Bläddra till nästa sida

Bläddra till nästa sida
24
Olika sätt att
ta till vara på
energin
För att vi ska kunna tillgodogöra oss
energin krävs inte bara att det finns
tillräckligt mycket av den, utan den
ska även vara i rätt form, på rätt plats
och i rätt tid. I flera fall innebär det
att energin måste transporteras långa
sträckor. Den måste lagras, förädlas
och omvandlas innan vi kan utnyttja
den. Detta kallas för ett energisystem.
Hela världen är t ex ett energisystem,
Sverige ett annat och huset där du bor
är ett tredje.
I energisystemen distribueras energin på olika sätt. El är ett sätt att distribuera energi och varmvatten i element är ett annat.
För att framställa el använder vi
huvudsakligen två sätt. Det ena är att
omvandla lägesenergi till el, i t ex ett
vattenkraftverk. Det utnyttjar kraften
i det vatten som rinner/faller för att
sätta snurr på en turbin som driver en
generator. Ett vindkraftverk som utnyttjar luftens rörelse- och tryckenergi
är ett annat exempel på omvandling av
lägesenergi till el.
Det andra är att omvandla värmeenergi till el. Genom att förånga
vatten sätts en turbin i rörelse som i
sin tur producerar el. För att koka
vatten till ånga används i dag uran,
olja, kol, gas, torv, biobränslen och
sopor.
25
Kondenskraftverk gör el av värme
Ett kondenskraftverk producerar el
genom att utnyttja värmen som
bildas vid förbränning av olika bränslen. Som bränsle används olja, kol,
gas, torv, biobränslen, sopor och
avfallslutar (från massatillverkning).
Även kärnkraftverk är en sorts kondenskraftverk.
Den värme som inte kan utnyttjas
kyls bort med havs- eller sjövatten.
Kondenskraftverket utnyttjar alltså
inte den del av ångans energi som
finns kvar efter att den gått igenom
turbinen. Detta gör att man inte
utnyttjar mer än ca 45 procent av
den energi som finns i bränslet.
I Sverige används oljeeldade kondenskraftverk endast när produktionen av el från vattenkraft, kärnkraft
och kraftvärme inte räcker till. Det
sker t ex vid kalla vinterdagar, torrår eller vid driftstörningar. Orsaken
är att dessa är dyrare i drift samt
sämre för miljön.
Turbin
A
K
R
A
F
T
V
E
R
K
Generator
Radiator
Ångpanna
Fjärrvärmeledning
C
Kondensor
B
Varmvattenberedare
A Vatten under högt tryck upphettas i en
ångpanna tills det kokar och ånga bildas.
Ångan leds till en turbin och trycker på
mot turbinbladen så att turbinen tvingas
att rotera. Turbinaxeln driver i sin tur
runt en generator som alstrar el.
B Därefter kyls ångan som nu har lågt tryck
till vatten som pumpas tillbaka in i ångpannan. I ett kondenskraftverk kyls ångan
med hjälp av havs- eller sjövatten.
26
C Principen för ett kraftvärmeverk är densamma, förutom att överskottsvärmen i
kondensorn värmer vatten som sedan kan
pumpas runt i ett fjärrvärmenät eller användas inom industrin.
Kraftvärmeverk ger både el
och värme
Ett kraftvärmeverk, som kallas mottrycksverk, liknar ett kondenskraftverk. Den stora skillnaden är att ett
kraftvärmeverk förutom el också
producerar varmvatten för att ge
värme till industrin, eller till hus och
lokaler via kommunala fjärrvärmenät (se sid 30).
I kraftvärmeverket kan upp till 90
procent av bränslets värmeinnehåll
utnyttjas jämfört med bara 40–50
procent i ett kondenskraftverk.
Utbyggnadstakten av kraftvärme i
Sverige är låg, men antas öka i framtiden på grund av dess höga energiutnyttjande.
I Eskilstuna finns Sveriges
modernaste kraftvärmeverk. Det togs i bruk den
13 december 2000 och har
som traditionen bjuder
namn efter startdagen –
Lucia.
Anläggningen är fliseldad och har en ny typ av
generator, Powerformer,
som levererar elen direkt
till högspänningsnätet.
Därigenom minskar
energiförlusterna.
