Energie produceren, opslaan en energieverbruiken.

Ingaande op de laatste technieken als het gaat over de productie van energie. Welke verschillende manieren van produceren zijn er nu eigenlijk, wat werkt en wat werkt niet. Uiteraard gaan we ook in op MVO en andere aspecten welke hierbij komen kijken. Dan nemen we een klein uitstapje naar het opslaan van deze energie, hoe bewaren we onze elektriciteit om weer af te geven op een plaats of moment wanneer we het nodig hebben en hoe gaan we om met ons energieverbruik. Auto’s worden elektrisch en “milieu vriendelijk” steeds meer LED verlichting wordt standaard geïnstalleerd waardoor ons verbruik omlaag dient te gaan, echter blijft het verbruik door de jaren heen alsmaar stijgen en zien we nog geen daling.

1) Energie produceren

Elektrische stroomopwekking is typisch een proces bestaande uit meerdere stappen waarbij bijvoorbeeld warmte, water aan de kook brengt; de energie van de stoom beweegt een turbine, die op zijn beurt een generator laat draaien waardoor elektriciteit ontstaat. De beweging van stoom produceert kinetische energie, de energie van bewegende objecten. Je krijgt deze energie ook uit vallend water. Het is recht evenredig met de snelheid van het bewegende lichaam , hoe sneller het beweegt, hoe groter de energie.

 

Een breed scala aan opslagtechnologieën is ontwikkeld, zodat het NET aan de dagelijkse energiebehoeften kan voldoen.  Op het elektriciteitsnet zijn nu eenmaal vele mensen aangesloten voor de afname en ook voor het beschikbaar stellen van de stroom. De leveranciers bestaan uit duizenden grote en een steeds groter wordende groep kleinere producenten waarvan een redelijk percentage van de bevolking tegenwoordig zonnepanelen heeft. Vaak genereren de zonnen panelen energie op momenten waarop er juist weinig stroom wordt gebruikt bij deze kleine “thuis” producenten.

 

Dynamo’s en generatoren

Beweging omzetten naar elektriciteit

Thermisch

Gebruik maken van stoom om iets voort te bewegen

Mechanisch / wind energie

Windmolens

Zonnen energie

Gebruik maken van straling

Gepompte waterkracht

Gebruik maken van de zwaartekracht

Dynamo’s en generatoren

Een belangrijk onderdeel van de meeste elektrische centrales is de generator, een apparaat dat roterende beweging omzet in elektriciteit. In de generator draaien spoelen van koperdraad in een sterk magnetisch veld. Terwijl de spoelen bewegen, creëert het magnetische veld de stroom van wisselstroom elektriciteit in de draad. De bron van de roterende beweging, of het nu een windmolen, een turbine of een dieselmotor is, doet er niet toe,het moet gewoon sterk genoeg zijn om de generator te laten draaien. De dynamo, een “neef” van de generator, werkt op vrijwel dezelfde manier maar produceert echter gelijkstroom.

Elektriciteit uit stoom (thermisch)

Een stoomkrachtcentrale (of generator) produceert elektriciteit door brandstoffen te verbranden, waaronder biomassa, steenkool of aardolie. De uit het proces gegenereerde stoom wordt in een turbine gevoerd. Het koperen anker (draad) in de generator draait mee met de rotatie van de turbine en produceert een elektrische stroom.

Mechanisch/ Windmolens: energie uit wind

Een windenergie-installatie roteert de bladen van een turbine, die vervolgens via tandwielen een dynamo / generator laten bewegen om elektriciteit te genereren. Windmolens zijn in het verleden gebruikt om de wielen van gekoppelde molens te roteren. Moderne windmolens zetten mechanische energie (gegenereerd door beweging) om in elektrische energie.

