Blue energy - SITE50

Mathijs van der Werff gepubliceerd op: 

Rick Engel 01-02-2010 

6V1 Schagen 

http://blue-energy.site50.net/ 

(c)Tomo.Yun (www.yunphoto.net/en/) 


1

Voorwoord 

Blue energy is een vorm van groene energy dat gebruik maakt van zout en zoet 

water. Omdat het idee nog in de kinderschoenen staat en sommige wetenschappers 

nog erg sceptisch zijn over de methode zijn wij, Mathijs van der Werff en Rick Engel, 

zeer benieuwd naar verdere informatie over blue energy. We zitten allebei in de 6 e 

klas van het VWO op de GSg in Schagen. We hebben het profiel N&T gekozen en 

vinden over het algemeen de techniek interessant. Op het moment dat wij te horen 

kregen dat we een profielwerkstuk moesten maken waren wij er al snel over eens 

welk onderwerp we wilden gaan behandelen. 

Blue energy is nog maar een idee en moet nog verder uitgewerkt worden. Het heeft 

met veel aspecten te maken zoals scheikunde maar ook met biologie en 

natuurkunde. 

Onze verwachting voorafgaand aan het werk dat we verricht hebben, is dat het een 

grote rol kan hebben voor de energiewinning van Nederland. Maar ook in andere 

landen die aan de zee liggen en veel zoet water afvoeren, zou blue energy een grote 

speler kunnen zijn. Onze verwachting is dat blue energy best wel eens een grote rol 

kan hebben in de energiewinning van Nederland en misschien ook wel van andere 

landen, en is dus positief. 


2

Inhoud 

Blz.: 

Voorwoord 2 

Inhoudsopgave 3 

Inleiding 4 

Deelvragen 5 

Conclusie 30 

Nawoord 31 

Bijlagen en extra’s 32 


3

Inleiding 

Een van de grote problemen op onze aardbol is het broeikaseffect. Het is alweer een 

aantal jaar geleden dat de grote industrielanden het Verdrag van Kyoto gesloten 

hebben. In december 2009 was de klimaattop in Kopenhagen. Door het aantal 

milieuconferenties die gehouden worden, wordt het wel duidelijk hoe belangrijk het is 

om iets te doen voor een beter milieu. In het verdrag van Kyoto stond onder andere 

dat de uitstoot van broeikasgassen zoals koolstofdioxide (CO2 ) en methaan (CH4) 

gereduceerd moet worden. Kolencentrales stoten veel koolstofdioxide uit en door 

energiebronnen te gebruiken die relatief weinig of geen koolstofdioxide uitstoten 

reduceer je de uitstoot van dit broeikasgas. Groene stroom zou dus een oplossing 

kunnen zijn. 

De zon schijnt echter niet altijd even fel en de wind waait niet altijd even hard, dus 

windenergie en zonne-energie zijn geen constante energiebronnen. Maar wat is dan 

een bron die we altijd kunnen gebruiken? De zee! De zee die ongeveer 71% van 

onze aardbol in beslag neemt is er altijd, dus waarom gebruiken we haar dan niet? 

Als we blue energy toepassen om ons te kunnen voorzien van elektriciteit, zonder dat 

we koolstofdioxide of een ander dergelijk broeikasgas uitstoten, is dat alleen maar 

goed. 

Het is nog steeds erg onduidelijk hoe lang we nog met onze voorraad van fossiele 

brandstoffen door kunnen, maar één ding is zeker: eens zal die voorraad op zijn en 

zullen we op andere manieren aan energie moeten komen. We kunnen het best zo 

vroeg mogelijk voorbereid zijn om het zonder fossiele brandstoffen te kunnen redden. 

We moeten wel alternatieve energiebronnen vinden en daarvoor zou blue energy 

een goede speler kunnen zijn. 

Maar blue energy is eigenlijk nog maar een idee en staat nog in de kinderschoenen. 

Er zijn al wel wat proefopstellingen gemaakt, maar echte centrales die stroom 

opwekken voor huishoudens zijn er nog lang niet. Daarom luidt onze hoofdvraag: 

Blue energy: de oplossing voor onze energieproblemen? 

Om goed duidelijk te maken wat we wel en wat we niet onder blue energy verstaan, 

en wat blue energy precies inhoudt, zullen we vooral ingaan op blue energy zelf. Om 

de hoofdvraag goed te kunnen beantwoorden vragen we ons onder andere af 

hoeveel energie er met blue energie te winnen valt maar ook op welke manier of 

manieren de stroom opgewekt wordt. Op al deze vragen zal in dit profielwerkstuk 

antwoord worden gegeven. 


4

Blue energy: De oplossing voor onze energieproblemen? 

Deelvraag: Blz. 

1.Wat is blue energy? 6 

2.Hoeveel energie is er met blue energy te winnen? 7 

3.Welke methodes zijn er voor blue energy bekend? 11 

1.Katchalsky 11 

2.VPDU 13 

3.PRO 14 

4.RED 15 

4.Wat zijn mogelijke locaties voor blue energy? 20 

5.Zitten er ook nadelen aan blue energy? 23 

6.Lukt het ons zelf blue energy te maken? 24 

7.Energieproblemen? 29 


5

1. Wat is blue energy? 

De term “blue energy” staat voor het opwekken van stroom (energy) door gebruik te 

maken van water (blue). Wat wordt er met dat water gedaan om er energie en dus 

stroom uit te kunnen halen? Er zijn verschillende methodes om uit water stroom te 

kunnen halen. Al deze methodes zijn gebaseerd op het concentratieverschil van zoet 

en zout water. Het overgrote deel van ionen die in zeewater zitten zijn natrium ionen 

en chloride ionen. Als zout water met zoet water gemengd wordt, komt er energie vrij. 

Als eindproduct blijft er een mengsel van zoet- en zout water over, oftewel brak 

water. 

Onder blue energy verstaan wij alle vormen van het winnen van energie door gebruik 

te maken van een verschil in zoutconcentratie van oplossingen. Het gebruiken van 

bijvoorbeeld zwaarte-energie of de getijden van de zee valt niet onder blue energy. 

Als er over nagedacht wordt dat er alleen al in Nederland vele plaatsen zijn waar zout 

water en zoet water bij elkaar komen zonder dat er maar ook iets voor gedaan hoeft 

te worden, geeft dat dus grote mogelijkheden om op dergelijke plaatsten blue energy 

toe te gaan passen en stroom op te wekken. 

Het principe is nog niet zo oud. Een van de eerste onderzoekers die zich onder 

andere ermee bezig hield was Katchalsky. Katchalsky was een Israëlische biofysicus 

die onderzoek deed naar het krimpen en uitzetten van stoffen in zoet en relatief 

zouter water. Dit waren de eerste onderzoeken die gedaan werden om een beweging 

(energie) op te wekken doormiddel van concentratieverschil van zout water en zoet 

water. Later zijn er nog veel meer methodes ontdekt. De meest bekende en 

werkende methodes zijn Reverse Electrodialisis en Pressure Retarded Osmosis, 

oftewel RED en PRO. Er is dus al redelijk wat onderzoek naar blue energy gedaan 

en in een redelijk korte tijd. 

Maar er wordt nu ook volop onderzoek gedaan naar deze nieuwe energiebron, en 

vele bedrijven zijn bezig met het optimaliseren van blue energy. Het water 

onderzoeksbedrijf Wetsus doet ook onderzoek naar blue energy. In Nederland is al 

een blue energy opstelling en die bevindt zich in Harlingen bij het zoutwinningbedrijf 

Frisia bv. 

Niet alleen in Nederland doen ze onderzoek naar blue energy. Ook in Oslo is nu een 

centrale geopend die op het principe van PRO berust. Ze gebruiken het zoute water 

uit de fjorden en het zoete grondwater. De plannen zijn er om in 2015 een centrale te 

hebben die 25 MW oplevert. 


6

2. Hoeveel energie is er met blue energy te winnen? 

Waarom komt er energie vrij bij het mengen van zoet en zout water? 

Er komt energie vrij omdat er meer ionen, grotendeels natrium en chloride ionen, 

opgelost zitten in zeewater dan in rivierwater. Als deze twee vloeistoffen bij elkaar 

worden gevoegd, willen de vloeistoffen zo mengen, dat overal in de gemengde 

vloeistof een even hoge concentratie is. Dit komt door het streven naar een hogere 

entropie. 

Entropie is in het kort de hoeveel mogelijkheden die een stof heeft, of hoeveel 

wanorde er is in de stof. De natuur streeft altijd naar een zo groot mogelijke entropie. 

Bij het mengen van zeewater en rivierwater wordt de entropie groter door de 

zoutconcentratie te verdelen over de nieuwe vloeistof. Dat komt omdat de kans dat 

een deeltje van de hoge concentratie naar de lage concentratie gaat, hoger is dan 

omgekeerd 

Figuur 2.1 Kans bij mengen 

Bij afbeelding 2.1 is de kans dat een deeltje van de hoge concentratie naar een lage 

concentratie(de omgeving) bijna 100%, het deeltje kan namelijk bijna geen andere 

kant op. Als het deeltje los is, is de kans erg klein dat het weer terug gaat naar de 

plaats waar hij vandaan kwam. Hij kan namelijk op deze positie veel meer kanten op. 

Zout en zoet water 

(vereenvoudigde weergave) 

Figuur 2.2 Een overzicht van het mengen 


Begin mengen 

Gelijk verdeeld en 

hoge entropie 

7

Bij figuur 2.2 is er in de ruimte met zout water ook een hogere concentratie. De ionen 

hebben hier dus minder bewegingsruimte. Als het zout water met zoet water 

gemengd word, is de kans dus groter dat de deeltjes naar het zoet water toe gaan. 

Hierdoor zal een oplossing ontstaan die overal dezelfde concentratie heeft 

In het kort streeft de vloeistof, door entropie, naar een zo hoog mogelijke 

verdelingsgraad. 

Energie inhoud 

Als zoet water met een overmaat aan zout water gemengd wordt, krijgt het de nieuwe 

vloeistof door entropie een concentratie die bijna gelijk is aan het zout water. 

Hierdoor neemt de osmotische druk toe bij het toegevoegde zoete water. Met de 

formule voor osmotische druk kan de vrijgekomen energie per liter zoet water worden 

berekend. 

= R * T * dc 


Met: 

= Osmotische druk 

R = De gasconstante=8,3145 J mol -1 K -1 

T = De absolute temperatuur in Kelvin, bij zeewater is dat 

283 K 

dc = Het verschil in ionconcentratie in mol L -1 

Om deze formule toe te passen, moeten dus de concentraties van de verschillende 

ionen in zeewater en zoet water bekend zijn. 

Volgens onderstaande tabel met gegevens over zeewater ►2.1 is de som van de 

concentraties in zeewater gelijk aan 1,1 mol per liter. Als er vanuit gegaan wordt dat 

er bijna geen ionen in zoet water zitten, is dc ook 1,1 mol per liter. 

Na+ 22,99 NaCl 24 58,44 0,410678 0,410678 0,410678 Na+ 0,467 

Mg(2+) 24,31 MgCl2 5,0 95,21 0,052515 0,052515 0,105031 Mg(2+) 0,056861 

Ca(2+) 40,08 Na2SO4 4,0 142,04 0,028161 0,056322 0,028161 Ca(2+) 0,006307 

Cl- 35,45 MgBr2 0,8 184,11 0,004345 0,004345 0,00869 Cl- 0,528323 

Br- 79,9 CaCl2 0,7 110,98 0,006307 0,006307 0,012615 Br- 0,00869 

SO4(2-) 96,06 totaal: 34,5 0,530168 0,565175 SO4(2-) 0,028161 

som 1,095343 

Door deze gegevens in de formule in te vullen, kan de osmotische druk uitgerekend 

worden. Hieronder staat een berekening van de osmotische druk: 

= R * T * dc 

= 8,3145 * 283 *1,1= 2588,30=2,6 *10 3 -1 * 

J L 

Gemiddeld zal er bij het mengen een energie van 2,6 kJ vrijkomen. 

