>Het idee is om een grote hoeveelheid water van een lager gelegen reservoir omhoog te pompen naar een hoger gelegen reservoir.

Vergeet dat maar - dat levert in kleine volumes niks op. En een stuwdam kun je niet aanleggen.

>Vraag: Hoeveel water heb ik nu eigenlijk nodig om 2.000 kWh aan elektriciteit te produceren?
2000 kWh = 2000 x 1000 x 1 J/s x 3600 s = 7200 MJ = 7,2 GJ
Om die vrij te krijgen (en in welk tempo? siepelstraaltje of brandslang?) moet mgh = 9,18 mh aan zwaarte-energie worden bewaard. De beslissende factor is dus "mh". Hoe meer watermassa, hoe minder hoog. Hoe minder water, hoe hoger. Maar de energie die per seconde vrijkomt (vermogen, in watt) hangt natuurlijk af van met hoeveel water dit per seconde naar beneden komt en dus de 9,81 Δm/Δt h .

> Hoeveel liter water heb ik nodig om die 11.000 watt te produceren?
Reken maar uit a.d.h.v. bovenstaande. 11000 W betekent dat 9,81 Δ(mh) = 11000  En dus dat het product mh = 11000/9,81 = 1122 .  Dus 1000 kg (ca 1000 liter) water per seconde van 1,122 m hoogte. Of 500 liter/s vanaf 2,2 meter of...

> Welke formule heb ik nodig om volume water om te zetten naar hoeveelheid (kinetische) energie?
E_zw = mgh = 1/2 mv² = E_kin

>Van liter naar kWh.
Niet. Van kilogram  kun je ook niet naar energie. Volume (liter) is geen energie (kWh)

 

Dag Rudy,
Voor de opwekking van 1 kilowattuur (kWh) elektrische energie uit vallend water moet het product van watervolume (in kubieke meter) en hoogte (in meter) 360 bedragen.
Bij voorbeeld 36 kubieke meter gaat 10 meter omlaag.
Of 3,6 kubieke meter gaat 100 meter omlaag.
Voor 11 kWh of 2000 kWh vermenigvuldigt u de 360 met 11 of 2000.
Voor 2000 kWh bij voorbeeld 2000 kubieke meter gaat 360 meter omlaag.
Dit geldt in het ideale geval: omzettingsrendement 100%, geen verliezen door wrijving enzovoort. In de praktijk is dit niet haalbaar.
Groet, Jaap

Dag Rudy,
U schrijft:
'2000 kilowatt : 183 dagen = 10,93 kW / dag.
Mijn stallatie zou dus gemiddeld een 11 kW of 11.000 watt per dag moeten kunnen genereren.
Hoeveel liter water heb ik nodig om die 11.000 watt te produceren?'
Gelet op het voorafgaande vermoed ik dat u bedoelt
2000 kilowattuur (kWh) en 10,93 kilowattuur per dag en 11 kilowattuur per dag.
Kilowattuur (kWh) is een eenheid van energie.
Watt (W) en kilowatt (kW) zijn eenheden van vermogen, dat wil zeggen hoe snel energie wordt gebruikt of omgezet.
Groet, Jaap

dag Rudy,

laat ik alle rekenwerk hierboven even samenvatten voor alle duidelijkheid. Twee zinnen vormen de kern

 

 langdurige opslag van zomerse overschotten elektrische energie op deze wijze gaat'm dus niet worden. 

Groet, Jan

Jongens, ik heb gisteren ganse avond echt mijn kop zitten breken over al die formules hoor maar ik begin het wat te snappen.
Ik vind het wel leuk om mijn ideën ook eens op deze manier te doorgronden zodat ze ook een wetenschappelijk onderbouwde basis hebben. ;)

Dus als ik die m.g.h goed begrijp, dan moet ik het volume water nemen maal 9,81m/s² maal de hoogte.