Zonne-energie: energie uit zonneschijn

Fotovoltaïsche cellen gebruiken de energie van het zonlicht om elektriciteit te produceren. Gelijkstroom wordt gegenereerd uit stationaire zonnepanelen (die bestaan ​​uit fotovoltaïsche cellen) en wordt vaak gebruikt voor lokale toepassingen en worden tegenwoordig steeds meer standaard op huizen geplaatst bij de oplevering. Zonne-energiecentrales op commerciële schaal winnen gestaag aan populariteit met de stijging van de prijs van fossiele brandstoffen. Ze functioneren door zonne-energie op te vangen door grote reflectoren. De gevangen energie wordt vervolgens gericht op ontvangers die verschillende technologieën gebruiken om elektriciteit op te wekken door gas- of stoomturbines aan te drijven.

Waterkracht: Vallend water

Elektriciteit die wordt opgewekt uit water wordt hydro-elektriciteit genoemd. Vallend water roteert de bladen van een hydro-elektrische turbine, die op zijn beurt het koperen anker in de elektrische generator beweegt om elektriciteit te produceren.

 

Waar gaat het heen met de energie productie?

Als alternatieve energie het vermogen heeft om stroom te produceren tegen een kosten en prestatieniveau dat gelijk is aan of minder is dan traditionele methoden, treedt NET neutraliteit op. Dit is momenteel de situatie met zon en wind.

 

Ze hebben in beide gelijkheid bereikt – prijs en prestaties. Bovenal geeft de ondersteuning van de nieuwe technologieën ze letterlijk een concurrentievoordeel ten opzichte van andere energiebronnen.

 

Kortom, de hernieuwbare energiebronnen worden vooral efficiënt en geoptimaliseerd vanwege de innovatieve technologieën zoals blockchain en AI. Eerder was het niet mogelijk om de energie in het NET te integreren, maar nu is het niet meer hetzelfde. Deze technologieën dragen aanzienlijk bij aan het versterken van de betrouwbaarheid en flexibiliteit van het NET.

 

Zonne- en windenergie zijn absoluut efficiënt en kosteneffectief en met deze zich ontwikkelende technologieën, kunnen we verwachten dat hernieuwbare energiebronnen de meest geprefereerde zijn.

 

2) Energie opslaan

Misschien klinkt het raar maar elektriciteit kan je niet opslaan, we hebben batterijen en accu’s uitgevonden welke elektriciteit omzetten naar chemische energie en deze chemische energie weer kunnen omzetten in elektriciteit. Elektriciteit zelf kunnen we niet heel veel mee helaas.

 

Sinds de ontdekking van elektriciteit hebben we gezocht naar effectieve methoden om die energie op te slaan voor gebruik op aanvraag. Het is nu eenmaal nodig om een constante hoeveelheid elektriciteit beschikbaar te hebben voor gebruik en wij kunnen geen pieken of dalen hierin hebben. In de afgelopen eeuw is de “energieopslagsector” blijven evolueren, verbeteren en innoveren in reactie op veranderende energiebehoeften en technologische vooruitgang.

 

Energieopslagsystemen bieden een breed scala aan technologische benaderingen voor het beheer van onze stroomvoorziening om een ​​veerkrachtigere energie-infrastructuur te creëren en kostenbesparingen te realiseren voor nutsbedrijven en consumenten. Om inzicht te krijgen in de verschillende benaderingen die momenteel over de hele wereld worden toegepast, kunnen we ze onderverdelen in vijf hoofdcategorieën:

 

Batterijen / accu’s

Een reeks elektrochemische opslagoplossingen waaronder geavanceerde chemiebatterijen, stroombatterijen en condensatoren.

Thermisch

Vangt warmte en koude op om energie naar behoefte te creëren of energiebehoeften te compenseren.

Mechanisch

Andere innovatieve technologieën om kinetische of zwaartekracht energie te benutten om elektriciteit op te slaan.

Waterstof

Overtollige elektriciteitsopwekking kan via elektrolyse in waterstof worden omgezet en worden opgeslagen

Gepompte waterkracht

Het creëren van grootschalige reservoirs van energie met water.

Batterijen / accu’s

De bijdragen van een aantal wetenschappers hebben ons begrip en de mogelijkheden van elektriciteit gecreëerd maar Alessandro Volta wordt gecrediteerd met de uitvinding van de eerste batterij in het jaar 1800. Op het meest basale niveau is een batterij een apparaat dat bestaat uit één of meer elektrochemische cellen die opgeslagen chemische energie omzetten in elektrische energie.

