Energikällor

Jag har valt att skriva en text om fysiken i samhället.  För att få en fattning om någonting alls, så har jag fått läsa samma text om och om igen. Nu får du läsa om det jag lärt mig. J

Vad är vindkraft och hur fungerar de?    

Att ta energi från vinden är något som redan människor kom på för flera hundra år sedan. Då hade de små snurror på taket, som var kopplade till en ackumulator som i sin tur gav elektricitet till belysning och sådant.  De första som använde vindens energi sägs ha varit perserna, de använde vindens energi till att mala mjöl. Under 1800-talet så började man med hjälp av vindens energi att pumpa upp vatten i USA. 1973 så drabbades vi av en oljekris, och då tog Amerikanska regeringen ett beslut om att utveckla den moderna vindkraften. Vindkraften utvecklas och förnyas i princip hela tiden, eftersom att tekniken går framåt och forskarna kommer på allt smartare och klimatbättre grejer. Ungefär tre procent av våran elenergi kommer från våra vindkraftverk, även om vi har ca 1000 snurror som jobbar idag. Just nu pågår det en stor utveckling, i pite älvdal, med utbyggnings arbete av en vindkraftspark.

Solens strålar gör så att det blir vind, strålarna ger mer värme till vissa platser,  då blir det också skillnad i lufttrycket , då börjar luften att röra på sig, och det är de som kallas för vind. När bet blåser så börjar snurrorna snurra, och då sätter generatorn igång. I generatorn omvandlas rörelseenergi till elektriskenergi, sedan matas det ut i elnätet, så att vi får el till vårat samhälle.  Det finns en hel massa energi i vinden som blåser, men vi kan inte tillvara ta all den energi, eftersom att vi inte har hittat på ett sätt att lagra den på. Skulle det finnas ett sätt att tillvara ta all energi, så skulle det vara väldigt klimatsmart och praktiskt. I dagens läge så är vindkraften inte heller pålitlig när det gäller en säker energikälla, det blåser ju inte hela tiden, och vi behöver ju el hela tiden, i princip. Men skulle man komma på ett sätt att lagra all denna energi, så skulle det vara väldigt bra.

Miljön tar inte skada av vindkraftverken, eftersom att de inte utnyttjar någon naturresurs. Vindkraften släpper heller inte ut något farligt avfall eller släpper inte ut något farligt utsläpp. Materialet som snurrorna består av, kan återvinnas och när man monterar ner och tar bort en anläggning så finns inte ett enda litet spår kvarlämnat. En snurra ger väldigt lite energi, så man måste ha väldigt många snurror, vi har redan hur många som helst i Sverige, och ändå så täcker vindkraften bra 3% av våra elbehov. Det förklarar ju att vi måste galet många fler snurror. Om Sverige skulle gå ut och satsa allt på dem där snurrorna, så tror jag att befolkningen skulle börja klaga. Snurrorna skymmer utsikten av våra fina landskap och dessutom så kan folk störas av ljudet, de surrar.

I vindkraften så är det på turbinaxeln som propellern sitter fast. När det blåser så snurrar turbinaxeln, och det är turbinaxeln som sätter igång generatorn. Det är generatorn som omvandlar rörelseenergin till elektriskenergi. Från generatorn så åker strömmen direkt ut i vårat elnät.

Vindkraften har utvecklats från historia till nutid, eftersom att tekniken har gått framåt, så utvecklas även de olika energikällorna. De uppfinns nya grejer, som kan komma till stor användning.  Förut hade man bara små snurror på taket, men nu har man stora anläggningar med gigantiska snurror.

Vattenkraft 

Det kommer väldigt mycket energi från våra vattenkraftverk. Att ta energi från vattnet är något man också gjort sedan länge tillbaks i tiden.

Kraftstationen på ett vattenkraftverk är oftast nedsprängd i marken, det för att när man samlar upp vatten i en bassäng så lagras det också lägesenergi, när man sedan öppnar upp så att vattnet rinner ner i turbinen, så omvandlas all lägesenergi till rörelseenergi.  Turbinen driver generatorn, och generatorn omvandlar rörelseenergin till elektriskenergi. På så sätt får vi elektricitet från vattnet. När elenergin ska åka igenom ledningarna långa sträckor, så leds den först till en transformator som höjer spänningen. Detta måste man göra så att man har någon energi kvar när energin kommer fram till sitt mål.

Vi får ungefär hälften av våran elenergi från vattnet, dock får vi inte använda alla älvar och vatten till att bygga vattenverk. Om det skulle vara så att man fick göra det, så skulle energiupptagningen från vattnet öka med nästan det dubbla.  Denna förnybara energikälla går att tidsreglera vilket är väldigt bra. När jag skriver att den går att tidreglera så menar jag att man kan samla upp vattnet i dammar, bassänger och liknande och sedan kan man använda det vid behov. Vårat elbehov skiljer ju sig mellan årstiderna, och våran tillgång på el.  Vattnet kan man använda hur många gånger man vill i ett kraftverk, det blir aldrig för gammalt.  När vattnet har gått igenom ett varv i kraftverket så rinner det ut i älven igen. Här gäller det också samma sak som för vindkraften, ska elenergin "transporteras" långt så måste energin först till en transformator som ökar spänningen så att det finns någonting kvar när energin har nått sitt slutgiltiga mål.

