid over 60 landen.

 

[1] Grijze energie:                Vuile energie

[2] Koolstofdioxide:            Anorganische verbinding tussen koolstof en zuurstof met brutoformule CO2.

[3] Club van Rome:             Particuliere stichting, opgericht in april 1968 door Europese wetenschappers. Hier brachten ze hun zorgen over de toekomst van de wereld aan het licht.

 

BRONVERMELDING

Stap over naar Oxxio

Help deze website en onze schrijvers, stap over naar Oxxio als energieleverancier.

Reacties (0) 

Voordat je kunt reageren moet je aangemeld zijn. Login of maak een gratis account aan.