Bij de afsluitdijk stroomt minimaal 200 m 3 water per seconde de zee in. Er komt dan 

in theorie 200*1000*2,6 *10 3 = 5,2*10 8 J/s vrij. Dit is gelijk aan 5,2*10 2 MW 

In praktijk zal de vrijgekomen energie lager zijn. De vrijgekomen energie zal 

ongeveer rond de 1 MW/m 3 liggen ►2.2 . Er kan dan alsnog 200MW bij de afsluitdijk 

opgewekt worden. 

*Door alleen eenheden in de formule in te voeren, kan de eenheid afgeleidt worden: 

= R * T * c 

= J *mol -1 * K -1 * K * mol *L -1 = J*mol/mol*K/K/L=J/L 

8

Mengen van water 

Zie bijlage plannen van aanpak: temperatuursverandering 

Zie bijlage uitwerkingen plannen van aanpak: temperatuursverandering 

We hebben dus getest of de temperatuur hoger wordt bij het mengen van zout en 

zoet water. We verwachtten dat de temperatuur stijgt, omdat de energie die anders in 

stroom omgezet wordt, ergens moet blijven. Maar uit ons onderzoek bleek, dat de 

temperatuur daalt. 

Het dalen van de temperatuur betekent dat het mengen van zoet en zout water 

energie kost, in plaats van dat het energie oplevert. Dit is echter niet helemaal het 

geval. 

Waarom daalt de temperatuur? 

Door het streven naar een hogere verdeling, moeten er deeltjes uit hun plaats 

gehaald worden. Daardoor moeten er onder andere H-bruggen verbroken worden, 

en ook bindingen tussen de dipolen van water en de lading van de ionen in de 

oplossing. 

Normaal heeft de natuur twee streven: een zo groot mogelijke verdeling(entropie), 

en een zo laag mogelijke enthalpie. Enthalpie houdt in hoeveel energie er in het 

systeem zit. De natuur streeft dus altijd naar een zo groot mogelijke verdeling, en een 

zo laag mogelijke energie. 

Bij het mengen van zoet en zout water wordt er aan het eerste streven voldaan, want 

de concentratie zal overal (ongeveer) gelijk worden, maar de enthalpie stijgt. Het 

streven naar een grotere verdeling is dus hier sterker dan het streven naar een zo 

laag mogelijke energie. Dit voorval komt meer voor, bijvoorbeeld bij het oplossen van 

ammoniumnitraat in water. Hierbij koelt het water af, terwijl de verdeling van het 

ammoniumnitraat groter wordt. 

Daarentegen is het niet altijd zo dat het streven naar een hogere entropie altijd 

sterker is, want water blijft vloeibaar, terwijl de verdeling groter zou zijn als het in gas 

veranderd. 

Waarom is er dan wel energie uit het mengen te halen? 

Door alleen het streven naar een grotere verdeling te gebruiken kan er energie uit 

het mengen van zoet en zout water gehaald worden. De afkoeling van het water 

komt dan voor rekening van de omgeving, waar voor de rest niets mee gedaan hoeft 

te worden. 

Maximale opbrengst 

De opbrengt van blue energy is afhankelijk van een aantal factoren: 

Het rendement/type van de installatie die de energie omzet naar stroom. 

Sommige installaties geven meer opbrengst dan andere. Sommige installaties 

hebben ook energie nodig om bijvoorbeeld een pomp aan te drijven. 

De snelheid van het stromende water door de installatie. 

Als er meer water door een installatie kan, zal het vermogen ook toenemen. 

De concentraties van het zout in het zoete en zoute water. 


9

Als de concentratie van zout in het zoute water hoger wordt, en de 

concentratie in het zoete water lager, dan zal er ook meer energie vrijkomen. 

De hoeveelheid water dat er beschikbaar is. 

Als er veel zoet water beschikbaar is, loopt de reactie beter en kan de 

snelheid van het stromende water door de installatie ook vergroot worden. 

Als er membranen in een opstelling gebruikt worden, is ook de oppervlakte 

van het membraan van belang. 

Maar helaas kan de opbrengst niet maximaal gemaakt worden, want dan moet al het 

water dat de zee in loopt door installaties lopen. Dat is haast niet mogelijk, omdat de 

installaties dan te groot worden. Het kan ook niet omdat als al het rivierwater wordt 

afgetapt, er geen schepen meer naar zee kunnen. 

Vergelijking 

Maar hoeveel energie is er nu in vergelijking met andere groenenenergiebronnen te 

winnen? Hieronder staat een tabel met gegevens ►2.3 

Soort GWh 

Waterkracht 102 

Windenergie 4260 

Zonne-energie 38 

Biomassa totaal 4561 

Afvalverbrandingsinstallaties 1087 

Bij- en meestoken biomassa in centrales 2116 

Overige biomassaverbranding 664 

Biogas 693 

Een blue energy opstelling bij de afsluitdijk kan al 200 MW opleveren, wat op jaar 

basis 200*24*365= 1,75*10 7 MWh is, wat gelijk is aan 1,75*10 4 GWh. Als er erg 

negatief van uitgegaan wordt dat de helft van de tijd de installatie operationeel kan 

zijn, dan komt er alsnog 8,73*10 3 GWh vrij. Het zou dus een grote speler kunnen 

worden op de groene energie markt. 

Jaarlijks (in dit geval gekeken naar het jaar 2008) verbruikt Nederland 119 705 

GWh ►2.3 . Dan zal het aandeel blue energy daarin kunnen zijn: 

8,73*10 3 / 119 705 *100%=7,29% 

Dat lijkt in niet veel, maar als er van uitgegaan wordt dat er in 2008 nog maar 7,5% 

van onze stroom groen werd opgewekt, is dit erg veel, blue energy kan dus bijna 

evenveel opwekken als alle andere groene stroom bronnen van Nederland bij elkaar. 

Hoeveel energie is er met blue energy te winnen? 

Er is dus best wel veel energie te winnen. Alleen al gekeken naar de Afsluitdijk komt 

er in theorie al genoeg energie vrij om de drie noordelijke provincies van stroom te 

voorzien. 


10

3. Welke methodes zijn er voor blue energy bekend? 

Er zit dus energie in het zoutconcentratieverschil tussen zoet en zout water. Nu is er 

alleen nog een manier nodig om deze energie eruit te halen en om te zetten naar 

een bruikbare vorm. Er zijn verschillende manieren om blue energy op te wekken. In 

dit hoofdstuk worden vier methodes besproken. 

Om de werking en andere informatie over de methodes duidelijker te maken, hebben 

we ook animaties gemaakt over de werking van deze vier methodes. Deze staan op 

onze website en op de toegevoegde CD. 

Bij de bijlagen zit ook nog een hoofdstuk met manieren om blue energy op te 

wekken die we zelf bedacht hebben. 

De volgende methodes worden besproken: 

3.1 De Katchalsky machine 

3.2 Vapor Pressure Difference Utilization (VPDU) 

3.3 Pressure Retarded Osmosis (PRO) 

3.4 Reverse Electro Dialysis (RED) 

3.1 De katchalsky machine 

De katchalsky machine is bedacht door de Israëlische biofysicus Katchalsky. Hij 

leefde van 1914 tot 1972. Katchalsky had uitgevonden dat sommige stoffen krimpen 

in zout water en in zoet water weer uitzetten. Een van deze stoffen die zo reageert 

op zout- en zoet water is collageen. 

Collageen 

Collageen is dus een stof die krimpt in zout water. Collageen is een soort bindmiddel 

dat bij mensen en dieren zich onder de huid bevindt. Er zijn verschillende soorten 

collageen. 

De opstelling (figuur 3.1.1) 

Een katchalsky machine is redelijk 

eenvoudig opgebouwd. De basis wordt 

gevormd door twee wielen(1). Aan één 

van deze wielen zit een klein 

tandwiel(2), aan de andere een iets 

grotere(3). Deze tandwielen zijn 

verbonden door een ketting(4). De 

wielen(1) zijn met elkaar verbonden 

door een collageenriem(5). Boven de 

zijkanten van de collageenriem(5) 

zitten twee bakken, een met zout 

water(6), de ander met zoet water(7). 

Aan de onderkant van deze bakken 


3.1.1 Een schematisch overzicht van de Katchalsky machine 

11

zitten openingen(8) die op de band uitkomen. 

Werking (figuur 3.1.1) 

Collageen krimpt dus als het in aanraking komt met zout water. Als de zout 

waterbak(6) geopend word, stroomt het zoute water langs de collageenriem(5). 

Daardoor wil de collageenriem dus krimpen. Omdat het aan de zout waterkant gaat 

krimpen, komt er druk op de riem te staan. Om deze druk over de hele riem te 

verdelen, moet de riem opschuiven. Dat zou het makkelijkst gaan als er aan 

bovenkant en onderkant allebei evenveel opgeschoven wordt. Maar dit kan niet, 

omdat de collageenriem over de wielen(1) loopt, waardoor deze dus tegengesteld 

aan elkaar willen gaan draaien. Dat is niet mogelijk door de verbinding met de 

ketting(3). Door dat gegeven kan de riem maar één kant op draaien om de druk te 

verdelen. Welke kant dat is, is met de onderstaande formule te beredeneren. 

F1 * d1 = F2 * d2 

F1 is de kracht op een wiel, d1 de straal van dat wiel. Deze waarden zijn bij beide 

wielen(1) gelijk. 

F2 is de kracht die op de het tandwiel werkt, en d2 is de straal van dat tandwiel. Deze 

verschillen echter per tandwiel, want de een is kleiner dan de ander. 

De formule kan omgezet worden naar: 

F2 = (F1 * d1) / d2 

Hieruit volgt, dat als d2 kleiner is, de kracht op het tandwiel groter wordt. Dus de 

richting van het onderste tandwiel geeft de doorslag, en de riem(5) zal daarom met 

de klok mee gaan draaien. 

Als het gekrompen collageen door deze beweging in de zoet waterstroom terecht 

komt, wordt het zoute water weer weggespoeld, waardoor de collageenriem weer 

naar zijn normale grote uitzet. Hierna zal hetzelfde proces zich weer herhalen. 

Als op een van de wielen een generator wordt aangesloten, kan uit deze beweging 

elektrische stroom gehaald worden. 

Op de site en op de cd staat ook een animatie waarin de werking nog eens wordt 

uitgelegd. 

Voor- en nadelen 

De voordelen van een katchalsky machine zijn dat de opstelling erg eenvoudig te 

maken is, en dat de onderdelen niet duur zijn. Er zitten echter een paar grote 

nadelen aan. 

Er zijn bijvoorbeeld bewegende delen, wat betekent dat er wrijving is, waardoor er 

rendementsverlies optreed en slijtage. Ook het rendement van de generator kan niet 

verwaarloosd worden. 


12

3.2 Vapor Pressure Difference Utilization (VPDU) 

Deze methode maakt gebruik van de verschillen in dampdruk. tussen zout water en 

zoet water 

Dampdruk 

Dampdruk wordt ook wel dampspanning genoemd en is de druk die de damp 

uitoefent op de wanden en of oppervlaktes die zich in een afgesloten ruimte 

bevinden. De dampdruk wordt beïnvloed door de luchtvochtigheid en vluchtigheid 

van de damp ►3.2.1 . Als een vloeistof bijvoorbeeld water zich in een afgesloten ruimte 

bevindt, stelt het water een evenwicht in tussen de gasfase en de vloeibare fase. 

Water stelt het onderstaande evenwicht in. 

H2O (l) H2O (g) 

Als de temperatuur van het water toeneemt zal dit bovenstaande evenwicht anders 

verdeeld worden waardoor er meer water in gasfase is, en het water onder druk komt 

te staan. 


