Tornado melken als energiebron

Share Button

Een tornado heeft een duizelingwekkend vernietigend vermogen. Geen wonder dat uitvinders likkebaardend naar deze natuurverschijnselen kijken. Wat zijn de mogelijkheden om een verwoestende windhoos af te tappen?

Temperatuurinversie
Het verschijnsel dat tornado’s hun vernietigende kracht geeft heet inversie. De temperatuur daalt bij grotere hoogte. Dit maakt dat de lucht op deze hoogte dichter wordt. Omdat de luchtdruk bij het toenemen van de hoogte ook daalt, blijft de dichtheid van de lucht op grote hoogte toch per saldo lager dan de dichtheid van lucht. Het verhaal verandert als waterdamp een rol gaat spelen. Waterdamp bestaat uit moleculen water, H2O, met een moleculair gewicht van 18, iets meer dan de helft van dat van de moleculen zuurstof en stikstof (32 resp. 28) waaruit de rest van de atmosfeer bestaat. Dit maakt lucht met waterdamp lichter dan droge lucht. De reden dat vochtige lucht opstijgt. Is de temperatuurinversie heel sterk, dan stijgt de lucht heel snel. Hoog in de lucht zet de lucght uit, koelt hierdoor af en condenseert de waterdamp tot regen. Hierbij komt veel warmte vrij die de lucht nog verder opwarmt – en dus laat uitzetten, waardoor deze nog verder gaat stijgen. Naar schatting[1] is er twee keer zoveel potentiële energie opgeslagen in waterdamp als in alle conventionele oliereserves samen. Anders dan in deze oliereserves, vult de zon de waterdamp in ongeveer tien dagen weer aan.

In het Mercedes Benz Museum wordt een kunstmatige windhoos gebruikt om vuile lucht te verwijderen.

Hoe maak je een tornado?
Windhozen komen voor in allerlei formaten.  Kleine stofhozen of stofduivels duiken af en toe op als de lucht boven een oppervlak sterk wordt verhit door de zon. Langer dan enkele minuten blijven ze niet in stand. Grote  windhozen, tornado’s, zijn (gelukkig) veel zeldzamer. In Nederland komen ze ongeveer een keer per decennium voor, maar Tornado Alley in de VS wordt elk jaar geteisterd door honderden tornado’s. Hoewel veel nog niet duidelijk is wat betreft de exacte factoren voor het ontstaan van een tornado, is in grote lijnen bekend hoe tornado’s opgewekt kunnen worden.
Neem een luchtzak met een temperatuur van twintig graden boven die van de omringende lucht en breng deze in een draaiende beweging. Bijvoorbeeld met een turbine. De draaiende beweging leidt er toe dat er een onderdruk ontstaat in het centrum, die het zuigende effect veroorzaakt.

Het nieuwste prototype van Michaud. Hij wil dit gaan opschalen tot het formaat van een koeltoren. Wie heeft er 15 miljoen op de plank liggen?

Het nieuwste prototype van Michaud. HIj wil dit gaan opschalen tot het formaat van een koeltoren. Wie heeft er 15 miljoen op de plank liggen?

Tornado in plaats van koeltoren
Een groot probleem bij fossiele brandstofcentrales is het dumpen van de afvalwarmte, vooral in de zomer. De Canadese uitvinder René Michaud, eigenaar van Atmospheric Vortex Engine, denkt dat een kunstmatige windhoos in combinatie met de koeltoren van een kolencentrale tot 40% extra vermogen kan opleveren voor de centrale. De afvalwarmte wordt gebruikt om lucht een graad of twintig op te warmen, waarmee de windhoos op wordt gewekt. De zuigende kracht wordt afgetapt met windturbines.