Thermische energie opslag

Moderne thermische zonne-energiecentrales produceren al hun energie wanneer de zon overdag schijnt. De overtollige energie die wordt geproduceerd tijdens piekzonlicht wordt vaak opgeslagen in thermische energieopslagfaciliteiten – in de vorm van gesmolten zout of andere materialen – en kan ’s avonds worden gebruikt om stoom te genereren om een ​​turbine aan te drijven om elektriciteit te produceren. Misschien heb je wel eens gelezen van de gigantische spiegel parken welke in de woestijn worden neergezet of een beetje dichter bij huis waar wij zelf energie uit ons eigen water weten te halen.

Mechanische energieopslag

Mechanische energieopslagsystemen maken gebruik van kinetische of gravitatiekrachten om ingevoerde energie op te slaan. Hoewel de fysica van mechanische systemen vaak vrij eenvoudig is (bijvoorbeeld een vliegwiel laten draaien of een gewicht opheffen), zijn de technologieën die een efficiënt en effectief gebruik van deze krachten mogelijk maken bijzonder geavanceerd. Hightech materialen, geavanceerde computerbesturingssystemen en een innovatief ontwerp maken deze systemen bruikbaar in echte toepassingen.

Energie opslag in de vorm van waterstof

Elektriciteit kan worden omgezet in waterstof door elektrolyse. De waterstof kan vervolgens worden opgeslagen en uiteindelijk opnieuw worden geëlektrificeerd. De retourefficiëntie van vandaag is lager dan bij andere opslagtechnologieën. Ondanks deze lage efficiëntie groeit de belangstelling voor waterstofenergieopslag vanwege de veel hogere opslagcapaciteit in vergelijking met batterijen. Geen nieuwe toepassing want we hebben het al gezien in de waterstof bus.

Gepompte waterkracht

Zwaartekracht is een krachtige, onontkoombare kracht die ons ten allen tijde omgeeft en het ondersteunt ook een van de meest gevestigde technologieën voor energieopslag, gepompte waterkracht. Momenteel is de meest voorkomende vorm van energieopslag opgeslagen in hydro-elektrische installaties, in het kort, in het water achter de dam welke aangelegd is.

 

3) Energie verbruiken

 

Het is een feit dat de vraag naar energie nooit zal afnemen, in feite zal het zeker stijgen met de verbeterde levensstandaard. Als we naar deze situatie kijken, is het dus verstandig dat de marktleiders, fabrikanten en traditionele leiders van energiebeheer samenkomen om enkele nieuwe normen vast te stellen die kunnen helpen bij een verbeterd energiebeheer, echter is dit alles niet zo gemakkelijk.

 

Terwijl we het hebben over nieuwe innovaties en technologieën, is het ook van vitaal belang om te onthouden dat een aanzienlijk deel van de wereldbevolking helemaal geen toegang tot energie heeft. Ons doel moet niet alleen zijn het vinden van innovatieve manieren voor energieverbruik maar we moeten ook rekening houden met wereldwijde ontwikkelingsuitdagingen, waaronder het toegankelijk maken van energie voor alle uithoeken van de wereld waar tekenen zijn van menselijk bestaan.

 

Hiervoor kunnen we op de samenleving gebaseerde micro netwerken bedenken omdat ze een kosteneffectieve manier bieden om betaalbare en betrouwbare stroom te leveren aan dat deel van de wereld dat zonder elektriciteit leeft. De ontwikkelingslanden hebben immers ook het recht om de voordelen van technologische vooruitgang te proeven. Ander voordeel is dat vaak in de ontwikkelingslanden de zon meer schijnt dan hier wat we weer vanuit MVO goed kunnen gebruiken.

 

Om de stijging van de globale temperatuur te beperken, komen steeds meer landen met emissiereductiedoelstellingen en klimaatactieplannen.

 

Het bieden van schone, modulaire en duurzame energiesystemen zou dus voorop moeten staan in onze ontwikkelingen, omdat dit op zijn beurt onze gemeenschappen hier enorm zal helpen maar ook de gemeenschappen iets verder van ons vandaan.