De opstelling is redelijk simpel. Er 

is een bak (1), die in twee ruimtes 

verdeeld wordt door een koperen 

plaat (2). Aan de ene kant van de 

koperen plaat komt het zoete water 

(3) en aan de andere kant het 

zoute water (4). De koperen plaat 

(2) zorgt ervoor dat de temperatuur 

van de vloeistoffen hetzelfde blijft 

en dat de vloeistoffen niet mengen. 

Boven de bakken met water komt 

een soort trechter (5) die de damp opvangt en naar de bladen van een turbine (6) 

leidt. Zo wordt de damp opgevangen en kan het de bladen in beweging zetten. 

Werking 

De werking berust op het verschil in dampdruk en het verschil in kookpunt ►3.2.2 . Als 

de temperatuur dichterbij het kookpunt ligt, zal er meer water in de gasfase aanwezig 

zijn. Het kookpunt van zoet water ligt lager dan van zout water. Hierdoor zal er meer 

zoet water in de gasfase zijn dan zout water. De druk aan de zoete kant wordt groter 

dan aan de zoute kant. Door dat verschil wil het gas van de zoet water kant naar de 

zout water kant kant. Om naar de zoute kant te gaan moet het door een turbine. De 

bladen in de turbine worden in beweging gezet en de kinetische energie van de 

draaiende bladen wordt door een generator omgezet in elektrische energie. Die 

elektrische energie zorgt voor de stroom. 

Om optimaal gebruik te maken van de dampdruk moet het zich in een afgesloten 

ruimte moeten plaatsvinden. 


uitgelegd. 


Figuur 3.2.1 Een schematische weergave van een VPDU 

opstelling 

13


Het voordeel van deze manier is dat er geen dure membranen nodig zijn, en dat er 

geen energie toegevoegd moet worden. Een nadeel kan zijn dat het weinig energie 

kan opleveren. Een heel efficiënte manier zal het niet zijn. 

3.3 Pressure Retarded Osmosis (PRO) 

PRO is een manier van blue energy opwekken die gebruikt maakt van osmose. 

Osmose 

Osmose is een proces waarbij er met oplossingen gewerkt wordt en een zo genoemd 

semipermeabel membraan. De oplossingen zijn door het membraan gescheiden. De 

oplosvloeistof kan wel door het membraan, maar de opgeloste ionen niet. Hierdoor 

veranderen de concentraties van stoffen en de oplosvloeistof loopt niet meer terug. 

Als gevolg hiervan wordt er ook een druk opgebouwd. Deze druk heet de osmotische 

druk. 

De opstelling 

De materialen die nodig zijn kunnen erg verschillen. Het hangt er vanaf hoe er van 

de PRO-methode een toepassing wordt gemaakt. Het enige wat altijd nodig is, is een 

semipermeabel membraan en een ruimte waar het water in kan stromen. Het zoete 

water kan bijvoorbeeld grondwater of rivierwater zijn. Het zoute water kan gewoon uit 

de zee gehaald worden. 


De osmotische druk wordt gebruikt om water in gang te zetten. Het zoete water wordt 

naar de ene kant van het membraan geleid en het zoute water naar de andere kant. 

Door osmose wil het zoete water naar de zoute kant toe om daar de concentratie te 

verlagen van het zout. Hierdoor wil het volume groter worden, maar dat is amper 

mogelijk. Hierdoor ontstaat een druk. Het zoute water wordt uit de ruimte gedrukt en 

kan bijvoorbeeld een rad in beweging zetten. Alleen moet de waterstraal die gevormd 

wordt wel sterk en breed genoeg zijn om het rad in beweging te krijgen. Die 

beweging kan omgezet worden in elektrische energie door een generator. 

Figuur 3.3.1 Een schematische weergave van een PRO opstelling 


14


uitgelegd. 

Toepassingen 

Een Noors energiebedrijf Statkraft heeft een osmosecentrale gebouwd in de buurt 

van Oslo. In deze centrale wordt de PRO-methode gebruikt. In de centrale wordt 

gebruik gemaakt van het grondwater in de buurt van de fjorden en het zoute water uit 

de fjorden zelf. De doelstelling van Statkraft is om in 2015 een centrale van 25MW in 

gebruik te hebben. Dan ligt het vermogen van de centrale al veel hoger dan de 10kW 

die de centrale van nu levert ►3.3.1 . 


Net zoals bij alle andere blue energy methodes komt er bij het maken van stroom 

geen uitstoot van schadelijke stoffen zoals koolstofdioxide vrij. 

Een voordeel van PRO is dat er maar een soort membraan nodig. Een nadeel van de 

PRO-methode is dat er voor een redelijke stroomopwekking, een groot membraan 

oppervlak nodig is ►3.3.1 . Dit zou betekenen dat er veel ruimte nodig is, maar dat hoeft 

niet storend te zijn. Bijvoorbeeld als het onder de grond gebouwd wordt, neemt het 

geen bruikbare ruimte in beslag. 

3.4 Reverse Electro Dialysis (RED) 

Reverse electrodialysis, of omgekeerde elektrodialyse, is ook een manier om blue 

energy op te wekken. Dit is het omgekeerde van normale elektrodialyse. 

Elektrodialyse (figuur 3.4.1) 

Normale elektrodialyse wordt 

gebruikt om water te ontzouten. 

Hiervoor zijn speciale 

membranen (6 , 7) nodig, welke 

of alleen positieve of alleen 

negatieve ionen doorlaten. 

In ruimte 2 zit een vloeistof met 

een hoge zoutconcentratie, 

bijvoorbeeld zeewater, en in 

ruimte 1 en ruimte 3 ook. Als er 

Figuur 3.4.1 Een schema van elektrodialyse 

stroom (8) op de elektroden (4 , 

5) wordt gezet, zullen de positieve deeltjes uit ruimte 2 aangetrokken worden door de 

negatieve elektrode. Omdat deze elektrode zich achter het membraan bevindt, zal 

het ion hier door gaan. Hetzelfde gebeurt met de negatieve deeltjes, welke naar de 

positieve elektrode worden aangetrokken. Hierdoor wordt de zoutconcentratie in 

ruimtes 1 en 3 hoger, terwijl de zoutconcentratie in 2 daalt. 

Hierdoor is het water ontzout, waarna het bijvoorbeeld voor landbouw kan worden 

gebruikt. Na een tijd zullen de buitenste ruimtes (1 , 3) verzadigd raken. Dan kunnen 

deze ruimtes geleegd worden, en kan het afvalwater weer terug de zee in. 


15

Omgekeerde elektrodialyse 

Dit is dus eigenlijk het omgekeerde van de hierboven beschreven methode om water 

te ontzouten. Er wordt dus eigenlijk zoet water zouter gemaakt, waar stroom bij 

vrijkomt. 

Membranen 

Er zijn hier dus, net als bij normale 

elektrodialyse, membranen nodig die 

alleen positieve of alleen negatieve 

deeltjes doorlaten. Meestal zijn dit lange 

koolstofketens met een soort ion er 

aanvast. Deze membranen heten 

ionomeren, en zijn, zoals de naam al 

verraadt, polymeren met de eigenschappen van ionen. Omdat een ionomeer niet 

geladen kan zijn, zit er aan de stof ook nog losse ionen die een tegengesteld lading 

hebben. Bijvoorbeeld in de hoofdketen zitten chloride ionen, en om de lading weer op 

0 te krijgen zitten er losse natrium ionen bij (figuur 3.4.2). 

Een manier om een ionomeer te krijgen is door methacrylzuur met etheen te laten 

polymeriseren: 

Figuur 3.4.4 overzicht van iondoorlating bij membraan 

Figuur 3.4.3 vorming van ionomeer 

Als dan de H + weggehaald wordt met NaOH, komt er het volgende uit. 

Figuur 3.4.4 neutralisatie ionomeer 

Dit is niet precies hetzelfde als figuur 3.4.2, maar het is wel een polymeer met 

geladen ketens. Om een zo goed mogelijk membraan te krijgen, moeten er veel 

geladen deeltjes in zitten, dus moet de concentratie methacrylzuur even groot of 

groter zijn dan de concentratie etheen. 

De geladen groep zit dus met een normale covalente binding vast aan de keten. 


Figuur 3.4.2 opbouw van een ionomeer (H niet weergegeven) 

16

Wanneer het membraan in water wordt gedaan, zullen de losse natriumionen 

oplossen in het water. Ze blijven wel in de buurt van de keten, door de 

aantrekkingskracht tussen tegengestelde ladingen. 

Als er nu met een snelheid een natrium ion richting het ionomeer gaat, zal door de 

afstoting van gelijke ladingen de energie van het aankomende natrium ion 

overgedragen worden aan een ander. Als deze weer bij een ander natrium aankomt, 

wordt de energie weer overgedragen. Dit gebeurt totdat er aan de andere kant van 

het membraan een natrium ion losgelaten wordt. (zie ook figuur 3.4.4) 

Als daarentegen een chloride ion bij het membraan komt, zal het door de afstoting 

van gelijke ladingen een ander chloride ion zijn energie willen doorgeven. Omdat de 

chloride ionen in het membraan aan een grote keten vast zitten, gaat dat niet goed 

en zal het chloride ion niet door het membraan komen. 

Figuur 3.4.5 overzicht van iondoorlating bij membraan 

Hetzelfde als hierboven geldt omgekeerd ook voor het membraan dat negatieve 

deeltjes doorlaat, dan zitten er positieve ionen aan de hoofdketen vast, en zijn de 

losse ionen chloride ionen. 

Het membraan dat negatieve ionen door laat heet een Anion Exchange Membrane 

(AEM) en het membraan dat positieve deeltjes door laat heet een Cation Exchange 

Membrane (CEM). 


De basis van een RED opstelling zijn 4 

ruimtes, met in elk van die ruimtes aan 

beide kanten een toevoerbuis. 

De buizen in ruimtes 1 en 4 zijn met elkaar 

verbonden. Aan een kant van deze 

verbindingen zit een pomp (5). In ruimtes 1 

en 4 en de verbindingsbuizen (rood) zit een 

speciale elektrolyt oplossing. Een buis van 

ruimte 2 wordt aangesloten op een zout 

waterbron, en een buis uit ruimte 3 wordt 

aangesloten op een zoet waterbron. De 

overige twee buizen worden naar een 

afvaltank geleidt. 


Figuur 3.4.6 Een schema van een RED 

17

De ruimtes 1 en 2 zijn gescheiden door een AEM, de ruimtes 2 en 3 door een CEM, 

en de ruimtes 3 en 4 door een AEM. 

In ruimte 1 zit een anode, in ruimte 4 een kathode. De anode en kathode zijn met 

elkaar verbonden door een geleidende draad, bijvoorbeeld koper. In deze draad zit 

ook nog een voorwerp dat spanning nodig heeft, zoals een lampje. 

Ruimte 2 wordt gevuld met zout water, en ruimte 3 met zoet water 


Door het streven naar een zo hoog mogelijke verdelingsgraad zullen de ionen uit het 

zout water (2) naar ruimte 1 willen gaan, maar omdat er een AEM tussen zit, kunnen 

alleen negatieve deeltjes daar naar toe. Hierdoor ontstaat een lading in ruimte 1. Dit 

kan niet zomaar, dus moet er wat veranderen. 

