Hebt u zich wel eens verdiept in de bijvoorbeeld zonnepanelen ? Dan ben u òf afgehaakt bij de getallen, òf u heeft er verstand van. Is dat laatste het geval, dan roep ik u op om eventuele correcties op onderstaand artikel te geven. Haakt u af bij de getallen, dan is dit artikel bedoeld om je te helpen om in ieder geval wat meer alinea’s van de informatie te doorgronden.

Vermogen en Energie zijn twee begrippen die vaak in een adem genoemd worden. En ze worden ook heel vaak door elkaar gehaald. Afgezien van het feit dat dat fout is, werkt het ook tegendraads in het begrijpen van de informatie.

De twee begrippen hebben echter wel veel met elkaar te maken, net als bijvoorbeeld stoel en tafel, maar dan anders. Om het maar meteen even natuurkundig te formuleren : Vermogen is een energiestroom.

Dat is het beste te zien aan de grootheden. Energie wordt uitgedrukt in Joules (J). Vermogen wordt uitgedrukt in Joule per seconde (J/s). Voor beide grootheden zijn er diverse alternatieven in gebruik.

Energie is nodig om iets voor elkaar te brengen, bijvoorbeeld om een piano naar tweehoog schouwen (in de natuurkunde spreekt men van verrichte arbeid). De tijd die je daar over doet, bepaalt de hoeveelheid vermogen dat nodig is. Een piano weegt 600 kilo. Tweehoog is om en nabij 6 meter (oude grachtenpand). De hoeveelheid energie om die piano boven te krijgen is (Energie = m*g*h, ofwel massa m in kg, gravitatieversnelling g=9.81), hoogte h=6 m). De benodigde energie is 35000 J ofwel 35 kJ.

Als je daar één uur over doet, dan heb je een vermogen nodig van 35kJ gedeeld door 3600 s is ongeveer 10 J/s ofwel 10 Watt. Dat is best wel alleen op te brengen. Als je dit in 6 minuten wil doen, dan heb je dus gedurende die 6 minuten 100 W nodig. Dat is al best wel veel voor één persoon. Hulp is dan welkom.

Energie

Gebruikte eenheden : Joule, kiloWattuur, Calorie, kiloCalorie.

Bijvoorbeeld om een liter water van 10 graden Celsius aan de kook te brengen, is een bepaalde hoeveelheid energie nodig. Dat is ongeveer 376000 Joule ofwel 376 kilo joule (kJ). Suiker heeft een verbrandingswarmte van 16 kJ/gram. Daar is dan 376/16 = 23 gram suiker voor nodig. Vergelijk dit eens met het optakelen van die piano: daar was slechts 35kJ nodig, dus iets van 2,3 gram suiker.

De calorie, of kilocalorie, zijn grootheden die in de voedingswereld gebruikt worden. Eén calorie is nodig om 1 gram water 1 graad Celsius in temperatuur te verhogen. In bovenstaand voorbeeld is er kan 90 kCal nodig. De calorie en de Joule zijn dus ook eenvoudig in elkaar om te rekenen: 1 calorie komt overeen met 4,2 J.

Vermogen

Gebruikte eenheden: Joule per seconde, Watt, kiloWatt, Paardenkracht.

Zoals in het voorbeeld met de piano al is verklapt, is het vermogen een energiestroom. ofwel het aantal Joule per seconde, wat meteen de definitie is van Watt :

1 J/s = 1 W.

Een voorbeeld : met een waterkoker wordt 1 liter water van 10 graden Celsius aan de kook gebracht. Hierboven hebben we al geleerd dat daarvoor 376000 Joule nodig is. We hebben een waterkoker met een vermogen van 1000 Watt. In dat geval zal het 376000/1000=376 seconden duren voor het water kookt (ongeveer 6 minuten). Met een waterkoker van 2000 Watt, duurt dat dus de helft, ofwel 3 minuten. Let dus op het vermogen als je een waterkoker koopt.

Zonnepanelen

Nadat de piano op zijn plek staat, en het water voor de thee kookt, hebben we nu de tijd om over zonnepanelen te praten.

De straling van de zon verwarmt ons. ga maar een in de zon op je dakterras liggen. De straling van de zon bevat dus energie. Per seconde valt er op iedere vierkante meter op aarde, als de zon recht boven je staat, ongeveer 1000 J energie neer. dat betekent dus een vermogen van 1000 Watt. dat is voldoende voor 20 flinke gloeilampen. De  liter water van eerder, kookt in 6 minuten. Een zonneboiler werkt ook op deze manier; feitelijk is dat een grote waterkoker die zijn energie uit de zonnestraling haalt. Een zonneboiler van 100 liter kookt dus in 600 minuten (=10 uur). Helaas, is het rendement, dat is het percentage van de beschikbare energie die nuttig wordt gebruik laag, en staat de zon niet de hele dag recht boven je hoofd. Dus duurt het langer. heb ik echter meer vierkante meters, dan gaat het weer veel sneller.

Een zonnepaneel verwarmt echter geen water, maar produceert elektrische energie.

{nog afmaken}