Werkcollege elektriciteitstransport


Voorbereiding

Bekijk de pagina werkcollege-voorbereiding-algemeen voor de regels rondom de voorbereiding van werkcolleges.

Bestudeer de volgende pagina's over elektriciteitstransport en reken mee/na:
elektriciteit-wetten
elektriciteitstransport
elektriciteitstransport-vermogensverdeling
elektriciteitstransport-vermogensverdeling-twee-bronnen
elektriciteitstransport-capaciteitsbeperkingen
elektriciteitstransport-verliezen

Beantwoord de volgende vragen over voltages en verliezen bij elektriciteitstransport:
• Wat is het maximumvermogen bij zogenaamde 'krachtstroom'?
• Welke hoogspanningsniveaus (voltages) worden gebruikt in Nederland? Kun je vinden waarom deze verschillende niveaus worden gehanteerd?
• Probeer uit te zoeken hoeveel stroomverlies optreedt over 1 kilometer hoogspanningskabel in Nederland. Laat zien wat je waar hebt gevonden.
• Bereken de relatieve verliezen van de hoogspanningsniveaus in Nederland. Doe dat voor elke combinatie van hoogspanningsniveaus.


Opdracht (deel 1)

In deze opdracht gaan we verder met het voorbeeld dat werd gebruikt in de pagina over capaciteitsbeperkingen. We kwamen op een overbelaste lijn uit, wanneer er twee aangekoppelde centrales zijn in node A en B, en de consument in node C. In het huidige voorbeeld, zie figuur 1, werd het vermogen A-C namelijk 116 MW, terwijl alle lijnen zijn beperkt tot 100 MW. Ook hebben we bepaald dat het met deze getallen nauwelijks hielp om productie van de kolencentrale in A over te hevelen naar de kerncentrale in B. De verschuiving van 20 MW bracht niet veel teweeg.


Figuur 1

Reken aan de hand van de methodes uitgelegd in de pagina's in de voorbereiding uit hoe de vermogensverdeling is als:
• Er 20 MW vraag bijkomt in A, waarvoor de kerncentrale in B 20 MW meer gaat draaien.
• Er 20 MW vraag bijkomt in B, waarvoor de kolencentrale in A 20 MW meer gaat draaien.
• Er een extra lijn bij komt tussen B en C met net zoals de andere lijnen een capaciteitsbeperking van 100 MW, met relatieve weerstand $3$Ω.

Aanpak

• Verwerk de gevraagde aanpassingen in het diagram.
• Schrijf je verwachting op van de uitkomst. Zal de overbelasting van de lijn A-C verdwijnen?
• Bepaal voor elke combinatie tussen generator en consument alle mogelijke paden.
• Reken met de uit de wetten van Ohm en Kirchhoff afgeleide vuistregels uit wat de vermogens zijn op de verbindingen veroorzaakt per generator-consument-combinatie.
• Tel de stromen op, rekening houdend met de richting.
• Interpreteer je resultaat. Is het wat je had verwacht?

Opdracht (deel 2)

Schat in:

Wind

"De beste afstand is zes keer de diameter van de rotorbladen." (RO-Webw). Neem aan dat een gemiddelde windmolen met een bladlengte van 50 meter jaarlijks 5,3 GWh produceert. Bepaal het ruimtebeslag als we windenergie willen toepassen voor het elektriceitsverbruik voor alle Nederlandse huishoudens. Noem de belangrijkste aannames.

Zon

Bekijk de zonne-instralingskaart in Europa (figuur 2 op de pagina zonne-energie). We gaan uit van zonnepanelen beschreven in dit rapportw. Neem aan een vermogen van 250 Watt piek per paneel met 60 cellen van 156x156 mm. De prijs van zo'n paneel is 277,09 euro exclusief installatie en de efficiëntie van de module is 15,3%. Wat is de verwachte jaarproductie aan stroom? Hoe snel verdient deze zich terug? Noem de belangrijkste aannames.

Uitwerking

De uitwerking staat op de pagina werkcollege-elektriciteit-transport-uitwerking

Laatste wijziging: 06-03-2019
Creative Commons-Licentie
Deze publicatie valt onder een Creative Commons licentie. Zie hiervoor het colofon.