Duurzame Energie (zonder de gebakken lucht)

Presentatie over: "Duurzame Energie (zonder de gebakken lucht)"— Transcript van de presentatie:

1 Duurzame Energie (zonder de gebakken lucht)
Modelleren op een bierviltje Jeroen Spandaw

2 David MacKay: TED Talk (YouTube)

3

4 Verband met ontwerpen?

5 Doelen Leerligen leren ruwe schattingen te maken “op de achterkant van een bierviltje” Het belang van dergelijke ruwe schattingen De lol van dergelijke ruwe schattingen Dit toepassen op ons energieprobleem: schatting ‘productie’ duurzame energie schatting ‘energieverbruik’ & ‘energiebesparing’

6 Inhoud Voorbeeld van een ruwe schatting Didactiek
Nog twee ruwe schattingen (energie) Didactiek & Ervaringen met lesmateriaal in v3 Antwoorden op brandende energievragen

7 “Fermi-problemen” Hoeveel pianostemmers zijn er in Nederland?
8 miljoen huishoudens ½ miljoen piano’s gestemd per jaar pianostemmer: 20 per week, 800 per jaar  ∼ 600 pianostemmers

8 Schatten wordt onderschat

9 Delftse Pre-NLT-module
Passen alle Nederlanders op het eiland Texel? Leerlingen bedenken zelf ook zulke vragen. Orde van grootte schatten Over- en onderschatten Valideren van schattingen ‘Productie’ van duurzame energie

10 Fermi op Open University YouTube

11 Inhoud Voorbeeld van een ruwe schatting Didactiek
Nog twee ruwe schattingen (energie) Didactiek & Ervaringen met lesmateriaal in v3 Antwoorden op brandende energievragen

12 Getijdenenergie NL Waddenzee?
𝐸∼𝑚𝑔 Δℎ iedere 12 uur: Δℎ∼2 m Opp. ∼150×20 k m 2 𝑚∼2×3⋅ 10 9 × 10 3 kg 𝐸∼ joule Rendement getijden-installaties? NL verbruikt J / dag

13 Uit David MacKay: Sustainable Energy without the Hot Air
𝑃= 250⋅ J/s = 2⋅ J/etmaal Als dit helemaal ‘geoogst’ zou kunnen worden met rendement van 100%, dan gaf dit 80% van totaal ‘verbruikte’ energie in VK 200 keer onze schatting voor NL Waddenzee

14 Dimensieanalyse (eenhedenalgebra)

15 Breedte b biobrandstofstrook voor snelweg (1 strook)
Welke gegevens nodig? 𝑣∼ 100 km / uur 𝐶∼ 1 L / 20 km 𝑑∼100 m 𝑌∼1000 L / ha⋅jaar 𝑏∼ ?

16 Breedte b biobrandstofstrook voor snelweg (1 strook)
𝑣∼ 100 km / uur 𝐶∼ 1 L / 20 km 𝑑∼100 m 𝑌∼1000 L / ha⋅jaar 𝑏∼𝑣 𝑏∼𝐶, 1 𝑑 , 1 𝑌 𝑏∼(𝑣⋅𝐶) / (𝑑⋅𝑌) dimensie: (𝐿 3 /𝑇)/( 𝐿 4 / 𝐿 2 𝑇) = lengte (klopt!) 5 L uur L⋅m m 2 ⋅jaar = 5 10 m× 10 4

17 Breedte b biobrandstofstrook alternatieve aanpak
𝑣∼ 100 km / uur 𝐶∼ 1 L / 20 km 𝑑∼100 m 𝑌∼1000 L / ha⋅jaar 𝑣∼30 m/s 𝐶∼ 1 20 ⋅ 10 −3−3 m 3 /m 𝑌∼ 1 m m ⋅ s =0.3⋅ 10 −10 m s 𝑏∼(𝑣⋅𝐶) / (𝑑⋅𝑌) 1.5⋅ 10 −5 3⋅ 10 −9 =5× m

18 Breedte b biobrandstofstrook ‘eenvoudigste’ berekening?
𝑣∼ 100 km / uur 𝐶∼ 1 L / 20 km 𝑑∼100 m 𝑌∼1000 L / ha⋅jaar 100 m, permanent 1 auto 2400 km/24 u = km/jr → 5⋅ L brandstof / jr 𝑏 0 =100 m → 1 ha opp. → 1000 L / jaar Dus 50 keer zoveel nodig Dus 𝑏=5 km

19 Inhoud Voorbeeld van een ruwe schatting Didactiek
Nog twee ruwe schattingen (energie) Didactiek & Ervaringen met lesmateriaal in v3 Antwoorden op brandende energievragen

20 Overlappende projecten

21 Ervaringen in vwo 3

22 Ervaringen in vwo 3 Topmoment schooljaar:
Hoeveel docenten werken in Nederland? ‘We hebben het aantal met een factor 2 onderschat…” “Dat komt misschien omdat veel docenten in deeltijd werken…”

23 Inhoud Voorbeeld van een ruwe schatting Didactiek
Nog twee ruwe schattingen (energie) Didactiek & Ervaringen met lesmateriaal in v3 Antwoorden op brandende energievragen

24 Oppervlakte nodig om te leven van duurzame energie
Bron: David MacKay, Sustainable Energy without the Hot Air

25 Oppervlakte nodig om te leven van duurzame energie
Bron: David MacKay, Sustainable Energy without the Hot Air

26 Oppervlakte voor duurzame energie als we 90% energie besparen…

27 Samenvatting Leerlingen in vwo 3 kunnen leren ruwe schattingen te maken m.b.v. Delftse pre-NLT-module Nauwkeurige Onnauwkeurigheid Dit bevordert creativiteit & realiteitszin! Niet alleen toepasbaar op energievraagstuk. Om onze energiebehoefte duurzaam te ‘produceren’ moet heel veel gebeuren. Alle kleine beetjes helpen? Helaas niet!

28