Energierendement bij omzettingen
Bij elke energieomzetting wil je weten hoeveel van de ingaande energie nuttig terechtkomt. Het energierendement laat dat zien, en het komt vaak voor in het centraal examen.
Het energierendement geeft aan welk deel van de energie die een proces ingaat nuttig terechtkomt. Het rendement bereken je met η = nuttige energie-output / totale energie-input.
De lastige stap zit meestal in de noemer. Die bestaat uit alle energie die de reactor ingaat, dus niet alleen uit de energie van de stof zelf. Als verhitting energie kost, telt die energie ook mee.
Bij deze omzetting gaat de biomassa de reactor in met een energie-inhoud van 15.450 kJ. Daar komt 110 kJ door verhitting bij. Samen vormen die twee de totale input.
Daarna deel je de nuttige energie door die totale input. Let erop dat beide grootheden in dezelfde eenheid staan, hier kJ. Vermenigvuldig het resultaat met 100 als je een percentage wilt.
De wet van behoud van energie helpt bij het controleren. Energie verdwijnt niet. Wat niet in de nuttige output zit, gaat als warmte naar de omgeving. Daarom is het rendement altijd kleiner dan 1, oftewel kleiner dan 100%.
Onthoud
Het rendement is de nuttige energie-output gedeeld door de totale energie-input.
Bij de noemer telt alle energie mee die de reactor ingaat.
Warmte die bij verhitting wordt toegevoegd hoort bij de input.
Energie gaat niet verloren, maar een deel verdwijnt als warmte naar de omgeving.
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Bereken het energierendement van de omzetting van biomassa tot bewerkte biomassa. Figuur 1 geeft de energiestromen bij het verhitten.
- 1
De totale energie-input is 15.450 kJ plus 110 kJ, dus 15.560 kJ.
Veelgemaakte fouten
Reken niet alleen met de energie-inhoud van de biomassa. Tel ook de energie uit verhitting bij de input op.
Gebruik de nuttige output niet als noemer. Deel die output door de totale energie die de reactor ingaat.
Vergeet na het delen niet om te rekenen naar een percentage als de vraag daarnaar vraagt.
Snel checken
Een installatie krijgt 500 kJ chemische energie en levert 150 kJ nuttige energie. Wat is het energierendement?
Wat zegt de wet van behoud van energie over een omzetting van chemische energie in elektrische energie en warmte?