| Energie en vermogen | Energie wordt uitgedrukt in J (joule) Vermogen = energie per tijdseenheid watt = W = J/s. |
| Rendement In de praktijk is het rendement van een bepaald proces of apparaat dikwijls van belang. Rendement is gedefinieerd als (nuttig geleverd specifiek vermogen) / (vereist input vermogen). Dikwijls is het van belang meerdere elementen in de keten te beschouwen: zie ketenrendement |
| Menselijk vermogen | ||
| Ons energie verbruik in rust is ongeveer: | 100 W (watt) | |
| Ons prestatie vermogen kan nogal variëren: | 100 W kunnen we met bv onze beenspieren vrij continue leveren. 200 - 300 W kunnen we gedurende korte tijd leveren. tot 1000 W kunnen we maar enkele seconden leveren. Dit zijn globale indicaties. In de praktijk speelt conditie en training een grote rol. |
Meten: Ons vermogen kunnen we als volgt schatten: Als we een trap op lopen met een tempo wat we lang vol kunnen houden (neem een flat gebouw van minstens 5 verdiepingen of een toren) en de tijd meten geeft dit de geleverde arbeid door de toename van de potentiële energie = massa x g x hoogte (g = valversnelling ≈ 9 ,8 m/s2): Met een hoogte van 19 cm per tree en bv 1 tree per seconde (dat vrij is lang vol te houden) en een massa (incl. kleding en schoenen) komen we dan op een vermogen van : 80 x 9,8 x 0,19 = 150 W |
| Ons rendement: de door spieren verrichte
arbeid / het energie verbruik ligt op ongeveer 20 tot 25% (de 'kale'
spier haalt een vermogen van circa 40% [pag 304 Human Anatomy &
Physiology, E.V. Marieb ea, 7de editie, Pearson International], het
verschil is nodiig voor energie toevoer omzetting etc. . Het verlies van 75% moet dus als warmte worden afgevoerd. Voor een overzicht van de energie waarden van voedsel zie: |
||
| Zonne-energie | |
| Door het grote verschil in zonnestand gedurende het jaar is de hoeveelheid energie per oppervlak sterk afhankelijk van de stand van dat oppervlak. | De hoek α
waaronder de zonnestraling bij ons (op 52°
NB) invalt varieert van 14,5° in de
winter tot 61,5° in de zomer (
zonnestand). |
 |
|
| De energie per horizontaal oppervlak, van
belang voor de landbouw, varieert dus bijna een factor 4 door het
verschil in zonnestand. Voor een vertikaal vlak bv de energie
hoeveelheid die we door een raam binnen krijgen het omgekeerde. Voor het feitelijk resultaat dienen nog enkele factoren beschouwd te worden: 1. de bewolkingsgraad 2. in mindere mate de absorptie door de atmosfeer (hoger in de winter) en het verschil in afstand tot de zon (3% groter in de zomer) . |
Op een horizontaal vlak wordt de energie dichtheid dan gegeven
door: Iact = Iinvallend / cos(90° - α). Voor een vertikaal vlak geldt dus: Iact = Iinvallend / cos(α). |
| Ketenrendement | |||||
| Regelmatig wordt van de consument verwacht keuzes te maken over efficiency van energie gebruik, (of we willen het zelf). Zelden krijgen we een totaal overzicht van de energie keten, ook hier zullen we dat niet kunnen geven. | |||||
| Winning / Bronnen | Transport | conversie | Transport | Opslag | Toepassing |
| Temperatuurverschil Oliën gas steenkool Voedsel Wind Waterstroom |
schip truck pijpleiding |
stoomturbine waterturbine |
pijpleiding hoogspanning |
Elektriciteit Warmte "koeling" mechanisch |
Verwarming Koeling Licht vervoer |
| voorbeeld: elektrische auto in vergelijking met benzine
auto In de NRC van 23 september betoogt Guus Kroes dat ten aanzien van CO2 uitstoot benzine auto's en elektrisch aangedreven auto's vrijwel gelijk zijn. Hij rekent echter met het 33% als rendement van oude centrales en betoogd dat er ook erg veel centrales bijgebouwd moeten worden als alle auto's electrisch aangedreven zouden worden. Nieuwe centrales hebben echter een rendement van 40 - 46% [wikipedia sept. 2009] |
||||||
| van bron tot Nederland |
omzetting | 'groen' factor |
Distributie verlies |
rendement | Totaal rendement |
|
| benzine | 2 % | 2% | 20% | |||
| elektrisch | 40% | 7,5 % | 10% | 80 % | ||