De elektrolyt oplossing in ruimte 1 en 4 is een mengsel van Fe 2+ en Fe 3+ en een 

ander ion om de lading in de elektrolyt 0 te houden. Als er een chloride ion uit ruimte 

2 in ruimte 1 komt, verandert de lading dus. Om dit tegen te werken zal er een redoxreactie 

plaats vinden: 

Fe 2+ (aq) Fe 3+ (aq) + e - 

Het vrijgekomen elektron gaat naar de anode. Hierdoor wordt de lading in de 

oplossing weer 0. De elektrolyt oplossing wordt rustig rondgepompt, zodat al het 

ontstane Fe 3+ en de chloride ionen bij ruimte 4 komen. Als de chloride ionen in ruimte 

4 komen, zullen ze weer door het streven naar hogere entropie door het AEM gaan, 

richting ruimte 3. Als dit gebeurd is, zal de lading in ruimte 4 te positief zijn. Daarom 

vind er weer een redox reactie plaats: 

Fe 3+ (aq) + e - Fe 2+ (aq) 

Hier zijn dus elektronen nodig. Deze komen door het draadje en door het lampje uit 

ruimte 1. Omdat het chloride ion nu in ruimte 3 zit, is de lading daar te negatief. Om 

dat op te lossen, komt er een positief ion door de CEM uit ruimte 2 naar ruimte 3 

Na al deze stappen zijn alle ladingen weer 0, en heeft er elektronen transport 

plaatsgehad. Er is dus een stroom gaan lopen. Dit proces herhaalt zich steeds. 

Het voltage is echter niet heel groot. Om een hoger voltage te krijgen, kunnen meer 

ruimtes achter elkaar geplaatst worden net als bij een elektrochemische cel 


uitgelegd. 

Toepassingen 

Aan deze methode van blue energy opwekken wordt momenteel onderzoek gedaan 

door Wetsus, een Nederlands bedrijf ►3.4.1 . Er is een proefinstallatie bij Harlingen 

gebouwd, en er wordt gekeken of het mogelijk is om een RED installatie bij de 

afsluitdijk te bouwen. 


18


De RED-methode is dus een erg goede manier om blue energy op te wekken. De 

voordelen van deze methode zijn dat er bijna geen bewegende delen zijn, dus is er 

geen slijtage aan bewegende delen en geen wrijving. Een ander groot voordeel is dat 

er gelijk stroom bij vrijkomt, zonder eerst een generator aan te moeten drijven. 

Er zijn ook nadelen. Het voltage is erg laag, er zijn dus veel afwisselende ruimtes 

nodig. Ook de gebruikte energie van de elektrolyt pomp is een groot nadeel, maar dit 

kan opgelost worden door de installatie te vergroten. 

De membranen raken snel vervuild, en er moet nog veel onderzoek gedaan worden 

naar de membranen, zodat de opbrengst maximaal wordt. 

Welke methodes zijn er voor blue energy bekend? 

Er zijn verschillende methodes om blue energie te maken, waaronder katchalsky, 

VPDU, PRO en RED. 

Als alle gegevens worden vergeleken, blijken de beste kandidaten PRO en RED te 

zijn. De andere twee methodes leveren in verhouding te weinig op. Maar welke van 

PRO en RED is nu het beste? Ze hebben beiden hun voordelen, bij RED kan er 

gelijk een stroom worden verkregen, maar is het voltage erg laag en zijn er meer 

membranen nodig. Ook is er bij RED energie nodig voor onder andere de 

elektrolytoplossing rond te pompen. 

PRO heeft als voordeel dat het een simpele opstelling is waar druk mee opgebouwd 

kan worden. Het grote nadeel is het omzetten van druk naar bruikbare energie, daar 

gaat energie bij verloren. Een voordeel van PRO is ook dat er al veel onderzoek naar 

gedaan is, wat bij RED voor het grootste gedeelte nog moet gebeuren. 

We gaan ook zelf een opstelling bouwen. We hadden eerst gekozen om een RED te 

bouwen, maar dat bleek niet goed mogelijk. Dit is zo omdat de membranen die nodig 

zijn nogal moeilijk te verkrijgen zijn. Daarom gaan we onze tijd besteden aan een 

PRO opstelling. 


19

4. Wat zijn mogelijke locaties voor blue energy? 

Het is natuurlijk niet overal mogelijk om een blue energy centrale bouwen. In deze 

paragraaf wordt behandeld waar een locatie aan moet voldoen om een blue energy 

centrale te kunnen inzetten. 

Aanwezigheid van water 

Het scheelt nogal wat werk als het water al naar de plaats komt waar de stroom 

opgewekt zal worden. Als dat niet het geval is kost het energie om het water naar de 

juiste plaats te brengen en dat is alleen maar zonde, zeker als het efficiënter kan. Als 

er gebruik gemaakt wordt van de waterkringloop, hoeft er dus niet voor gezorgd te 

worden dat er water ergens 

vandaan moet komen. Dat 

zorgt er wel voor dat er maar 

op bepaalde plaatsen blue 

energy toegepast kan worden. 

Een goed voorbeeld is een 

riviermonding. Op figuur 4.1 is 

goed schematisch 

weergegeven hoe zoet water 

weer bij de zee of oceaan 

terechtkomt. 


Figuur 4.1 De waterkringloop 

Kwaliteit van het water 

Op de locatie moet het zoute water van het zoete water gescheiden blijven. Het mag 

pas in de centrale in contact komen. Als dit niet het geval is wordt het 

concentratieverschil tussen het zoete en het zoute water kleiner, waardoor er 

automatisch ook minder energie gewonnen kan worden. De zoutconcentratie moet 

wel genoeg verschillen om energie te kunnen winnen. Ook zal het water ver genoeg 

van de inlaat van het zoute water geloosd moeten worden. Als dit niet mogelijk is dan 

zal het zoute water te sterk beïnvloed worden waardoor het zoutconcentratieverschil 

kleiner wordt. In de centrale is alleen het zoete water en het zoute water nodig. In 

zeewater kunnen ook algen en kleine organismen zitten. De algen en organismen 

zijn niet nodig en hebben alleen maar nadelige invloeden op het winnen van energie. 

Daarom moet het water goed gefilterd kunnen worden om een zo hoog mogelijk 

rendement op te leveren. 

Milieu 

Het milieu moet wel geschikt zijn voor een toepassing van blue energy. Als de lozing 

van brak water in het gebied schadelijk is voor de vissen die er leven of voor de 

begroeiing die er groeit, zal het niet een goede plaats zijn om daar blue energy toe te 

passen. Het zuurstofgehalte in het water kan ook dalen. Dit kan leiden tot vissterfte. 

Er kunnen op plaatsen in de zee andere soorten algen voorkomen of je kunt last 

krijgen van kwallenplagen. Waar ook opgelet moet worden is de sedimentatie en 

erosie van bijvoorbeeld zand of klei. Al deze dingen zijn nadelen waar men niet op zit 

te wachten. Ook zal er genoeg ruimte moeten zijn om een afscheiding te bouwen. 

Het zoete water zal deels omgeleid moeten worden zodat de doorvaart van schepen 

niet nadelig beïnvloed wordt of zo min mogelijk. Daardoor zal dus ook niet al het 

20

water dat rechtstreeks in de zee komt gebruikt kunnen worden. Maar ook als er 

stukken afgedamd worden om water om te leiden, kunnen zeestromen beïnvloed 

worden. Dit kan grote gevolgen hebben voor het milieu in de omgeving. De kwaliteit 

van het water kan ook afnemen. 

Wet- en regelgeving 

Als alle aspecten op de locatie goed genoeg zijn voor een toepassing van blue 

energy, kan het met de weten regelgeving nog flink tegen zitten. Er moeten 

vergunningen gegeven kunnen worden om op een dergelijke locatie blue energy toe 

te passen. 

Locaties in Nederland 

Nederland is een land met een grote neerslagafvoer. Er komen vele rivieren, kanalen 

en andere stromen in Nederland in contact met zout water. 

Als we nu kijken naar welke locaties in Nederland geschikt zijn dan komen we tot 4 

locaties: 

De spuisluizen in de Afsluitdijk: Voor deze locatie zijn al plannen over gemaakt 

om onderzoek te doen naar het toepassen van blue Energy. Het is een plaats die 

in theorie goed is voor het toepassen van blue energy. Er is al wel sprake 

geweest van een plan om blue energy te gaan winnen. Omdat de dijk zelf aan het 

verouderen is en in steeds slechtere staat verkeert, zijn er veel onderzoeken naar 

de dijk gedaan om de dijk te versterken en nuttig te gebruiken. Sinds kort wordt er 

al wel gebruik gemaakt van de van het getij ►4.1 . Dit is ook een manier om energie 

op te wekken. Het is ook de bedoeling om blue energy toe te gaan passen bij de 

Afsluitdijk. 

De spuistroom van het IJsselmeer de Waddenzee in is gemiddeld ongeveer 200 

m 3 /s in de zomer. Volgens REDstack, een bedrijf dat zich bezig houdt met het 

ontwikkelen van de RED-methode, is dat voldoende om 200 MW op te wekken. 

Er is wel één probleem. Bij de Afsluitdijk zijn de zeestromen nogal gevarieerd. Er 

moet eerst goed onderzoek naar de zeestromen van de Waddenzee gedaan 

worden voordat er blue energy toegepast kan worden. 

Het Lauwersmeer: Hier is het de bedoeling om het gemaal dat de waterstand in 

het Lauwersmeer op peil houdt, van energie te voorzien door middel van blue 

energy ►4.4 . Het debiet van het Lauwersmeer is ongeveer 10 m 3 /s ►4.5 . Net zoals 

op bijna alle andere locaties is het nog allemaal een idee en nog geen 

werkelijkheid. 

Het Noordzeekanaal: Veel is er over dit gebied niet bekend maar het is een ideaal 

gebied om blue energy toe te passen. Een nadeel is dat er veel scheepvaart door 

het Noordzeekanaal gaat dus er zal eerst een goede oplossing gevonden moeten 

worden om de schepen goed om te kunnen leiden. Het water kan ook omgeleid 

worden, maar het water moet dan wel diep genoeg zijn om de schepen door het 

kanaal te laten varen. 

De Oosterschelde: De Oosterschelde zou ook een mogelijke locatie zijn 


21

Locaties in het buitenland 

Niet alleen in Nederland kan er blue energy toegepast worden. In andere landen zijn 

er ook grote mogelijkheden om blue energy toe te passen. Hieronder worden een 

paar mogelijke locaties besproken: 

De Dode zee 

Fjorden: In de Scandinavische landen waaronder Noorwegen zijn diepe 

fjorden die gevuld zijn met zeewater. Het grondwater of nabijgelegen 

rivierwater kan gebruikt worden als zoet water. In Hurum waar nu de eerste 

PRO-centrale staat wordt een nabijgelegen meer gebruikt voor de aanvoer 

van het zoete water. 

Estuaria op Aarde: Een ander woord voor estuarium is riviermonding. Bij een 

estuarium komt zeewater met rivierwater in contact zonder dat er ook maar 

iets hoeft te gebeuren om het in contact te laten komen. Een ideale locatie dus 

voor het opwekken van blue energy. Hieronder zijn een aantal voorbeelden 

van estuaria gegeven: 

- Dordogne (Gironde) 

- Elbe 

- Theems 

Overige locaties 

Fabrieken en olievelden kunnen ook een goede locatie zijn om blue energy toe te 

passen ►4.6 . Ook al hebben de estuaria meer potentie, enkele fabrieken die zout 

water als afvalstof hebben, kunnen misschien wel hun eigen energie opwekken. 

Naast fabrieken kunnen olievelden misschien ook wel blue energy toepassen. Shell 

haalt met het winnen van olie ook heel veel zout naar boven. Dit zout kunnen ze 

oplossen en gebruiken voor blue energy. 


22

5. Zitten er ook nadelen aan blue energy? 

Blue energy lijkt dus op het eerste gezicht erg goed te zijn en goedkoop, want er zijn 

geen brandstoffen nodig. Maar zitten er ook nadelen aan deze manier om energie op 

te wekken? 

Milieu 

Blue energy lijkt op het eerste zicht geen nadelige invloeden te hebben op het milieu. 

Er wordt geen CO2 en andere broeikasgassen uitgestoten, maar er kan wel een 

nadelig gevolg voor het zeeleven in de omgeving zijn. Het leven in water, zoals 

vissen, zijn meestal erg gevoelig voor een bepaalde zoutgraad. Bij blue energy 

worden zout en zoet water gemengd, waardoor een nieuwe zoutconcentratie 

ontstaat. Als dit zomaar ergens gedumpt wordt, kan dat het leven in die omgeving 

beïnvloeden. 