De afvalwarmte wordt gedumpt hoog in de atmosfeer, buiten bereik van de broeikasgassen in de eerste kilometers atmosfeer, wat een (kleine) bijdrage zou leveren aan het verminderen van de opwarming.
De extra warmte, en vochtige lucht, kan ook geleverd worden door warm oceaanwater. Vooral voor woestijnlanden is een prettige bijkomstigheid dat de condenserende waterdamp gaat uitregenen en in een groot gebied tot 2 mm extra neerslag per dag oplevert. Dat is ongeveer de hoeveelheid neerslag die in Nederland per jaar valt en kan een woestijngebied veranderen in een savanne. In feite doet Michaud met een windhoos, wat bijvoorbeeld in Australië wordt gedaan met een zonnetoren. De windhoos neemt de functie van de schoorsteen van de zonnetoren over. Michaud ziet een grote toekomst voor zijn uitvinding. Nu zonne-energie een grote vlucht neemt, nemen de kansen voor deze uitvinding sterk af, maar het principe zal wel zijn waarde houden om afvalwarmte af te voeren.

Bronnen
1. Basic Introduction, AVE

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

15 reacties

  1. Tui schreef:

    Lol, gepast na de dag dat een tornado een paar woonwijken heeft platgelegd :).

  2. antares schreef:

    De onderdruk in een windhoos ontstaat, doordat luchtmoleculen door de draaiende beweging van de lucht, vanuit het midden naar buiten toe aan middelpunt vliegende krachten onderhevig zijn. Radioactief afval staat tienduizenden jaren warmte af, dit ten gevolge van het daarin optredende verval. Stel dat je radioactief afval naar woestijnen zou vervoeren, en daar opslaat in warmtewisselaars. Met de warmte die daarmee gewonnen wordt, kun je in feite voor duizenden jaren een windhoos in stand houden, ver van de bewoonde wereld en eventueel contact met grondwater. Misschien dat het idee van René Michaud zo toch weer toekomst krijgt, hij krijgt het mijne erbij. :)  

  3. Tui schreef:

    Email adres staat in de bron PDF, Antares. Ik kan niet beoordelen of je idee praktisch uitvoerbaar is, maar iig origineel om radioactiefafval een nut te geven (via tornado’s).

  4. Bemoeier schreef:

    Heel veel zeer stevige laddermolens met dikke kabels voor een woonplaats neerleggen
    bij een naderende tornado, en een hoop lange staken in de grond schieten.
    Dan zal die misschien een stuk afzwakken.

  5. Willie schreef:

    Waarom maken ze geen vliegende schotel van 1-2 km breed en vangen de orkaan boven de huizen op door het te volgen totdat het oplost? ja, oke gaat niet van een twee drie maar er moet toch iets voor uitgevonden worden zodat men daar met en gerust hart kan blijven wonen want steeds je huis opbouwen…nou leuk is anders

    • Joost schreef:

      Die Amerikanen bouwen hun huis voornamelijk van hout. Het derde biggetje was veilig van de wolf omdat hij zijn huis van baksteen bouwde. Het is gewoon een kwestie van duurzame materialen gebruiken en betere bouwmethoden. Zag op Een Vandaag hier al iets over, dat de daken niet voldoende bevestigd waren aan het huis.
      Als de inwoners van het gebied niet willen dat hun huis omver geblazen wordt, moeten ze die investering maken. Helaas wint kortzichtigheid het over verstandigheid…

      • Bemoeier schreef:

        Misschien krijgen ze nu genoeg geld om stenen huizen te bouwen.

        • KeZa schreef:

          Volgens mij is het grootste obstakel niet die wind van 300km/uur maar het puin dat zich in die tornado bevindt en daar zijn stenen huizen ook niet zomaar tegen bestand. Ik heb eens een docu gezien hierover waar ze een gewone muur gingen testen. Het is natuurlijk wel sterker dan hout maar een paar rake klappen van dat rondvliegend puin en muurtje was er ook geweest. Maar er zijn wel zaken uitgevonden waardoor men een stenen muur zo kan versterken zodat het wel bestand is maar dan kost het voor de meeste weer veel te veel.

        • Bemoeier schreef:

          Ik heb wel gehoord dat ze meer schuilkelders gaan bouwen.

  6. Julie schreef:

    Tweede vakantie (persoon) 1 euro! Zie bovenaan in de link, gele vak;
    http://www.opvakantievanafschiphol.nl/
     
    Zo snel reageren als een tornado ;)
     

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger