Technasium: energie opwekken met sluizen
-
Hey,
Dinsdag 1 oktober gaat niet lukken voor mij, maar donderdag 3 oktober van 13:00 tot 14:00 kan ik. Ik hoor graag of jullie vrij krijgen, anders kunnen we naar later op de dag kijken als jullie klaar met school zijn.
Met vriendelijke groet,
Liz Loosen -
@lizloosen
Hallo Liz,
Wij hebben vrij gekregen van school donderdag 13:00 en 14:00, dus kunnen wij ook. We zien je aanstaande donderdag.
Met vriendelijke groet,
Victor en Tygo -
Hey,
Zie hieronder de link voor de zoom meeting voor morgen. Ik spreek jullie om 13:00.
Deelnemen Zoom Vergadering
https://us05web.zoom.us/j/84564584544?pwd=n08eRRNLAdSSVjwrbMvVDLlFkpjYi8.1Vergadering-ID: 845 6458 4544
Wachtwoord: 7hGkPg -
De zoom meting zal 13:15 plaatsvinden. Tot straks!
-
@lizloosen
Hallo Liz,
Wij hadden nog een vraag over sluizen. WIj hebben inmiddels een sluis gevonden, namelijk de Maasbracht sluizen. Zij worden bediend met een gemaal, dus wordt het water omhoog gepompt en daarna als het water moet zakken dan stroomt het naar beneden. Wij hebben besloten om met het model alleen het naar beneden stromen van het water te laten zodat we werken met pompen kunnen voorkomen. Wij vroegen ons alleen af of de sluis hetzelfde rendement zou hebben wanneer het water naar boven gepompt wordt en als het water naar beneden stroomt met zwaartekracht. Moet je de dan de formule van kinetische energie gebruiken of vasthouden aan de zwaarte energie? Wij hopen dat we het duidelijk hebben kunnen verwoorden zo.
Groetjes,
Victor en Tygo -
Hallo Victor en Tygo,
Als het water naar beneden stroomt wordt de potentiële energie (Ep = mgh) omgezet in kinetische energie (Ek = 1/2 * m * v^2).
Wanneer je water omhoog moet pompen, verbruik je energie om de potentiële energie van het water te vergroten. Dit energieverbruik is groter dan de energie die je terugkrijgt bij het naar beneden stromen, vanwege verliezen in het systeem (bijvoorbeeld door wrijving en efficiëntie van de pompen). Dus als je alleen met het naar beneden stromen van water zonder pompen werkt (jullie geval), blijft de zwaartekracht de belangrijkste kracht. Jullie hoeven dan dus alleen de zwaarte-energie te gebruiken als het water naar beneden stroomt.
Het rendement van de sluis is niet hetzelfde als het water naar boven wordt gepompt als dat het naar beneden stroomt. Als het water naar beneden stroomt wordt de potentiële energie (afhankelijk van het hoogteverschil) omgezet in kinetische energie en vervolgens in elektrische energie via een turbine. Het rendement van de sluis kan erg hoog zijn (ligt aan turbine en installatie). Als het water omhoog wordt gepompt, gebruik je elektrische energie om de potentiële energie van het water te verhogen. De pomp verbruikt dan dus energie wat minder efficiënt is. Het rendement ligt hier een stuk lager (afhankelijk van de pomp van het systeem).
Ik hoop dat ik hiermee jullie vraag heb kunnen beantwoorden en dat jullie weer een stuk op weg kunnen.
Met vriendelijke groeten,
Liz Loosen -
@lizloosen
Hallo Liz,
Wat wij begrijpen van je bericht is dat we een deel van de energie die gebruikt wordt bij het omhoog pompen van het water weer terug omgezet kan worden in energie. Je verliest hierdoor alsnog energie maar je krijgt een klein deel terug. Wij zullen zelf dan onderzoeken of de energie die je terugkrijgt met het omhoog pompen samen met de energie die opgewekt wordt met het naar beneden stromen van het water genoeg is zodat de sluis rendabel is.
Groetjes,
Tygo -
Ja dat klopt! Ik denk dat dit een goed onderzoek is. Verder is het belangrijk om te letten op onder andere de efficiëntie van de pompen en turbines, de hoogte van het waterniveauverschil en de hoeveelheid water die verplaatst wordt. Dit zal jullie verder moeten helpen om een bepaling te maken van de totale energie die jullie kunnen terugwinnen en opwekken. Succes!
-
Hi Liz,
Wij zijn inmiddels al een stuk verder met ons profielwerkstuk. Waar wij nu een beetje tegen aanlopen is, dat informatie vinden over bepaalde waterturbines vrij lastig te vinden is. Wij denken dat een Kaplan-turbine of een Francis-Turbine het beste zou werken bij ons project. Wij kunnen alleen moeilijk bepalen welke echt beter zou zijn voor ons project. We kunnen ook niet echt iets vinden over de kosten van zulke turbines. Misschien dat je ons daarbij verder kan helpen.
Met vriendelijke groet,
Victor en Tygo -
Hallo Tygo en Victor,
Beide turbines zijn goeie keuzes voor jullie sluis. Ik zet de belangrijkste punten voor jullie onder elkaar:
Kaplan-turbine: ideaal voor hoge valhoogtes en hoge debieten, hoge efficientie bij variabele waterstromen door verstelbare balden, hierdoor wel duurder maar rendabel bij gebruiken in wisselende wateromstandigheden.
Francis-turbine: ideaal voor middelhoge/hoge valhoogtes en gematigde debieten, eenvoudiger ontwerp dus vaak ook goedkoper in onderhoud, kosten in algemeen stuk goedkoper dan kaplan-turbine, maar minder efficient voor grote variaties in wateromstandigheden.De keuze welke turbine jullie kiezen, ligt dus aan of jullie een budget hebben, aangezien de ene een stuk goedkoper is, en of er sprake is van veel variaties in de wateromstandigheden en je dus verstelbare bladen nodig hebt. Verder is de valhoogte ook handig om mee te nemen in jullie besluit en conclusies.
De kosten van de turbines zijn afhankelijk van de capaciteit, het ontwerp en de locatie. Ik begrijp dat het lastig is hier goeie bronnen voor te vinden. Onderstaande bronnen kunnen jullie hopelijk verder op weg helpen.
http://www.engineering.lancs.ac.uk/lureg/nwhrm/engineering/turbine_costs.php - hier staan formules waarmee je de kosten van zowel de Francis als de Kaplan turbine kan berekenen.
https://energievergelijking.eu/de-kosten-van-waterkracht/?utm_source=chatgpt.com - hier staat informatie over de algemene kosten van waterkrachtinstallaties en turbines.
https://www.waterpowermagazine.com/analysis/estimating-em-powerhouse-costs/?utm_source=chatgpt.com&cf-view
https://www.mecaflux.com/en/turbines.htm?utm_source=chatgpt.comDe bronnen geven een algemene schatting en bieden formules, maar ik denk dat jullie hiermee al water verder op weg kunnen. Jullie zouden er ook nog voor kunnen kiezen om contact op te nemen met fabrikanten om zo de precieze kosten van de turbines te achterhalen, maar ik denk dat jullie nu al goeie beredeneringen kunnen maken. Succes nog!
Groeten,
Liz Loosen