Ook de membranen kunnen een nadelig gevolg hebben. Als deze op zijn, zijn ze 

meestal zo verontreinigd dat ze als chemisch afval moeten worden behandeld ►5.1 . 

Scheepvaart 

Om de opbrengst te maximaliseren, moet bijna al het water van een rivier of andere 

natuurlijke zoet waterstroom worden afgetapt. Dit vraagt om een heel grote blue 

energy installatie, want er moet veel water per seconde door kunnen stromen. Het 

volledig aftappen van een zoet waterstroom is meestal niet eens mogelijk, omdat als 

al het water van de stroom afgetapt wordt, er geen mogelijkheid meer is om 

bijvoorbeeld schepen de zee op te laten varen. 

Opbrengst 

De opbrengst van blue energy is niet hoog genoeg om alle andere energie bronnen 

overbodig te maken (zie hoofdstuk 2), Er zullen dus altijd nog andere bronnen nodig 

zijn om aan de energievraag te voldoen. Ook is de opbrengst niet altijd hetzelfde, 

door variaties in de waterstromen. 

Kosten 

Op het moment zijn er nog erg veel kosten verbonden aan blue energy ►5.1 . Voordat 

de kosten teruggewonnen zijn en er winst gemaakt wordt, moet er nog veel 

onderzoek gedaan worden naar de blue energy. 

Locaties 

Er zitten ook voorwaarden aan de locatie (zie hoofdstuk 4). Er kan dus niet zomaar 

in een gebied een blue energy centrale geplaatst worden waar je energie nodig hebt. 

In tegenstelling tot bijvoorbeeld kolencentrales die bijna overal kunnen worden 

neergezet waar energie nodig is. 

Onderhoud 

De meeste manieren om blue energy te maken werken met speciale membranen. Er 

zit een groot nadeel aan deze membranen: voor een goede werking moeten ze 

schoon zijn ►5.2 . Omdat normaal rivierwater maar ook zeewater niet erg schoon is, 

zullen de membranen snel vervuild raken en zal de opbrengst veel minder worden. 

Het schoonhouden van de membranen vraagt om veel onderhoud. 


23

6. Lukt het ons zelf blue energy te maken? 

Doel 

Het leek ons interessant om zelf ook te proberen blue energy te maken. Daar hebben 

we ook een deel van onze tijd ingestoken. Ook de kennis die we opgedaan hebben 

bij het maken van de andere onderwerpen konden we hier gebruiken en toepassen. 

Welke methode gaan we gebruiken? 

De methode waarvoor we in eerste instantie gekozen hadden was RED. Nadat we 

een plan van het bouwen van een opstelling redelijk uitgedacht hadden (zie figuur 

6.1), kwamen we tot de conclusie dat RED moeilijk was om toe te passen. We 

hebben toen gekozen om een PRO opstelling te maken. De PRO opstelling maakt 

gebruik van osmose (zie hoofdstuk 3.3). Om een opstelling te maken die op osmose 

berust, hadden we alleen een semipermeabel membraan nodig en die zijn vrij 

eenvoudig te krijgen. Een goed semipermeabel membraan laat wel watermoleculen 

door, maar geen ionen. Door osmose zullen watermoleculen door het membraan 

naar het zoute water gaan om de concentratie in het zoute water te verlagen. 

Figuur 6.1 De uitgewerkte versie van de RED methode 

Als we een RED opstelling zouden gaan maken, hadden we twee soorten 

membranen nodig. Ook zou de simpelste oplossing in theorie niet veel opleveren, 

dus hadden we al sowieso een grotere opstelling moeten maken met meerdere 

membranen. Bovendien zijn de membranen moeilijk te verkrijgen en om deze 

redenen hebben wij ervoor gekozen dat wij niet een RED opstelling konden maken 

. 

We hebben twee soorten opstellingen gemaakt die allebei berusten op principe van 

PRO. Een is makkelijk mee te nemen en de ander is heeft meer membraan 

oppervlakte, en daardoor een hogere opbrengst. Een paar verschillen tussen deze 

twee zijn de grootte en het totale membraanoppervlakte. 

Bij de PRO methode wordt er een druk opgebouwd aan de kant van het zoute water. 

Om een druk op te bouwen, heb je stevige materialen nodig. Daarom kozen we 

ervoor om het water de hoogte in te laten gaan om zo de druk op te slaan in hoogte 

energie. Hiervoor hoef je geen zeer sterke materialen te gebruiken. 


24

Materiaal 

We waren dus van plan om een PRO opstelling te maken. Daarvoor hebben we als 

basis speciale membranen nodig, die alleen watermoleculen door laten en geen 

ionen(zie ook hoofdstuk 3.3). Daar zijn we ook opzoek naar gegaan. 

Eerst dachten we, omdat er in kippeneieren onder de schil zich een semipermeabel 

membraan bevindt, dat dat misschien geschikt was als membraan 

Zie bijlage plannen van aanpak: eieren ontkalken 

Zie bijlage uitwerkingen plannen van aanpak: eieren ontkalken 

Zie bijlage plannen van aanpak: Semipermeabiliteit van ei-membraan testen 

Zie bijlage uitwerkingen plannen van aanpak: Semipermeabiliteit van eimembraan 

testen 

Het bleek dus, dat het membraan uit een ei niet geschikt is voor een PRO opstelling. 

Daarna hebben we bij het kabinet biologie gevraagd of zij misschien membraan 

hadden. Ze hadden dialysebuis, wat misschien geschikt was. Ook het dialysebuis 

hebben we getest 

Zie bijlage plannen van aanpak: Semipermeabiliteit van dialysebuis testen 

Zie bijlage uitwerkingen plannen van aanpak: Semipermeabiliteit van 

dialysebuis testen 

Het bleek dus, nadat we het buis eindelijk niet lekkend hadden gekregen, dat 

dialysebuis niet helemaal geschikt was. Het bleek wel geschikt voor een suiker 

oplossing, maar dat komt waarschijnlijk omdat suikermoleculen groter zijn dan ionen. 

Toen hebben we verder gezocht, en eerst konden we niets vinden. We hebben 

daarna contact opgenomen met Alfa Laval, een wereldwijd bedrijf gespecialiseerd in 

onder andere waterzuivering. We kregen contact met Luuk Beeftink(Specialist 

Separation Technology), en die heeft ons uiteindelijk twee stukjes van 20*20 cm 

omgekeerde osmose(RO: reverse osmosis) membraan gestuurd. 

Zie bijlage plannen van aanpak: Semipermeabiliteit van omgekeerde 

osmosemembraan testen 

Zie bijlage uitwerkingen plannen van aanpak: Semipermeabiliteit van 

omgekeerde osmosemembraan testen 

Het bleek dus, dat dit membraan wel geschikt is. Nu konden we verder met het zelf 

opwekken van blue energy. 

Om het membraan vast te zetten, hebben we membraanhouders gemaakt. We 

hebben als materiaal gekozen voor pvc, wat gewoon bij de bouwmarkt te koop is. 

We hebben 3 eindkappen met schroefdop gekocht. Daarop hebben we normale 

eindkappen gelijmd, en er speciaal gedraaide slangnippels in vast gezet, zodat we 

makkelijk slangetjes op de membraanhouder konden vast zetten. Ook kunnen we 


25

hierdoor de houder vullen met water. In elke dop hebben we 7 gaten geboord, waar 

het water doorheen kan. Tussen de eindkap en de schroefdop kan dan het 

membraan geklemd worden, zodat er geen lekkage kan ontstaan. 

Om de membraanhouder in op te bergen, hebben we een soort frame gemaakt. 

We hebben voor beide constructies hout gekozen als basis. We hebben daarvoor 

houten latjes gebruikt van 1,0*1,0 cm. Bij de draagbare versie hebben we voor 3 

poten gekozen, met in het midden 2 scharnieren, zodat hij opgeklapt kan worden. 

Bij de normale versie hebben we een rechthoekige constructie gemaakt, want dat is 

iets stabieler. Om de pootjes recht te krijgen, hebben we instelbare schroefjes onder 

de poten gedaan, zodat de opstelling bijgesteld kan worden. 

Figuur 6.2 tekening van de frames 

Bij de draagbare versie hebben we in de onderste helft van de constructie aan de 

kant van de scharnieren naar buiten toe een houder gemaakt, waar een soort 

generator op kan rusten. 

Als generator hebben we voor een oud motortje gekozen, met daaraan een soort 

propeller. 

Als er dan water langs de bladen van deze propeller stroomt, zal er elektriciteit 

gemaakt worden. 

Omdat door de generator het zwaartepunt van de constructie buiten de driepoten 

viel, moest de constructie verzwaard worden. Dat hebben we gedaan door een 

gewichtje tussen 2 plankjes in de onderste driehoek vast te zetten. 

Op het plankje kan dan ook een bakje staan met zoet water staan, waar dan de 

membraanhouder ingezet kan worden. 

Vanaf de membraanhouder gaat een slangetje naar het bovenste gedeelte van de 

constructie. Daar zit een houder, met een soort opslagtank. Onder de opslagtank zit 

een kraantje. Onder het kraantje zit een stuk tuinslang, dat naar de generator loopt. 

Onder de generator is een opvangbakje geplaatst, waarmee het uitvoerwater 

opgevangen kan worden. 


26

Bij de vaste versie is het de opbouw bijna hetzelfde, alleen zijn er twee 

membraanhouders, en is er dus 2 keer zoveel membraan oppervlakte. Vanaf deze 

twee houders loopt ook weer een slangetje naar een opslagtank, daaronder zit ook 

weer een kraantje. Onder het kraantje zit ook weer een schoepenblad met een 

motortje eraan, dat als generator dient. 

Zie ook bijlage foto’s 

Werking 

De membraanhouders kunnen worden gevuld met zout water. Door osmose zal het 

volume in de houder toenemen, er zal dan door de opening water gaan stromen naar 

boven toe. Als er genoeg water in de tank zit, kan het kraantje geopend worden, en 

zal het water naar beneden stromen, langs het schoepenblad van de generator. De 

kinetische energie van het water wordt dan omgezet in stroom. 

Als het volume van water dat naar bovengaat erg afgenomen is, moet het zout water 

vervangen worden. 

We hebben zelf eerst testen gedaan met een bijna verzadigde zoutoplossing. Bij 

deze testen bleek, dat het een paar dagen duurt voordat er genoeg water boven is. 

Later hebben we met de eerste opstelling ook geprobeerd met normaal zeewater 

hetzelfde te doen. Dat ging echter veel langzamer. 

Opbrengst 

Wat is de theoretische opbrengst bij de draagbare versie? 

Stel, we hebben na een tijd 100 ml water boven in .(dat is ongeveer 25 cm boven de 

generator) 

De zwaarte energie die er dan in zit is: 

m*g*h=0,1*9,81*0,25 =0,25 J 

h is dan de afstand van het opslagtankje naar het schoepen blad van de generator, 

en de massa is de massa van het water(hier is het gewicht van zout niet 

meegerekend) 

Als het water bij de generator komt, is de zwaarte energie dan 0, dus komt er 0,25 J 

vrij. 

Dat komt vrij in ongeveer 5 seconden, er komt dus: 

0.25/5=0.05 W vrij. 

Eigenlijk is het vermogen veel minder, omdat de opstelling er een paar dagen over 

doet voordat er 100 ml boven is. Ook gaat er energie “verloren” omdat niet 100% 

omgezet kan worden. 

Uit metingen met een spanningsmeter kwam er uit dat er tussen 600 en 750 mV 

vrijkomt. Dat is helaas niet genoeg om een lampje te laten branden, maar we hebben 

wel aangetoond dat we zelf blue energy op kunnen werken. 


