Vlucht naar de toekomst

Vlucht naar de toekomst

Hoe de uitstoot door vliegtuigen nog verder verlagen?   De laatste decennia daalde de uitstoot van broeikasgassen door vliegtuigmotoren met 40%, een trend die zich echter niet vertaalt in een lager aandeel van vliegtuigen in de totale wereldwijde uitstoot. De oorzaak hiervan ligt in het feit dat we met zijn allen meer het vliegtuig hebben genomen en we dat volgens de laatste voorspellingen ook zullen blijven doen de komende jaren. Dit alles zorgt voor een  toenemende vraag naar nog milieuvriendelijkere toestellen, maar hebben we hier de grens van het technisch mogelijke momenteel niet bereikt of bestaan er toch nog mogelijkheden tot verbetering?   Het milieuvriendelijker maken van de motoren start met het zoeken naar de oorsprong van de broeikasgassen, waar en hoe ontstaan ze?  De schadelijke uitstoot van vliegtuigmotoren valt, net zoals bij automotoren, onder te verdelen in twee groepen: de primaire en de secundaire emissies.  Primaire emissies, CO2 en H2O, zijn een rechtstreeks gevolg van de verbranding van koolwaterstoffen en daardoor enkel te verminderen door minder brandstof te verbranden of over te schakelen op een ander type brandstof. De secundaire emissies daarentegen, zoals NOX, CO, roet en onverbrande koolwaterstoffen, zijn het gevolg van een niet perfecte verbranding, te hoge drukken en/of te hoge verbrandingstemperaturen. Een reductie van deze secundaire emissies moet dus komen van een optimalisering van de verbranding.  Het feit dat de soort van secundaire emissie afhankelijk is van het motorregime maakt een globale optimalisering echter zeer moeilijk. Zo draait bij take-off de motor op bijna vol vermogen waardoor de temperaturen hoog en de verbrandingstijden lang zijn. Dit vermindert de uitstoot van CO en onverbrande koolwaterstoffen maar...
Tankers op hernieuwbare energie

Tankers op hernieuwbare energie

De vraag naar olie en gas is enorm. De export van deze fossiele brandstoffen naar alle uithoeken van de wereld gebeurt doorgaans op twee verschillende manieren. Voor de korte afstand maakt men gebruik van pijpleidingen, lopend over zowel het land als op de zeebodem. Voor de lange afstand zijn tankers een beter alternatief. Dan overstijgen de kosten van de pijpleiding en toebehoren (o.a. door pompen, opwarming en onderhoud) immers de kosten van een tanker. Tankers zorgen echter voor een groot aandeel CO2-uitstoot. Is het mogelijk om hernieuwbare energievormen te voorzien om deze immense schepen energiezuiniger te maken? Zowel de zon als de wind kunnen helpen om het gebruik van brandstof te verminderen. Het vlakke dek is uitermate geschikt voor de plaatsing van zonnepanelen. Om de efficiëntie te optimaliseren kan men de richting van de panelen zo aanpassen dat de zon loodrecht op het oppervlak schijnt. Natuurlijk moeten de panelen bestand zijn tegen de soms harde weersomstandigheden. Ook het zoute water mag geen impact hebben op de werking van het zonnepaneel. Daarnaast kan ook de wind zijn steentje bijdragen tot een lagere uitstoot. Kites kunnen de tanker vooruit trekken, mits de windrichting dit toelaat. Het gebruik van meerdere kites verhoogt de trekkracht. Het plaatsen van zeilen op het dek is een andere optie. Recent is er nog een derde oplossing op de markt verschenen die gebruikt maakt van de wind. Flettnerschepen hebben twee torenhoge cilinders die draaien rond hun eigen symmetrieas om zo een drukverschil en bijbehorende kracht te creëren. Dit zogenaamde Magnuseffect zorgt voor de voorwaartse beweging van de tanker.  Bovenstaande vier CO2-vrije opties zouden voor een vermindering van...
Koeling bij elektrische voertuigen

Koeling bij elektrische voertuigen

Net zoals een wagen met een traditionele verbrandingsmotor, dient ook ‘het hart’ van een elektrische wagen gekoeld te worden. Dit zijn voornamelijk de batterij en de elektrische motoren. Daarnaast dienen ook bepaalde elektronica-componenten voorzien te worden van koeling.   Koeling bij elektromotoren kan met lucht of met een vloeistof zoals water gerealiseerd worden. Doordat de warmtegeleiding van water ongeveer 25 keer hoger ligt dan die van lucht, wordt vaak voor waterkoeling gekozen. Water kan veel meer warmte afvoeren op dezelfde tijdspanne bij eenzelfde warmtewisselend oppervlak als lucht. Daarnaast is het ook noodzakelijk dat de batterijen gekoeld worden. Tijdens het rijden moet een auto vaak accelereren en remmen, waardoor de batterij veelvuldig oplaadt en ontlaadt. Bij dergelijke cycli wordt warmte gegenereerd. Hoe meer men optrekt en remt, des te meer warmte er ontwikkeld wordt. Batterijtechnologie evolueert voortdurend, met een hogere energiecapaciteit per volume tot gevolg. Daarom is koeling van essentieel belang, om oververhitting te vermijden. Het gewicht van de wagen speelt een belangrijke rol bij de actieradius van het voertuig. Ook wensen autoconstructeurs technologie zo efficiënt, compact en gestroomlijnd mogelijk in te bouwen. Fabrikanten trachten daarom de koeling van wagens optimaal te dimensioneren. Traditioneel worden koelingscomponenten met een vaste structuur ontworpen. Deze bestaan uit koelvinnen of koelpennen, die op gelijke onderlinge afstand gedimensioneerd worden. De koelingscomponent wordt tegen de te koelen wand gemonteerd. Er zal warmteoverdracht plaatsvinden tussen de opgewarmde wand en de component. Op zijn beurt zal de koelingscomponent de warmte afgeven aan het koelmiddel. De mate waarin de warmteafgifte plaatsvindt, is afhankelijk van het ontwerp van de koelstructuur. Door de steeds grotere vraag naar compactere en efficiëntere ontwerpen,...