Windenergie

Wat is windenergie?

Er worden al heel lang windmolens gebouwd. De eerste windmolen kwam uit de 7e eeuw uit Perzië (nu Afghanistan). Later werd het idee van de windmolen door de Chinezen over genomen, zij pompten er water mee naar de rijstvelden. 

In 944 werd er voor het eerst over de windmolen geschreven, deze windmolens hadden een verticale as. De eerste informatie over de Chinese windmolen komt uit het jaar 1219. Vanaf 1300 verschenen de eerste windmolens in Europa en in 1390 kwamen de windmolens naar Nederland. Rond het jaar 1600 werden de windmolens in Nederland gebruikt om meel te maken, hout te zagen en water te pompen. De Amerikanen begonnen tussen 1850 en 1970 met het bouwen van windmolens met stalen bladen om water op te pompen. In 1888 werd in Portmill in Ohio, de eerste windmolen voor het opwekken van spanning gebouwd. De eerste Europese torenwindmolen om elektriciteit op te wekken werd in 1891 door Dane Poul la Cour ontwikkeld. De wind bevat veel energie. Die energie komt van de zon. De zon verwarmt de aarde niet gelijkmatig, daardoor ontstaan er drukverschillen die wind veroorzaken. Het waait natuurlijk niet overal even hard. Op open zee waait het harder dan in de stad en in de stad is de wind onregelmatig en op zee continue. Omdat Nederland aan zee ligt en een open landschap heeft, is het windklimaat hier dus goed.

Biomassa

Wat is biomassa?

Biomassa is de verzamelnaam voor organisch afvalmateriaal zoals snoeihout, GFT en mest. Onder invloed van zonlicht wordt CO2 uit de atmosfeer vastgelegd in plantaardig materiaal (fotosynthese). De CO2 wordt in de vorm van allerlei koolstofverbindingen vastgelegd (C). Bij dit proces komt zuurstof vrij (O2). Het plantaardig materiaal kan direct als energiebron dienen. Snelgroeiende gewassen zoals de populier, de wilg en olifantsgras kunnen speciaal voor dit doel worden geteeld (energieteelt).

Via de voedselketen kan het plantaardig materiaal ook omgezet worden in dierlijk organisch materiaal. Mest van koeien, varkens of kippen is daarom ook te zien als een vorm van bio-energie. Ook als water gekookt wordt boven een kampvuur, wordt er gebruik gemaakt van een vorm van bio-energie.

Aardwarmte

Wat is aardwarmte?

Iedereen kent de energie die via de vulkanen en geisers van diep uit de aarde aan het oppervlak komt. Daarbij geldt: hoe verder richting het middelpunt van de aarde, hoe hoger de temperatuur van de aardkorst. De kern van de aarde ligt op 6.370 kilometer van het aardoppervlak. Schattingen van de temperatuur in het centrum lopen uiteen van 2.000 tot 12.000 °C.

Aardwarmte is energie die wordt onttrokken aan de aardkorst. Die energie ontstaat door radioactiviteit in de kern van de aarde. Door geleiding (convectie) wordt deze energie naar de aardkorst getransporteerd. Normaliter is dat een geleidelijk proces. Maar soms komt het via vulkanische uitbarstingen plotseling met veel geweld naar de oppervlakte. De hoeveelheid aardwarmte is enorm. De buitenste zes kilometer van de aardkorst bevat thermische energie die overeenkomt met vijftigduizend keer de energie van alle olie- en gasvoorraden in de wereld. Alhoewel de aarde zeer langzaam afkoelt, is de voorraad als onuitputtelijk te beschouwen. Aardwarmte is daarom een vorm van duurzame energie.
Een andere veel gebruikte naam voor aardwarmte is geothermische energie. `Geo` betekent letterlijk `aarde` en `thermisch` staat voor `warmte`. De aardwarmte wordt al sinds eeuwen gebruikt. De Romeinen gebruikten warmwaterbronnen en geisers al in Pompeï voor warme voeten via vloerverwarming. In IJsland wordt al vanaf het begin van deze eeuw warm water gebruikt voor huishoudelijke toepassingen (verwarming en tapwater).

Waterkracht

Wat is waterkracht?

Waterkracht ontstaat uit de waterkringloop. Het water in de zee wordt door de zon opgewarmd en verdampt. Boven land stijgt de vochtige lucht op en worden er wolken gevormd. Met name in heuvels en bergen komt dit als neerslag weer naar beneden. Langs rivieren stroomt het water door het hoogteverschil weer terug naar zee. Het gebruiken van waterkracht kent een lange geschiedenis. Waterkracht is in het verleden regelmatig ingezet voor het mechanisch bewerken van allerlei grondstoffen, zoals graan en hout. Traditioneel werd de energie van water omgezet met waterwielen. Deze waterwielen werden al gebruikt in de tweede of derde eeuw voor Christus. 

Bij deze waterwielen wordt het verval van een waterstroom meteen omgezet in een draaiende beweging van het wiel. Later ontstond daaruit het waterwiel van ‘Poncelot’ die de valhoogte van het water (potentiële energie) eerst omzette in snelheid van het water (kinetische energie). Dit vond plaats in een aanstroom kanaal of buizenstelsel. Het water spuit vervolgens met grote snelheid tegen een waterwiel aan. Het ‘Poncelot’-wiel kan worden beschouwd als de voorloper van de moderne impulswaterturbine. Zo’n waterturbine wordt gebruikt in een moderne waterkrachtcentrale waarbij een groot verval wordt omgezet in hoge watersnelheden.