27

Ongeveer hetzelfde geldt ook voor de andere opstelling, alleen is het vermogen iets 

groter, want de hoogte is bij deze versie groter, en zal het ook minder lang duren 

voordat er 100 ml water boven is, want er is meer membraanoppervlakte. 

Lukt het ons zelf blue energy te maken? 

Het is ons dus gelukt, na veel onderzoek, zelf blue energy op te wekken. Echter is 

het zo weinig, dat het bijna niet nuttig gebruikt kan worden. Ook duurt het erg lang 

voordat er stroom uit onze opstelling gehaald kan worden. We hebben ons doel 

echter wel bereikt: zelf blue energy opwekken. 


28

7. Energieproblemen? 

Zoals bijna iedereen wel weet, zijn er op het moment energieproblemen. In 

ontwikkelde landen neemt het verbruik van energie ieder jaar toe, en de 

ontwikkelingslanden gaan ook meer gebruiken. Ook komen er, bij de normale 

manieren van energiewinning, veel schadelijke stoffen vrij. Door die stoffen wordt het 

broeikaseffect veroorzaakt. In ieder geval is dat wat er beweerd wordt. 

Opwarming 

Door de industrialisatie uit vorige eeuw, is onze uitstoot van broeikasgassen erg toe 

genomen. Uit metingen is ook gebleken dat de temperatuur in die periode steeg. Om 

de Aarde leefbaar te houden, moeten er wat aan de temperatuurverandering gedaan 

worden, of in ieder geval de verandering proberen te remmen. Dat kan alleen door 

schonere energie bronnen te gebruiken. 

Weer 

Ook het weer is van slag. Er komen steeds warmere zomers, en de rest van de 

weersomstandigheden worden ook extremer. 

Om de mensheid tegen deze omstandigheden te kunnen beschermen, is er extra 

energie nodig. Zoals bijvoorbeeld in januari 2010, het was toen zo koud dat er veel 

meer gas verstookt werd, zodat de reserves van Nederland moesten worden 

aangesproken. 

Ook als de zomers warmer worden, is er meer energie nodig, omdat de mensen dan 

meer gebruik maken van bijvoorbeeld de airco. 

Het verdrag van Kyoto 

In het verdrag van Kyoto staat dat iedereen minder uitstoot moet leveren. Veel van 

de uitstoot wordt veroorzaakt door het verbranden van brandstoffen, zodat 

bijvoorbeeld auto’s kunnen rijden. Hier zijn dus ook problemen, er wordt te veel 

brandstof verbruikt voor de energiebehoefte van de mens. Ook is er onlangs een 

klimaattop in Kopenhagen geweest. 

Brandstof 

Veel van de huidige energiewinning berust op fossiele brandstoffen. Deze zijn 

vroeger uit dode dieren, planten en bomen ontstaan onder hoge druk. Dit is een erg 

mooie vorm van energiewinning, want overal waar de brandstof naar vervoerd kan 

worden, kan er energie gewonnen worden. 

Er is een groot nadeel, de bronnen waar deze fossiele brandstoffen uit gehaald 

worden zijn niet oneindig groot en raken dus een keer op. 

Energieproblemen? 

Er zijn dus aardig wat energie problemen, en ook al hebben ze misschien dan geen 

invloed op het milieu, toch moeten men opzoek naar betere en vernieuwbare 

energiebronnen, want ook onze fossiele brandstoffen kunnen opraken. 


29

Blue energy: de oplossing voor onze energieproblemen? 

Concluderend uit de deelonderwerpen, is blue energy niet de ultieme oplossing, 

maar wel een middel dat een grote invloed kan hebben op onze groene energie 

winning. 

Er zijn meerdere redenen dat blue energy niet de ultieme oplossing is. 

De opbrengst is namelijk niet groot genoeg om alle andere energiebronnen 

overbodig te maken. Er is ook nog veel onderzoek nodig aan manieren om het 

zoutconcentratieverschil om te zetten naar bruikbare stroom. Dat zal nog veel jaren 

duren en veel geld kosten. Er zijn veel voorwaarden aan de locatie waar blue energy 

opgewekt kan worden. 

Daarentegen kan blue energy bijna hetzelfde percentage aan groene stroom 

opwekken als alle andere bronnen bij elkaar, wat ongeveer 7,5 % is. Als het dus 

helemaal wordt uitgewerkt, dan wordt het percentage van groen opgewekte stroom 

dus bijna verdubbeld. Als er dan op andere gebieden ook zulke uitvindingen gedaan 

worden, die ook een soort gelijk deel bij kunnen dragen, dan kan onze samenleving 

al zijn stroom groen opwekken. 

In een geoptimaliseerde vorm kan blue energy een deel van de oplossing van onze 

energieproblemen zijn. 


30

Nawoord 

Rick 

Als ik nu terugkijk op het hele project wat we samen hebben doorgelopen, vind ik het 

goed gelukt. Niet alleen de samenwerking ging goed, maar ook de dingen die we 

alleen hebben gemaakt. En als er fouten in het werk zaten corrigeerden wij elkaar. 

Ik vond het leuk om met blue energy bezig te zijn. Het heeft met veel dingen te 

maken die mij wel interesseerde. Maar ook blue energy toepassen in de praktijk was 

wel leuk. Ik denk dat het profielwerkstuk best mooi geworden is. We hebben er 

samen flink wat tijd in gestoken en als je er zoveel tijd instopt wil je ook wel dat het 

goed is. Daarom gingen we er wel voor om er het beste van te maken! 

Mathijs 

Ik vond het erg leuk om aan dit profielwerkstuk te werken. Het was erg interessant 

om onderzoek te doen naar een onderwerp waar ik in het begin niet veel over wist. 

Ook was het leuk, om bij het onderzoek en bij het raadplegen van bronnen, de 

kennis te gebruiken die ik tijdens natuurkunde en scheikunde geleerd heb. Ook ging 

het samenwerken met Rick erg goed. 

Ik vond het ook erg leuk om de kennis die ik in mijn vrije tijd had opgedaan met Flash 

in de animaties en de rest van de website te stoppen. 

Als ik terugkijk op het profielwerkstuk, denk ik dat het erg mooi geworden is. We 

hebben er in ieder geval erg ons best op gedaan en er veel moeite in gestopt 


31

Bijlagen en extra’s 

In dit gedeelte van het PWS staan extra onderwerpen, zoals de plannen van aanpak. 

Naar deze extra onderwerpen wordt meestal vanuit de normale hoofdstukken 

verwezen. 

Ook zitten hier extra’s in, en ook de verplichte delen zoals bronvermelding en 

logboek. 

Inhoud: Blz. 

Bijlagen: 

Plannen van aanpak 33 

o Temperatuursverandering 33 

o Eieren ontkalken 33 

o Semipermeabiliteit van ei-membraan testen 34 

o Semipermeabiliteit van dialysebuis testen 35 

o Semipermeabiliteit van omgekeerde osmosemembraan testen 35 

Uitwerking plannen van aanpak 35 

o Temperatuursverandering 35 

o Eieren ontkalken 36 

o Semipermeabiliteit van ei-membraan testen 36 

o Semipermeabiliteit van dialysebuis testen 37 

o Semipermeabiliteit van omgekeerde osmosemembraan testen 38 

Extra methodes voor blue energy 40 

o Gesloten systeem 40 

o Kokend water 41 

Begrippenlijst 42 

Extra’s: 

Bronvermelding en noten 44 

Logboek 46 

Foto’s 50 

Opmaakverantwoording 55 

Gebruikte programma’s 57 

CD-r 58 


32

Plannen van aanpak 

Hieronder staan onze plannen van aanpak voor de praktijk gerelateerde 

onderwerpen. Hierin staat beschreven hoe we van plan zijn om deze onderwerpen 

aan te pakken: 

Temperatuursverandering 

Doel: Meten of er energie vrijkomt bij het mengen van zout en zoet water 

Benodigdheden 

- Water 

- Thermometer 

- Coachlab 

- Temperatuursensor 

- Laptop 

- Zout 

- 3 Maatcilinders 

- 2 Erlenmeyer’s 

- Gasbrander 

Methode 

We maken een dag van tevoren een verzadigde zout oplossing, door in een 

bekerglas 200 ml gedestilleerd water te mengen met een overmaat NaCl, 

zodat er een verzadigde oplossing ontstaat. Voordat we dit gaan mengen, 

verwarmen we het water met de gasbrander. We zetten dit weg in een 

erlenmeyer om af te koelen. Hiernaast zetten we een andere erlenmeyer met 

gedestilleerd water. Dit omdat het zout en gedestilleerd water dan op dezelfde 

temperatuur zijn. 

De volgende dag hebben de vloeistoffen dezelfde temperatuur. De 

temperatuur wordt gemeten met de Coachlab opstelling, de laptop en de 

temperatuursensor. Deze wordt van tevoren klaargezet en geijkt. Dan worden 

van beide vloeistoffen een gelijk deel bij elkaar gedaan in een maatcilinder, en 

de verandering van temperatuur kan dan worden vastgelegd met de laptop en 

coach. 

Eieren ontkalken 

Doel: Een schilloos ei maken 

Benodigdheden: 

- Kippenei 

- (keuken) Azijn 

- Afsluitbare beker 

Methode 

Eerst doen we het ei in de beker. Wij gebruiken hiervoor een goedkope 

drinkbeker met deksel. Dan kan de beker gevuld worden met de keukenazijn. 

Omdat keuken azijn niet een erg sterk zuur is, zal het ei een tijdje er in moeten 

blijven liggen. Dat zal ongeveer 2 dagen duren. 


33

Semipermeabiliteit van ei-membraan testen 

Doel: Testen of het membraan uit een ei geschikt is voor onze PRO opstelling 


- 3 schilloze kippeneieren (zie eieren ontkalken) 

- Leidingwater 

- Suikeroplossing 

- Zoutoplossing 

- 3 bekers 

- Weegschaal 

Methode 

We meten eerst van elk ei hoe zwaar het is. Daarna doen we elk ei in een 

beker met een oplossing. Na 1 week meten we de eieren weer, en kijken wat 

er veranderd is. 

Semipermeabiliteit van dialysebuis testen 

Doel: Testen of dialysebuis geschikt is voor onze PRO opstelling 


- Stukje open geweekt dialysebuis (geleend van biologie) 


- Beker 

- Zoutwater 

- Doseerspuit 

- Houder om het membraan vast te houden 

- Touwtje 

Methode (zie ook de foto’s achterin bij extra) 

We binden eerst een kant van het membraan dicht met een touwtje. Daarna 

doen we er een beetje zoutwater in. Dan hangen we het aan de houder in de 

beker, en wordt de beker gedeeltelijk gevuld met leidingwater. Dan vullen we 

het membraan verder met zoutwater, totdat het peil in het membraan even 

hoog is als het zoetwaterpeil. 

Tenslotte laten we het staan, en kijken af en toe wat er gebeurd is. 

Semipermeabiliteit van omgekeerde osmosemembraan testen 

Doel: Testen of een omgekeerde osmosemembraan geschikt is voor onze 

PRO opstelling. 


- Omgekeerde osmosemembraan (gekregen van Alfa Laval B.V.) 


- Membraanhouder 

- Zout water 

- Bakje (voor het leidingwater) 

- Weerstandmeter 

Methode (zie ook de foto’s achterin bij extra) 

We halen eerst het beschermlaagje van het membraan af om het te kunnen 

gebruiken. Daarna plaatsten we het omgekeerde osmosemembraan in de 

membraanhouder en vullen we de membraanhouder met zout water. We 

vullen het bakje met leidingwater en plaatsten de membraanhouder gevuld 

met zout water in de bak. Nu is het een kwestie van wachten en kijken of het 

membraan ook echt werkt. 


34

Uitwerkingen plannen van aanpak 

Temperatuursverandering 

Verwachting 

We verwachten van deze proef dat de temperatuur toeneemt, want bij het mengen 

van zout en zoet water kan energie gewonnen worden, en als die niet gebruikt wordt, 

dan moet de energie ergens heen. Meestal wordt de vrijgekomen energie dan 

warmte. 

