Energie is ook een breed begrip. Mensen praten over “de energieprijs”, “wat hebben die mensen veel energie” of “ik ben moe, geen energie meer”. Dat is allemaal energie.
Een eenheid van energie is Calorie, daar is een definitie voor. De energie die nodig is om 1 gram water met 1 graad Celsius (ºC) te verhogen is gelijk aan 1 Calorie (energie). Dus 1 liter water (dat is 1000 gram) met 1 ºC verwarmen kost 1000 Calorieën ook kiloCalorie genoemd (kCal). De internationale afgesproken eenheid van energie is echter Joules (J).
Die éne liter water verwarmen met 1 ºC is gelijk aan 1 kCal en dat is 4184 Joules (J), ook wel 4.184 kiloJoules (kJ) en afgerond 4.2 kJ. Dit is een belangrijk aspect van aardwarmte vandaar dat we het hier even uitleggen. Nog belangrijker voor aardwarmte is dat als we het “omdraaien” en dus 1 liter water afkoelen met 1 graad komt er 4.2 kJ energie vrij die elders gebruikt kan worden. Dus warmwater uit de ondergrond oppompen en afkoelen, betekent het oogsten van warmte-energie waarmee een huis verwarmd kan worden.
Vanuit techniek zijn “energie” en “vermogen” sterk met elkaar verbonden, het missende element is tijd. Vermogen is energie per tijdseenheid. Dus om bij opwarmen van water te blijven. Als we 1000 liter water, ook wel een kubieke meter genoemd (m3), met 1 ºC opwarmen is daarvoor 4200 kJ nodig dat is 4,2 megaJoule (MJ).
Als het mogelijk is om 1 m3 op te warmen met 1 ºC in 1 seconde, is daarvoor een héél grote waterkoker nodig, namelijk eentje met een vermogen van 4.2 MWatt (4.2MJ/sec).
Het begrip MWatt (MW) is een heel gebruikelijke eenheid in aardwarmte-land en MJ is een daaraan gekoppelde hoeveelheid energie.
Het is ook goed te weten dat er maar twee soorten energie zijn te weten: potentiële energie en kinetische energie.
Potentiële energie kent 4 “smaken”: Chemisch; Mechanisch; Nucleair en Zwaartekracht.
Voorbeelden zijn, in dezelfde volgorde: olie; perslucht; energie die atoomkernen bij elkaar houden; een stuwdam.
Kinetische energie kent 5 “smaken”: Straling; Warmte; Beweging; Geluid en Elektrisch.
Voorbeelden zijn: zon; aardwarmte; wind; stem-vork; bliksem.
De mens als biologische soort (homo-sapiens), is in staat om alle potentiële energie om te zetten in kinetische energie en al die kinetische vormen weer te transformeren in een ander vorm. Daarin is de mens, voor zover we weten, uniek en wellicht verklaard dat het menselijke “succes”.
Aardwarmte: energie die geoogst kan worden door het een temperatuurverschil tussen het maaiveld en water vanuit de ondergrond. Het ondergrondse water zit in “reservoirs”.In Nederland maken we verder nog onderscheid tussen bodemenergie, als de reservoirs ondieper zitten dan 500 meter en aardwarmte als het waterreservoir zich dieper dan 500 meter onder het maaiveld bevindt.
Het interessante en unieke aan aardwarmte is dat er niets wordt opgewekt of omgezet. Er wordt namelijk warm water uit de ondergrond omhoog gepompt, door een warmtewisselaar geleid en weer terug gepompt in de ondergrond. In de warmtewisselaar wordt het warme water langs koud water geleid waarbij het warme water iets afkoelt en het koude water iets opwarmt. De warmte wordt uitgewisseld, maar het warme-water wordt niet vermengt met het koude water. Het zijn dus twee gescheiden vloeistoffen. Het afgekoelde water dat uit de wisselaar komt wordt zoals gezegd teruggepompt in de ondergrond, waar het weer op kan warmen. Het opgewarmde water dat uit de wisselaar komt kan worden gebruikt om een radiator in een gebouw warm te maken waardoor er een comfortabele leef- of werk-temperatuur ontstaat.
Denk als voorbeeld aan een persoon die met warme handen de voeten van een kind opwarmt na een schaatstochtje. Het enige dat wordt overgedragen is de warmte, de huid zorgt ervoor dat de bloedstromen gescheiden zijn.