Gasturbin – från 0 till 100
på fem minuter
En gasturbin kan drivas med naturgas, olja eller förgasat kol. Den
består av en kompressor som komprimerar (trycker ihop) förbränningsluften, en brännare som spru-
tar in bränsle och en turbin som tar
tillvara energin i avgaserna. En gasturbin når full effekt inom fem minuter! Den korta starttiden är väldigt
användbar om det uppstår oväntade
27
störningar i elförsörjningen, till
exempel i samband med stormskador på kraftledningar och driftstopp
vid kärnkraftverken.
K
R
A
F
T
V
E
R
K
Vilken väg tar elen till dig?
1
2
E
L
E
N
S
V
Ä
G
3
El kan inte lagras. Den produceras i samma ögonblick som
den når ditt eluttag. Du kan bo
hundra mil från kraftverket, elen
kommer alltid fram samtidigt som
den produceras!
Vilken väg tar då elen för att nå
fram till dig?
FAKTA
Vid kraftverket
finns en transformator (1)
som ökar spänningen från 10 000
volt till 220 000 eller 400 000 volt
innan elenergin förs ut på stamnätet
(2). Detta görs för att minska energiförlusterna vid överföringen.
Stamnätet fungerar som elens
glöda. Värmen beror på att elektro-
egen motorväg och har anslutningar
till många stora kraftverk.
När strömmen är framme i uttaget hemma hos dig (3), har den
passerat flera stationer som minskat
spänningen igen, till en nivå som är
lämplig att använda i bostäder,
industrier mm.
Glödlampans glödtråd består av en
nerna knuffar till varandra så att
extra smal ledning där elektronerna
dessa kommer i dallring. Atomerna
möter stort motstånd. Därför värms
avger då energi som vi märker av
tråden upp så kraftigt att den blir
VAD HÄNDER I LEDNINGEN?
som värme och i en del fall också
glödande och avger energi både
El är en ström av elektroner. När
som ljus. Ju fler elektroner som
som värme och ljus. Har du någon-
elektronerna rör sig genom en led-
tränger sig fram eller ju smalare led-
sin provat att ta på en glödlampa
ning blir den varm. I en del fall
ning, desto mer värme. Något som
som är tänd?
märks inte värmen, i andra fall blir
utnyttjas i apparater som brödros-
det så varmt att ledningen börjar
ten, spisen och hårtorken.
28
Vatten i norr – kärnkraft i söder
Den svenska elproduktionen baseras
i huvudsak på kärn- och vattenkraft.
Vattenkraften produceras i huvudsak
i norr medan de fyra kärnkraftverken är placerade i anslutning till de
stora befolknings-områdena i söder.
Ungefär hälften av den el som produceras i norr skickas söderut.
Vattenkraften är beroende av tillrin-
ningen vilken varierar från år till år.
Ett våtår som 2000 var t ex produktionen mer än 50 procent högre än
torråret 1996.
Under år 2000 svarade vattenkraften för 55 procent av elproduktionen medan kärnkraften endast
svarade för 39 procent. 1996 var förhållandena i stort sett omvända.
INSTALLERAD EFFEKT ÅR 2000
VATTEN- OCH KÄRNKRAFTVERK
KÄRNKRAFTVERK
A. Forsmark
B. Oskarshamn
C. Ringhals
D. Barsebäck
FAKTA
3 095 MW
2 655 MW
3 550 MW
600 MW
ÄR ELEKTRISKA OCH
MAGNETISKA FÄLT FARLIGA?
1
VATTENKRAFT ÄLVAR
1. Lule älv
2. Skellefte älv
3. Ume älv
4. Ångermanälven
5. Indalsälven
6. Ljungan
7. Ljusnan
8. Dalälven
9. Göta älv
10. Klarälven
Elektriska och magnetiska fält uppLule älv
4
1
1
2
2
350
020
740
530
090
600
800
1 080
350
400
Vindkraften produceras mest
längs kusterna, men utgör en mycket
liten del av vår elproduktion. Kraftvärmeverk finns i många städer, samt
några kondenskraftverk som utnyttjas som reservkapacitet under kalla
vinterdagar då elbehovet är extremt
stort och vid torrår.
MW
MW
MW
MW
MW
MW
MW
MW
MW
MW
2
Skellefte älv
står både kring kraftledningar och
elapparater. Tätt intill apparater,
som hårtorkar och dammsugare
3
Ume älv
4
Ångermanälven
5
6
7
Klarälven
10
Indalsälven
Ljungan
kan magnetfälten till och med vara
större än under en kraftledning.
Myndigheterna rekommenderar
dock att man ska vara försiktig och
undvika att förlägga t ex bostäder
och skolor nära kraftledningar.