Uitwerking 

Nadat we een dag eerder een verzadigde NaCl oplossing gemaakt hadden, gingen 

we op vrijdagochtend tijdens onze PWS begeleiding de coachlab opstelling opzetten. 

We liepen tegen het probleem aan dat Coach geen verbinding kreeg met Coachlab. 

Na wat hulp werkte hij uiteindelijk wel. Toen gingen we de opstelling ijken, door twee 

waardes te laten meten door de temperatuursensor, en vervolgens de gemeten 

weerstand aan een temperatuur koppelden. Deze temperatuur hebben we met een 

digitale thermometer gemeten in een multimeter. 

Voor het ijken gebruikten we water van ongeveer 80 graden Celsius, wat nog in de 

waterkoker zat, en met kraan water. Dit deden wij omdat we niet veel tijd meer 

hadden en omdat ons doel niet was om precies de temperatuur te meten, maar of er 

verandering was. Nadat alles klaar gezet was, hebben we 100 ml water afgemeten 

en 100 ml zoutwater. Na van beide de temperatuur opgenomen te hebben, voegden 

we ze bij elkaar en hadden de verandering in temperatuur gemeten. 

Waarnemingen 

Hieronder staan onze meetwaarden in een tabel en in grafieken: 

1 e meting Start T(°C) Eind T(°C) 

Zoutwater 15,0 X 

Demiwater 15,0 X 

Mengsel X 14,3 

2 e meting Start T(°C) Eind T(°C) 

Zoutwater 15,2 X 

Demiwater 15,2 X 

Mengsel X 14,3 

1 e Meting 2 e Meting 


35

Resultaten 

De resultaten waren anders dan we verwacht hadden, het water koelde af, in plaats 

van op te warmen. Eerst dachten we dat we een meetfout hadden gemaakt, en 

voerden we het proefje opnieuw uit met de rest van het water. Maar er kwam weer 

een daling van temperatuur uit. Na veel nagedacht te hebben, kwamen we met het 

antwoord op waarom er dan toch energie uit het mengen te halen is, wat te lezen is 

in hoofdstuk 2. 

Dit resultaat had grote gevolgen voor ons tweede hoofdstuk. Het hoofdstuk moest 

gedeeltelijk opnieuw geschreven worden. 

Eieren ontkalken 

Verwachting 

We verwachten kalkloze eieren te krijgen. 

Uitwerking 

We namen 3 eieren en stopten de drie eieren in een aparte beker. Daarna deden we 

er keukenazijn bij. Dat deden we omdat kalk beter in een zuur oplost dan in normaal 

water. De eieren lieten we zo een paar dagen staan. 

Daarna spoelden we de eieren af, zodat al het kalk voor de rest van het ei-membraan 

verdween. De bekers spoelden we om, zodat we ze opnieuw kunnen gebruiken. 

Waarnemingen 

Na een tijdje kwamen er belletjes op het ei (waarschijnlijk CO2). Een 

reactievergelijking zou het onderstaande kunnen zijn: 

CO3 2+ (aq) + 2 H3O + (aq) 3 H2O(l) + CO2(g) 

Resultaten 

Na de behandeling met keuken azijn was al het kalk opgelost, of in helemaal zacht 

geworden zodat we het eraf konden spoelen. Uiteindelijk kregen we kalkloze eieren. 

Semipermeabiliteit van ei-membraan testen 

Verwachting 

We verwachten dat het eieren in zoutwater en in een suikeroplossing kleiner worden, 

en het ei in kraanwater groter wordt. Als dit het geval is, is het membraan van een ei 

geschikt om een PRO opstelling te maken. 

Uitwerking 

We gingen eerst de eieren wegen en de grootte meten. Toen we van één van de 

eieren de grootte wilden meten, knapte het. Daarna besloten we om verder te gaan 

met twee eieren, één in zout water en één in de suiker oplossing. 


36

Waarnemingen 

Voor: Massa Doorsnee Oplossing: 

A 78 58,9 suiker 

B 74 59,5 zout 

Na: 

A 78 54,9 suiker 

B 84 59,3 zout 

We namen ook waar dat het ei in zoutwater hard was, en het ei uit de 

suikeroplossing erg zacht. 

Resultaten 

De gegevens in de tabel lijken niet er veel te zeggen. Maar de massa van ei B is er 

toegenomen. Bij ei A is niet erg goed te zien wat er met de massa gebeurd is, omdat 

de verandering te klein was om op te meten met een onnauwkeurige 

keukenweegschaal. Uit het gegeven dat ei B nog hard was, en dat ei A erg zacht 

was, is wel een duidelijke conclusie te trekken. 

Het resultaat is dus dat het membraan uit eieren wel gebruikt kunnen worden voor 

osmose, maar dat ze wel ionen doorlaten. Daarom is het membraan niet geschikt 

voor onze eigen PRO opstelling. We moeten dus nog verder zoeken naar een 

geschikt membraan. 

Semipermeabiliteit van dialysebuis testen 

Verwachting 

We weten eigenlijk niet wat we moeten verwachten, want bij het kabinet biologie 

zeiden ze dat het membraan waarschijnlijk geen ionen doorlaat. Dat terwijl de naam 

zelf anders zegt: het is dialysebuis, wat normaal bij nierpatiënten gebruikt wordt om 

kleine deeltjes (afvalstoffen) uit hun bloed te zuiveren, en grote eiwitten binnen te 

houden. Ionen zijn in relatie tot zulke eiwitten erg klein, dus misschien gaan ze wel 

door het membraan heen. 

Uitwerkingen 

We hingen het dichtgebonden 

membraan in een beker met 

leidingwater en vulden het daarna 

totdat de peilen gelijk waren. We 

voegden ook wat piepschuim korrels 

toe, zodat we de peilen van de 

waterniveaus goed konden zien. 

Waarnemingen 

Onze waarnemingen waren dat het 


Figuur E.1 Schematische opstelling 

37

peil iets gestegen was na een uur, ongeveer 0,5 to 1 cm. Het lijkt in eerste instantie 

dus te werken. Toen we later met een multimeter de geleidbaarheid van het water 

buiten het membraan maten, en het vergeleken met normaal leiding water, kwam er 

uit dat de geleiding van het water in de opstelling hoger was dan dat van normaal 

water. Er waren dus ook ionen in het water buiten het membraan gekomen. 

Dat kon twee dingen betekenen: of er is lekkage van het membraan of de afsluiting 

van het touwtje, of het membraan is niet geschikt voor ionen. Om het eerste te 

testen, voegden we wat kleurstof aan het zoutwater toe, en na een nacht het te 

hebben laten staan, bleek dat ook het water buiten het membraan gekleurd was. 

Daarna zetten we het opnieuw op, met een ander touwtje, en weer gebeurde 

hetzelfde. Toen besloten we een groter stuk membraan te gebruiken, en er voor te 

zorgen dat er geen openingen in het water zaten. Het water werd alsnog zouter. 

Resultaten 

Het blijkt dus dat dialysebuis niet heel erg geschikt is voor PRO, maar als we niks 

anders kunnen vinden, kunnen we dit wel gebruiken. Helaas heeft onze opstelling 

dan een lagere efficiëntie. Dit is zo omdat de dialysebuis waarschijnlijk kleine gaatjes 

heeft (op moleculair niveau). Door die gaatjes kunnen de ionen door, maar er is ook 

een kans dat ze tegen een stuk botsen waar ze niet door heen kunnen. 

Figuur E.2 Een weegave van de werking van het membraan 

We hebben dus eigenlijk een membraan nodig waar veel geladen groepen in zitten, 

zodat ionen altijd terug gekaatst worden. 

Semipermeabiliteit van omgekeerde osmosemembraan testen 

Verwachting 

We hebben nu een omgekeerde osmosemembraan in plaats van een 

osmosemembraan en willen weten of het werkt in onze PRO opstelling. Onze 

verwachting is dat het membraan hetzelfde als een osmosemembraan zou moeten 

werken. 

Membraan 

Omdat het dialysebuis niet geschikt was voor onze opstelling, zochten we naar een 

nieuwe oplossing voor de opstelling. We dachten aan omgekeerde 

osmosemembranen. Omdat we niet zeker wisten of het membraan zou werken 

hebben we het eerst getest. 

Uitwerkingen 

We hebben precies alles uitgevoerd, wat we in onze plan van aanpak hadden 

opgesteld. We hebben ook gekeken of het membraan niet lekt door de 

geleidbaarheid van het zoete water te meten. Indien dit gelijk blijft is het zeer 

onwaarschijnlijk dat het membraan lekt. 


38

Waarnemingen 

Na een aantal uur was het waterpeil in de membraanhouder gestegen. Ook hadden 

we de weestand van het water gemeten en die verschilde niet met de ervoor 

gemeten meting. 

Resultaten 

Door het stijgen van het waterpeil nemen we aan dat het membraan werkt. Hetgeen 

wat we wilde, gebeurde en dat was goed nieuws. Doordat de weerstand gelijk bleef 

in het zoete water, lekken er geen ionen door het membraan en kan het membraan 

gebruikt worden. 


39

Extra methodes voor blue energy 

Naast de bekende methodes, die beschreven zijn in hoofdstuk 3, hebben we zelf ook 

nog wat methodes bedacht. 

Gesloten systeem 

In plaats van zoetwaterstromen te gebruiken, kan er ook een gesloten systeem 

gemaakt worden. 

Opbouw en werking (figuur E.3) 

De basis van het gesloten systeem is een ruimte, die door de zon verwarmd wordt. In 

een gedeelte van de ruimte zit zoutwater (3). Door de warmte van de zon zal het 

water uit het zoutwater gaan verdampen. De damp (2) gaat dan richting een andere 

ruimte (4), waar het condenseert. Daar komt dus zoetwater. Er stroomt ook zoutwater 

in de ruimte naast ruimte 4. Tussen deze twee zit een semipermeabel membraan. 

Als beide ruimtes (gedeeltelijk) vol zijn, wordt het luik (5) gesloten. Er zal dan, net als 

bij PRO, druk opgebouwd worden. Als er genoeg druk is, wordt de generator (7) 

aangedreven en wordt er stroom opgewekt. Na de generator komt het water weer in 

de hoofdruimte, waar het hergebruikt kan worden. Dan worden de ruimten opnieuw 

gevuld, en begint alles weer opnieuw. 

Figuur E.3 Een overzicht van het gesloten systeem 

Deze methode is eigenlijk dus een verkleinde weergave van wat de natuur doet,die 

verdampt namelijk ook water uit zee, wat in de bergen weer condenseert, en wat 

door rivieren weer in zee loopt. 


De voordelen van deze methode zijn dat er geen zoetwaterbron nodig is, dus kan het 

ook midden in de Sahara gebruikt worden. Dat is ook beter, want dan is er meer 

warmte en gaat de verdamping dus sneller. Het zal dus eigenlijk een soort zonneenergie 

worden. 

Het nadeel is dat er minder opbrengst is dan bij een normale opstelling. 


40

Kokend water 

In plaats van de waterdamp bij VPDU te gebruiken, zou het ook mogelijk zijn om 

water hiermee te verwarmen. 

Opbouw en werking (figuur E.4) 

De opbouw is bijna hetzelfde als bij VPDU, alleen zijn er meer ruimtes. Het begin is 

een ruimte met zoetwater. Door hetzelfde principe als bij VPDU zal er een 

dampstroom plaats vinden naar de volgende ruimte met zoutwater. Bij VPDU werd 

de condensatiewarmte gebruikt om de eerste ruimte met zoetwater op dezelfde 

temperatuur te houden, maar bij deze versie wordt de warmte gebruikt om een 

volgende ruimte met zoetwater te verwarmen, waardoor er meer water gaat 

verdampen. Er gaat vervolgens weer een dampstroom naar een volgende ruimte met 

zoutwater, waar weer hetzelfde gebeurt. Dit gaat zo door, totdat het water warm 

begint te worden, en als de opstelling groot genoeg is, zelfs gaat koken. 

