Icon up Overzicht

Exaktueel Schip op zonne-energie

Onderwerp: Arbeid en energie, Kracht en beweging, Licht, Optica (licht en lenzen) (havo)

havo/vwo, krachten/energie, 30 min

Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde onderwijs in het voortgezet onderwijs.

’s Werelds grootste schip op zonne-energie

Bron: Technisch Weekblad
Datum: 19-03 2010

Onderzoekers presenteerden onlangs in het Duitse Kiel de grootste boot ter wereld die zonne-energie gebruikt om te varen. Het schip heet de PlanetSolar.

Knierim Yachbau werkte dertien maanden lang aan de grootste boot ter wereld. De PlanetSolar wordt volledig aangedreven door zonne-energie. Deze catamaran is 31 meter lang, 15 meter breed, 7,5 meter hoog en heeft een massa van slechts 60 ton. De PlanetSolar heeft fotovoltaïsche zonnecellen, die een oppervlak van 470 vierkante meter bedekken. De zonnecellen wekken een vermogen op van 120 KW. De elektromotoren van het schip behoeven een vermogen van circa 20 KW.

De PlanetSolar staat voor de grote uitdaging om in 2011 nog éen wereldrecord te vestigen. Het schip moet als eerste zonne-energie aangedreven boot om de wereld reizen. Experts verwachten dat de boot een gemiddelde snelheid van acht knopen zal hebben, oftewel bijna 15 km per uur. De reis zal naar verwachting 140 dagen beslaan, waarin een afstand van 40.000 km wordt afgelegd.

De catamaran is grotendeels gebouwd van koolstofcompositiet, zodat het schip niet te licht is. De boot benodigt niet veel bemanning. Maar twee personen zullen als bemanning de reis maken. Het schip biedt aan maximaal vijftig mensen plaats.

Het project moet volgens het PlanetSolar-team koolstofdioxideneutraal blijven. Hierdoor moeten de kantoren en de server van de PlanetSolar-website zonne-energie gebruiken. Bovendien gebruiken werknemers sinds 2009 uitsluitend elektrische fietsen en energiezuinige computers.

De Planetsolar zal na het einde van de wereldreis beschikbaar zijn voor privédoeleinden.

Wil je hier meer over weten? Ga dan naar de website van Planet Solar De website is Engelstalig maar ook beschikbaar in Duits of Frans.

Vragen en opdrachten

Het vermogen van het zonlicht bedraagt op een mooie dag in Nederland maximaal 1,0 kW/m2.

a) Bereken hiermee het rendement van de zonnecellen.

b) Waarom moet het geleverde piekvermogen veel groter zijn dan het vermogen dat de elektromotoren vragen?

c) Wat moet er dus gebeuren met de overtollige energie?

Uit de gegevens in het artikel is een schatting te maken over de wrijvingskracht die het schip ondervindt op zijn wereldreis.

d) Schat de grootte van de wrijvingskracht.

e) De uitkomst lijkt erg hoog. Wat is je conclusie?

Om de wrijvingskracht zo klein mogelijk te maken, zijn er tijdens de reis maar twee mensen aan boord, terwijl er plaats is voor meer.

f) Hoe komt het dat de wrijvingskracht groter wordt met meer mensen aan boord?

Er staat dat elektrische fietsen niet bijdragen aan CO2-uitstoot.

g) Aan welke voorwaarde moet dan wel voldaan zijn?

 

Meer opgaven van de redactie van Exaktueel kunt u hier vinden.