Ljusnan
8 Dalälven
A
Forsmark
Ännu finns inga entydiga vetenskapliga svar på frågan om elektromagnetiska fält är farliga. Många
forskningsprojekt pågår.
Parallellt med forskningen om
eventuella faror kring elektriska
Göta älv
och magnetiska fält pågår arbeten
9
Ringhals C
för att minska magnetfälten kring
Oskars- B
hamn
högspänningsledningar.
Datorer konstrueras numera på
ett sätt så att de elektriska och
Barsebäck D
magnetiska fälten kring skärmen
minskar.
29
E
L
E
N
S
V
Ä
G
Varannan lägenhet
värms på distans
Hjärtat i ett fjärrvärmesystem är
pannor som värmer upp stora mängder vatten, precis som i en vanlig villapanna. Det varma vattnet leds via
ledningar till de fastigheter som är
anslutna till fjärrvärmesystemet.
De bränslen som används är
huvudsakligen trädbränslen, men
även avfall, gas, kol och olja. Också
el och spillvärme från industrin
används, liksom värmen i avloppsvatten, som tas till vara med hjälp av
värmepumpar.
Förutom värmepannor som
enbart producerar hetvatten kan
kraftvärmeverk användas. I dessa
Via ett välisolerat stålrör (framledningen)
kommer det varma vattnet från värmeverket till
huset. Där passerar vattnet en s k värmeväxlare
och värmen växlas över till husets värme- och
varmvattensystem.
När vattnet använts återvänder det i den
andra ledningen, returledningen, till värmeverket och värms upp på nytt.
Temperaturen på framledningsvattnet
varierar mellan 65 och 120 °C och returvattnet
mellan 25 och 70 °C. Det är lägst framledningstemperatur under sommaren då det bara behövs
varmvatten till dusch, tvätt mm.
F
J
Ä
R
R
V
Ä
R
M
E
30
produceras både el och värme samtidigt. Det är ett mycket effektivt sätt
att ta vara på bränslets energi.
Fjärrvärmenät finns i drygt 200
tätorter runt om i landet och förser
mer än 3,5 miljoner svenskar med
varmvatten och värme. Drygt hälften
av fjärrvärmen går till flerbostadshus.
Värmepumpen ger mer
än den tar
Ytjordvärme
Tar energi ur marken via
en vätska som cirkulerar
i nedgrävda plaströr.
Värmepumpen är i princip lika
gammal som kylskåpet. Den fungerar
som ett ”omvänt” kylskåp, där man
tar till vara den värme som finns i
t ex uteluft, berg, mark och sjövatten.
Värmepumpar används främst för
uppvärmning av bostäder, men de
används också i industrin och för
fjärrvärme och fjärrkyla.
För att driva en värmepump
används el (i vissa fall även ånga).
Elenergin driver runt en vätska eller
gas (köldmedium) som tar upp
värmeenergi i jorden, i vattnet eller i
luften.
Ett miljöproblem med värmepumpen har varit utsläpp av freoner
som använts som köldmedium. Om
de läcker ut kan de skada jordens
skyddande ozonskikt i atmosfären.
Vissa av dessa köldmedier är idag
helt förbjudna. De som nyinstalleras
är mer miljöanpassade och utvecklingsarbetet att hitta ännu bättre
medier fortsätter.
FAKTA
VÄRMEFAKTOR
Grundvattenvärme
Tar energi ur grundvattnet som pumpas
ur en brunn.
En värmepump tar upp dubbelt så
mycket energi som det går åt för
att driva den. Det innebär att man
får mer värme till ett hus med en
värmepump, jämfört med om man
värmde huset med el. För varje
kilowattimme el som används för
att driva värmepumpen får man tre
kilowatttimmar värme tillbaka.
Resten av värmen hämtar värme-
Luftvärme
Tar energi ur uteluften.
pumpen från omgivningen, marken,
luften eller vattnet. Kvoten mellan
avgiven värmeenergi och tillförd
elenergi kallas värmefaktor.
Vid fjärrkyla ökar utnyttjandegraden ytterligare.
31
Värmepumpen tar vara på värmeenergin i luft,
mark och sjövatten. Den kan utnyttja energin i
exempelvis berg med bara några få plusgrader.
Via fjärrvärmeledningar kan värmen utnyttjas
både för uppvärmning och varmvattenproduktion i bostäder och industrier.
Det kalla vattnet som lämnar värmepumpen
kan utnyttjas för kylning av maskiner eller lokaler under varma dagar, s k fjärrkyla.
V
Ä
R
M
E
P
U
M
P