Figuur E.4 Een weergave van en zelf verzonnen opstelling 

De warmte kan dan een stoomturbine aandrijven, of de warmte kan gebruikt worden 

om huizen en kantoren te verwarmen. 


Een voordeel van deze manier is dat er gelijk warmte opgewekt wordt, wat handig is 

voor de verwarming van huizen. Het is ook een nadeel, want warmte is niet goed op 

te slaan. Een ander nadeel is dat de opstelling erg groot wordt om er veel energie 

mee op te wekken. 


41

Begrippenlijst 

Hieronder een lijst met begrippen met een korte beschrijving er achter 

Anode 

Blue energy 

Broeikasgassen 

Collageen 

Dampdruk 

Elektrodialyse 

Energiebronnen 

Enthalpie 

Entropie 

Estuaria 

Ionomeer 

Kathode 

Katschalsky 

Osmose 


Elektrode waar de reductor reageert 

Het opwekken van energie door gebruik van het concentratie 

verschil in zout en zoet water 

Gassen die ervoor zorgen dat er wel licht de atmosfeer in kan, 

maar warmte er niet meer uit 

Stof die krimpt in zout water, en weer uitzet in zoet water 

Druk boven een vloeistof door gedeeltelijke verdamping van 

deze vloeistof 

Het scheiden van ionen uit water door een spanningsbron 

Bronnen waar we energie en elektriciteit uit halen 

De totale energie in een systeem 

De verdeling in een mengsel: de natuur streeft altijd naar een 

hogere entropie 

Dit zijn plaatsen waar rivieren uitmonden op zeeën of oceanen 

Polymeer met de eigenschap van een ion. 

Elektrode waar oxidator reageert 

Biofysicus die onder andere onderzoek deed naar krimpen en 

uitzetten van vezels in zout water 

Het stromen van water van lagere concentratie naar hoge 

concentratie 

Pressure Retarded Osmosis 

Manier om blue energy op te wekken door een semipermeabel 

membraan, waardoor druk opgebouwd wordt 

PRO 

Pressure Retarded Osmosis 

RED 

Reverse ElectroDialysis 

Reverse ElectroDialysis 

Omgekeerde elektrodialyse is een manier om blue energy op te 

wekken waar gelijk stroom bij vrijkomt 

42

Semipermeabel membraan 

Membraan dat grote deeltjes niet door laat, maar kleinere 

deeltjes als H2O wel. sommige membranen laten ook geen zout 

door. 

Vapor Pressure difference utilization 

Manier om blue energy op te wekken gebaseerd op verschil in 

dampdruk van zout en zoet water 

Verdelingsgraad 

De mate waarin een stof over een andere stof verdeeld is. 

VPDU 

Vapor Pressure difference utilization 

Zoet water 

Water dat bijna geen ionen bevat 

Zout water 

Water uit zee, dat veel ionen bevat 


43

Bronvermelding en noten 

Inleiding 

http://mediatheek.thinkquest.nl/~lla227/wateropaarde.html 

Voorwoord 

Wat is blue energy? 

http://www.jubile.nl/3d/blueenergy/ 

http://betavak-nlt.nl/downloads/v120/v120_test.pdf/?licenseAck=Akkoord 

Zolang er zee is, is er groene stroom van René Didde uit de Volkskrant 

Hoeveel energie is er met blue energy te winnen? 

2.1 http://nl.wikipedia.org/wiki/Zeewater 

2.2 http://www.redstack.nl 

2.3 http://www.cbs.nl/NR/rdonlyres/75FDD9CA-8272-42CD-A0CB- 

A3744EFFE9BD/0/2009definitievecijfersduurzameebergie2008art.pdf 

http://home.planet.nl/~windsh/statsnl.html 

http://www.productiondata.nl/?page[]=19&page[]=22 

http://www.leonardo-energy.org/drupal/book/export/html/2243 

Encarta encyclopedie 

Binas 

Welke methodes zijn er voor blue energy bekend? 

NLT module Blue energy 

Katchalsky machine 

http://www.rug.nl/kennisdebat/onderwerpen/energie/energie-krachtenveld/blue-energy/zoutgradient 

VPDU 

3.2.1 http://nl.wikipedia.org/wiki/Dampdruk 

3.2.2 wsp_wetsus_blue-energy-leerlingenmateriaal.pdf 

PRO 

3.3.1 Zolang er zee is, hebben de Noren schone stroom, René Didde, site volkskrant 

RED 

3.4.1 http://www.wetsus.nl/pageid=95/About_Wetsus.html 

http://www.pslc.ws/mactest/ionomer.htm 

Encarta encyclopedie waterontzilting 

Wat zijn mogelijke locaties voor blue energy? 

4.1 http://nl.wikipedia.org/wiki/Afsluitdijk#Toekomst 

4.2 http://www.peopleplanetprofit.be/artikel.php?IK=1227 

4.3 www.redstack.nl 

4.4 http://www.cda-fryslan.nl/index.php?type=news_item&id=453 

4.5 http://www.senternovem.nl/mmfiles/blue%20Energy%20-%20opzet%20deelsessie_tcm24- 

302813.pdf 

4.6 http://nl.odemagazine.com/doc/0114/Zout-ontmoet/ (volgens Jan Post, Wetsus) 

http://www.senternovem.nl/mmfiles/blue%20Energy%20-%20mindmap_tcm24-302812.pdf 

http://www.natuurenmilieu.nl/page.php?pageID=46&itemID=3224&editieID=3217 


44

http://www.senternovem.nl/mmfiles/blue%20Energy%20- 

%20Verslag%20van%20de%20deelsessie_tcm24-302816.pdf 

http://www.senternovem.nl/mmfiles/scan%20waterkracht_tcm24-108949.pdf 

Figuur 4.1 http://www.iselinge.nl/scholenplein/weer/neerslag/klimaat700.jpg 

Zitten er ook nadelen aan blue energy? 

5.1 http://www.leonardo-energy.org/drupal/book/export/html/2243 

5.2 http://artikelen.foobie.nl/natuur/blue-energy/ 

Energieproblemen? 

http://www.klimaatnieuws.nl/200502/kyoto_verdrag_van_kracht.php 

http://www.sge-corp.com/renewable-energies/why-renewable-energy/ 


45

Logboek Mathijs 


46


47

Logboek Rick 


48


49

Foto’s 

De foto's staan ook op de CD en online 

Eieren: 

Foto 1 

Drie bekers met keukenazijn, om de 

eieren te ontkalken. 

Foto 3 

Het bovenste ei komt uit zoutwater, en is 

hard. Het onderste ei komt uit een 

suikeroplossing, en is zacht. Het derde ei 

was gesneuveld. 


Foto 2 

Drie kalkvrije eieren na ongeveer twee 

dagen in azijn te hebben gelegen. 

50

Membraan: 

Foto 4 

Dialysebuis met zoutwater aan een 

zelfgemaakte houder. 

Foto 6 

Bovenaanzicht van de dialysebuis proef. 

Foto 8 

Proef opstelling met membraan houder, 

zodat we de totale doorstroom konden 

waarnemen. 


Foto 5 

De houder met het dialysebuis van 

hiernaast in kraanwater. 

Foto 7 

Membraan houder. Meer foto’s hiervan 

staan bij constructie. 

51

Constructie: 

Foto 9 

Verstekzaag om latjes mee te zagen 

voor het frame. 

Foto 11 

Uitgeklapt frame. 

Foto 13 

Onderste ring met membraan. 


Foto 10 

Opgeklapt frame van de mobiele versie 

van onze opstelling. 

Foto 12 

Membraanhouder met slang, onderaan 

word tussen een stukje rubber en het pvc 

het membraan waterdicht geklemd. 

Foto 14 

Losse membraanhouder onderdelen. 

52

Foto 15 

Een kant van het tweede frame. 

Foto 17 

De tweede blue energy opstelling. 


Foto 16 

Het tweede frame totaal in elkaar gezet. 

Foto 18 

Eerste opstelling met zeewater. 

53

Water en filteren 

Foto 19 

Ongefilterd zoutwater naast gefilterd 

zoutwater. 

Extra 

Foto 20 

CD label en CDRW voor de test CD. 

Foto 22 

Printscreen van het upload gedeelte van 

de website. 


Foto 21 

Sticker op de CD. 

54

Opmaakverantwoording 

We hebben ervoor gekozen om ons profielwerkstuk gewoon op papier te printen, 

maar alle onderwerpen staan ook op onze site. Achter in dit profielwerkstuk zit ook 

een CD-R, met daarop het complete verslag en een offline kopie van onze site. 

Op de site en CD staan ook nog extra dingen, zoals bijvoorbeeld animaties, en een 

paar filmpjes. 

We hebben ervoor gekozen om een site bij te houden, zodat onze informatie ook 

voor de PWS begeleider toegankelijk was, en we hebben een afgeschermd gedeelte 

gecreëerd, waar we onze test documenten konden bewaren, zodat we overal, waar 

een internetverbinding was, verder konden werken. Dit gedeelde is gemaakt met 

PHP, HTML en Flash. 

Opmaak 

Hieronder een lijst met gebruik van leestekens, markeringen etc. 

Verwijzingen: 

Link of verwijzing naar een bestand op onze of een andere site 

Verwijzing naar ander hoofdstuk 

Teksten: 

Dit is een normale, zakelijke tekst. 

Hier staat een stuk van onze mening, een waarneming, een vraag aan onszelf etc. 

Dit staat ook vaak in de wij vorm geschreven. 

Dit is een hoofdvraag 

Dit is een tussenkop 

Formules 

Figuur E.5Overzicht van onze site, links het afgeschermde gedeelte, rechts de normale site 


55

* = keer 

, = decimaal 

/ = delen 

x*10 y = 10 e macht 

1:1 = verhouding 

X + Y = Z 

= formule 

Hoofdindeling deelvraag: 

Inleiding 

Tussenkop+deeldeelonderwerpen 

Tussenkop+deeldeelonderwerpen 

.... 

Beantwoording deelvraag 


56

Gebruikte programma’s 

Gebruikte programma’s 

Tekst 

Word - Voor het typen van teksten hebben we Word gebruikt 

Excel - Voor tabellen hebben we Excel gebruikt 

Site 

CD-R 

Alftp - FTP server voor het uploaden en bewerken van de site. 

Filezilla - Filezilla hebben we gebruikt voor onze site toen Alftp opeens 

niet meer werkte 

Word - Word hebben we gebruikt om .doc om te zetten in .html 

FrontPage - FrontPage is gebruikt om de site te ontwerpen. 

Kladblok - kladblok hebben we gebruikt om html aan te passen en php te 

schrijven 

Nero 6 - Voor de CD hebben we met NERO 6 een CD label ontworpen, 

en die op een cd sticker geprint. Deze kon vervolgens op de CD 

geplakt worden. 

Figuren/ animaties 

SWF quicker - We hebben SWF quicker gebruikt om de flash animaties te 

maken, en om afbeelding te bewerken. 

Paint - Paint is gebruikt om figuren en schetsen te tekenen, en 

daardoor het aantal gekopieerde afbeelding van internet te 

reduceren tot 2 

Metingen 

Coach 6 - Voor de metingen hebben we Coach 6 gebruikt. 

Verder hebben we Windows XP, Windows vista, Firefox en Internet Explorer 

gebruikt. 


57

CD-R 

We hebben ook een CD gemaakt. 

Op de CD staan: 

Het volledige profielwerkstuk, in .doc en .pdf 

Offline kopie van de site, inclusief animaties 

Extra’s 

o Filmpjes 

o Foto’s 

Voor de CD label hebben we de zelfde afbeelding gebruikt als ons voorblad. 


58

Blue energy - SITE50

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?