Stel dat ik een waterreservoir heb van 10.000 liter en deze staat op een stelling van 10 meter hoog, dan krijg ik volgende berekening:
10.000 liter . 9,81m/s² . 10 meter = 981.000 joulles of 981 kJ
1 kWh = 3.600.000 joule = 3.600 kJ
981.000 / 3.600.000 = 0,2725 kWh
10.000 liter op 10 meter hoogte levert dus 0,2725 kWh op.
Om aan mijn gewenste dagelijkse 11.000 kWh te geraken heb ik dus nodig:
11.000 / 0,2725 = 40.366,97247706422
40 366,97247706422 . 10.000 = 403.669.724,77 liter op 10 meter hoogte.

Als ik dat zelfde vat op 20 meter hoog zet krijg ik dit:
10.000 liter . 9,81m/s² . 20 meter = 1.962.000 joules of 1.962 kJ
1.962.000 / 3.600.000 = 0,545 kWh
10.000 liter op 20 meter hoogte levert dus 0,545 kWh op. 
Om aan mijn gewenste dagelijkse 11.000 kWh te geraken heb ik dus nodig:
11.000 / 0,545 = 20.183,48623853211
20.183,48623853211 . 10.000 = 201.834.862,38 liter op 20 meter hoogte.

Klopt dat zo'n beetje?

Ik heb intussen ook een Youtube filmpje toegestuurd gekregen waar dit exacte probleem in wordt besproken en in de praktijk werd uitgetest.
https://youtu.be/CMR9z9Xr8GM
Blijkbaar ben ik niet de enige die met dit idee rond loopt.

m is een massa (in kilogrammen), geen volume (liters). Gelukkig voor jouw berekening komt een liter water (1 dm³) grofweg overeen met 1 kg watermassa. Daardoor loopt de berekening dan wel goed. Mazzel dus.

>11.000 / 0,2725 = 40.366,97247706422
Typisch resultaat van een rekenmachine. Rond het maar af op 40 367 dan ben je al nauwkeurig genoeg (iets teveel zelfs). Al die cijfers achter de komma stellen niks voor. Dat kun je niet meten en dat rolt ook niet uit de beginbedragen.

En 2x zo hoog (20 m ipv 10 m) levert 2x zoveel zwaarte-energie op die in kinetische kan worden omgezet. Dus  10 keer hoger geeft 10 keer meer energie als het water valt. Blijft een druppel op de gloeiende plaat. En al die energie die vrijkomt moet via een turbine met schoepen omgezet worden in draai-energie die weer een magneet aandrijft die er weer (inductie)stroom van maakt. Elke overgang geeft rendementsverliezen dus je "ideale geval" waarden van gewonnen energie dien je wellicht wel te halveren.

Het filmpje bevestigt alleen maar dat VEEL energie HEEL VEEL water HEEL HOOG vereist. Dus stuwmeren die veel hoger zijn dan waar het water uiteindelijk belandt. En turbo-engines ertussen om de energie in elektriciteit om te zetten. Een waterton op het dak levert dus evenveel energie als een AAA batterijtje. Daar ga je je doelstellingen niet mee halen. De film vertelt ook niks nieuws: stuwmeren (dus geen gevulde regengoot) zijn een al erg oud idee.

Dag Rudy,
• U schrijft: 'Om aan mijn gewenste dagelijkse 11.000 kWh te geraken […]'
Uit het voorafgaande volgt dat u per dag niet aan 11.000 (elfduizend) maar 11 kWh elektrische energie wilt geraken.
Voor 11 kWh gaat op een dag 11×360/10=396 kubieke meter (396 duizend liter) 10 meter omlaag.
Voor 11 kWh gaat op een dag 11×360/20=198 kubieke meter (198 duizend liter) 20 meter omlaag.
Hierbij zijn alle verliezen verwaarloosd, wat in de praktijk niet haalbaar is. In de praktijk is naar schatting 2 à 5 maal zoveel water nodig voor 11 kWh op een dag.
• In de Nederlandse situatie is seizoenopslag van energie in de vorm van zwaarte-energie, zoals water in een hoge opslag, geen haalbare kaart op de schaal van een woning. Laat staan op de schaal van een stad. Betere kansen voor deze vorm van seizoenopslag zijn er in een dunbevolkt gebied met veel zon of wind én aanzienlijke hoogteverschillen in het landschap.
Groet, Jaap

Ik heb net gemerkt dat ik een rekenfoutje heb gemaakt in mijn vorige reactie.

