Basiscursus Elektriciteit
Praktijkadres:
Frans Bekkerstr.78
3082 TW Rotterdam
KvK:24468640 Rotterdam
BTW: NL078530659B.03
Energieomzetting
Energie,in welke vorm dan ook,kan omgezet worden in een andere vorm van energie.Met name elektrische energie kan in veel andere vormen van energie worden omgezet.Bij een omzetting van de ene vorm van energie naar de andere vorm kan geen energie verloren gaan.Wel komt het voor dat een deel van de energie wordt omgezet in een vorm van energie die niet gewenst is.Deze energie in niet - gewenste vorm, wordt verlies genoemd.
Energietransport
Bij het opwekken van elektriciteit,dus van elektrische energie,in een elektriciteitscentrale,vindt de eerste energieomzetting plaats.Een elektriciteitscentrale gebruikt brandstof voor de stoomturbine.De brandstof zoals kolen,gas of olie zorgt ervoor,dat het water in de centrale tot stoom wordt verhit.De onstane stoom in de turbine,drijft een groot aantal schoepen aan,waardoor een as gaat draaien.Aan deze as,zit de as van de generator gekoppeld.Doordat de as van de generator gaat draaien,wordt er een elektrische spanning opgewekt.De opwekking gebeurt via dezelfde principe als in een fietsdynamo: met spoelen en magneet.
De opgewekte spanning van de generator wordt naar een verdeelstation geleid,om daar door middel van transformatoren te worden verhoogd tot bijvoorbeeld 150.000 V.Deze hoogspanning wordt vervolgens via bovengrondse hoogspanningsmasten naar een hoogspanningsstatioen geleid om daar te worden omgezet in bijvoorbeeld een spanning van 10.000 V.Vanaf een hoogspanningsstion wordt vervolgens de spanning door middel van grondkabels naar de transformatothuisjes,die in alle woonwijken staan,geleid.
In een tranformatothuisje wordt de hoge spanning omgezet in een spanning van 230/240 V.Vanaf de transformatorhuisje worden alle woningen,fabrieken,scholen en dergelijke via grondkabels voorzien van elektrische energie.Tijdens het opwekken van elektrische spanning en ook tijdens het transport,treden er verliezen op.Als eerste treden er verliezen op bij de verbranding van de brandstof voor het verwarmen van het water in de turbine.Niet alle warmte zal voor de volle 100 procent aan het water worden afgegeven.
In de transformatoren die zich in de verdeelstations en transformatorhuisjes bevinden,om de spanning hoger of lager te maken,treden verliezen op.Ook in het transportsysteem dat bestaat uit,hoogspanningsleidingen,grondkabels,installatiedraad en installatiekabels treden verliezen op.Tot slot zal in de verbruikstoestellen niet alle elektrische energie omgezet worden in die energievorm waarvoor het toestel gemaakt is.
Kolenncentrale,Nijmegen.
Bij een conventionele kolengestookte centrale, wordt water onder hoge druk in een stoomketel gepompt, en door middel van het stoken van zeer fijn vermalen kool (poederkool) verhit. Daarnaast bestaan er kolencentrales die werken volgens het STEG principe. Daarbij worden de kolen eerst vergast. Het gas wordt in een gasturbine verbrand. De resterende warmte wordt weer in gebruikt om stoom te verhitten. Voor meer informatie: zie Kolenvergassing.
Het water wordt in verschillende delen van de stoomketel verhit tot deze oververhitte stoom is geworden, met een temperatuur van ongeveer 540 graden Celsius en een druk van 180 bar. Als de stoom uit de stoomketel komt wordt deze door een meertrapsstoomturbine geleid, waar de energie in de stoom wordt omgezet in rotatie-energie. De druk en temperatuur van de stoom zijn hierna flink verminderd. Met rotatie-energie van de stoomturbine wordt een generator aangedreven.
De stoom die uit de hogedruk-stoomturbine komt wordt nogmaals door de stoomketel geleid om de energieinhoud weer te verhogen, en vervolgens in de midden- en lagedruk stoomturbines verder te expanderen en rotatie-energie te leveren. Als de stoom volledig geëxpandeerd is, wordt deze door een condensor geleid; hier wordt de stoom gecondenseerd tot water, zodat de voedingwaterpomp de druk weer op kan voeren en het water weer de stoomketel in kan.
Werking brandstofcircuit
Bij een kolencentrale wordt steenkool gestookt. Omdat deze kool wereldwijd verschilt van samenstelling, worden de verschillende soorten kolen gemengd, zodat aan bepaalde standaarden kan worden voldaan. Op deze manier kan bijvoorbeeld een partij goedkope kolen met een hoog zwavelgehalte worden gemengd met een partij duurdere kolen met een laag zwavelgehalte, zodat in totaal goedkoper gestookt kan worden, terwijl toch aan emissienormen kan worden voldaan.
De losse partijen kolen worden in de buitenlucht opgeslagen op het kolenpark en gemengd op het mengveld. Vanuit het mengveld worden de kolen getransporteerd naar de kolenbunkers, dit is de werkvoorraad kolen, die in de centrale zelf wordt opgeslagen. Vanuit de kolenbunkers worden de kolen in de poederkoolmolen geleid en heel fijn vermalen. De poederkool wordt met lucht getransporteerd naar de branders in de stoomketel, waar onder een overmaat aan lucht de kolen verbrand worden.
Doordat in de kolen ook onbrandbare stoffen voorkomen, blijft er in de stoomketel wat as achter en wordt er ook een hoop as meegevoerd met de afgevoerde rookgassen. De bodemas die in de stoomketel achterblijft, wordt afgevoerd en de vliegas uit de rookgassen wordt met een elektrostatisch vliegasfilter afgevangen.
De rookgassen bevatten ook stikstofoxiden; deze worden verminderd door middel van reductie met een katalysator (SCR). Doordat steenkool zwavel bevat, komt er bij de verbranding ook zwaveldioxide vrij; deze wordt afgevangen in de Rookgas Ontzwavelings Installatie (ROI). Tussen de SCR-eenheid en de ROI bevindt zich een elektrostatisch filter waarmee vliegas (stof) wordt afgevangen met een rendement tot 99,95%.
Naast dit alles bevat het rookgaskanaal ook nog een luchtvoorwarmer (LUVO), waar de warmte van de rookgassen wordt overgedragen aan de lucht die voor het verbranden van de kolen wordt gebruikt, waardoor het rendement verhoogd wordt. Een moderne ultra superkritische kolencentrale kan een rendement van 46% halen. Dat wil zeggen dat 46% van de energieinhoud van de kolen wordt omgezet in elektriciteit. Het rendement van oudere centrales ligt vaak niet hoger dan zo'n 37-40%.
Een mentaliteitsverandering
In Groot-Brittannië zijn op 11 september 2008 zes activisten van Greenpeace vrijgesproken in een rechtszaak, aangespannen door energiebedrijfE.ON. De activisten protesteerden tegen de uitstoot van CO2 en de aanleg van een nieuwe kolencentrale in Kingsnorth (Kent) en beklommen op 8 oktober 2007 de schoorsteen van de bestaande centrale. Zij wilden hun onvrede uiten door met grote letters Gordon, bin it op de schoorsteen te schrijven, echter zij kwamen niet verder dan slechts Gordon, na dreigementen dat zij voor de Hooge Raad gesleept zouden worden. E.ON wilde de schade van £ 35.000 op de activisten verhalen, maar zij werden vrijgesproken, omdat de jury besliste dat de schade die de kolencentrale aan het milieu toebrengt vele malen groter is dan de schade die de activisten veroorzaakten met de geplaatste graffiti.[1]