Ik heb geen 11.000 kWh per dag nodig maar slechts 11 kWh.

10.000 liter op 10 meter hoogte levert 0,2725 kWh op.
Om aan mijn gewenste dagelijkse 11 kWh te geraken heb ik dus nodig:
11 / 0,2725 = 40,366 972 477 064 22
40,36697247706422 . 10.000 = 403.669 liter op 10 meter hoogte.

10.000 liter op 20 meter hoogte levert 0,545 kWh op.
Om aan mijn gewenste dagelijkse 11 kWh te geraken heb ik dus nodig:
11 / 0,545 = 20,183 486 238 532 11
20,183 486 238 532 11 . 10.000 = 201.834 liter op 20 meter hoogte.

Mmm, ik doe blijkbaar nog steeds iets verkeerd.
Jaap komt uit op 396 kubieke meter (396 duizend liter) en ik op 403.669 liter.
Wat doe ik verkeerd?

Dag Rudy,
• De 396000 liter voor 11 kWh bij een hoogteverschil van 10 meter is gevonden met de afgeronde g=10 m/s² voor de valversnelling. Dat is hier nauwkeurig genoeg.
U vindt 403669 liter met de nauwkeuriger waarde g=9,81 m/s² voor de valversnelling.
• De voornaamste boodschap blijft, zoals ook door Jan en Theo betoogd: deze vorm van seizoenopslag voor een woning ligt in Nederland niet voor de hand. Voor Nederland zijn er zijn betere manieren om de energie van zon en wind op te slaan en er een half jaar later elektrische energie mee op te wekken. Zie bijvoorbeeld
https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/86089/energieopslag
Groet, Jaap

Hallo Jaap

Hoe grappig. Het is juist door een artikel rond die basaltbatterij op FB dat ik op het idee van die 'water-batterij' ben gekomen.
https://www.smartcirculair.com/basaltbatterij-slaat-zonenergie-op
https://cesar-energystorage.com/hoe-werkt-het/

Hallo Jaap en Theo,
Ik wil jullie alvast bedanken voor jullie hulp, het was heel leerrijk.

En hier nog een laatste samenvatting om te zien of ik het nu helemaal juist heb:

Laten we ervan uit gaan dat we een vat hebben met 10.000 liter water die we op een platform zetten op 10 meter hoogte.

m = 10.000 liter (kg)
g = 9,81 m/s²
h = 10 meter

m x g x h = J
10.000 x 9,81 x 10 = 981.000

Onze water-batterij levert ons dus 981.000 joules aan energie.
Deze joules dienen we nu om te zetten naar kWh (kilowattuur).
1 kWh = 3.600.000 J of 3.600 Kj
981.000 / 3.600.000 = 0,2725 kWh
Onze geproduceerde 981.000 joule geeft ons 0,2725 kWh.
Dus 10.000 liter op 10 meter geeft ons 0,2725 kWh aan energie.

Om 1 kWh te produceren op 10 meter hoogte hebben we 36.697 liter water nodig:
(1 / 10 x 3600000) x 9,81 m/s² = 36.697 liter

Om 1 kWh te produceren met 10.000 liter water moet het vat 37 meter hoog staan:
(1 / 10000 x 3600000) x 9,81 m/s² = 37 meter

Met dank en groeten
Rudy

>m 1 kWh te produceren met 10.000 liter water 
Rekensommetje is simpel

1 kWh = 3 600 000 J
10 000 L water komt overeen met ca. 10 000 kg
mgh = 10 000 x 9,81 x h = 3600 000
h = 3600 000/(10 000 x 9,81) = 36,7 m = 37 m
Dus je berekening klopt wel.