Alltså rent generellt så tar inte miljön skada på vattenkraften, dock så bygger man ju kraftverk i älvarna, och då kan stora landområden sättas under vatten under en viss tid. Växtlivet och även djurlivet, på just den platsen blir ändrat, i värsta fall förstört. Fiskarna störs även av vibrationerna, det är ju inte så kul. Bara Norrland  står för 80% av vattenkraftens produktion till elnätet.

När vattnet som samlats i dammen, släpps ut så rinner de genom turbinen som snurrar, och när turbinen snurrar så sätter generatorn igång att alstra energi, genom att skapa elektriskenergi, av rörelseenergin. Det är turbinen som driver generatorn, generatorn i sin tur omvandlar rörelseenergin till elektriskenergi. 

Utvecklingen har gått väldigt mycket framåt, från första början så använde sig gamla folket av vattenhjul, sedan har det utvecklats nya turbintyper och man har kommit på effektivare sätt att tillvara ta vattnets energi.  Idagens Sverige finns det c a 1200 vattenkraftverk.

Solenergi

All energi och värme är ju ursprungligen från solen, om inte solen skulle lysa så skulle ingenting kunna leva.

Direkt solenergi kallas den strålning från solen som vi här kan använda direkt till el eller uppvärmning. I sydliga länder så kan man ta stor hjälp av solens värme, om man använder såkallade solugnar. När man ska använda en solugn, så riggar man upp jättemånga speglar som riktar solens starka strålar mot ugnen, och om allt funkar som det ska och solen strålar riktigt bra så kan det bli upp till 4000*c inne i ugnen, Alltså är solens strålar väldigt effektiva, om vi använder de på rätt sätt.

Man kan använda solens strålar på många olika sätt. En solfångare placeras på tak halvan som är riktad mot söder. Själva solfångaren är en vattenradiator, som ofta är svart och instoppad i en låda. Lådans lock är gjort av glas, men man kan även göra den i någon slags plast. Det fungerar så att glaslocket släpper igenom solstrålarna och värmen, men de kommer inte ut igen. Vattenradiatorn inne en slags blandning av vatten och glykol, glykolen är där, så att inte vattnet ska frysa till is, då förstörs allting. När solen har lyst på solfångaren tillräckligt mycket, så att vattenblandningen har upptnått en viss temperatur, så startas automatiskt en cirkulationspump. Då åker det varma vattenblandningen igenom ett långt rör som är insatt i varmvattenberedaren, sedan åker vattenblandningen upp på taket igen. När vattnet åker igenom beredaren så avger den sin värme till vattnet som är i beredaren, så att det vattnet blir varmt, och sedan när vattenblandningen har gett all sin värme, åker den upp igen, för att återigen bli varmt.

Solceller

Solcellen består av två lager kisel, ett lager på framsidan av cellen ( den som tar emot strålarna) och en baksida. Vid solbestrålning så frigörs elektroner, och då blir det en skillnad i spänningen. Elektronerna går mellan plus och minus. Genom att koppla en ledning mellan fram och baksidan så får man ut ström. 1887 hittade Heinrich Hertz den fotoelektriska effekten, han kom också på att urladdningsströmmen ökade när elektroderna fick ultraviolett ljus. Albert Einstein fick nobelpriset när han förklarade denna effekt, lite mer i detaljerad detalj.

Solceller bidrar inte till växthuseffekt, försurning eller övergödning. Men vid tillverkningen kan det uppstå giftiga gaser och explosioner. Det behövs stora ytor för att ställa upp solceller, och när man ska skrota en anläggning så kan det uppstå giftiga gaser. Personalen som jobbar vid tillverkningen kan utsättas för farliga ämnen som är väldigt frätande, tex fosfor. Vid skrotning måste de solceller som innehåller kadmium tas omhand på ett speciellt sätt, om kadmium läcker ut i naturen och vattnet, så tar dricksvattnet skada, och går inte att dricka.

Egentligen är det inte så miljöfarligt, eftersom att vi tar vara på solens energi, och en solfångare släpper ju inte ut något utsläpp eller miljöfarligt avfall. Dock tar det ju upp väldigt mycket yta, men forskare håller på att trixa fram någonting i den stilen, så att man skulle kunna ha solfångare som tak, alltså ersätta takmaterialet med solfångare. Då tar de ju upp mindre plats. Taket kommer ju se lite roligt ut, eftersom att takmaterialet inte ser likadant ut som solfångarna. Om det blir ett läckage, så kan det bli lite skador på naturen, eftersom att vattenblandningen innehåller glykol. Använder man absorbatorplåt så blir det också sämre för miljön, eftersom att man måste ta hjälp av kemi för att framställa den och lägga fast den. Själva plåten består av aluminium, och när man ska tillverka det, så måste man ta hjälp av stora mängder energi.

Redan för  flera hundra år sedan, så värmde man mat, med hjälp av solens strålar, typ hundra år senare så var det en man som uppfann en maskin, som omvandlade solenergi till elektrisk energi, precis som en generator. J Med takt att tekniken och smartheten har utvecklats, så har man kunnat få ut mer och mer av solens energi.

Värmepumpar

• Jordvärme: Du gräver ner en slang i marken, sedan får det åka runt en vätska, det brukar vara bioetanol och vatten, etanol fryser ju inte till is på vintern. Det blir ju kallt i marken på vintern, men kälen når inte ner ända till slangen, men kallt blir det iallafall. Vätskan tar värme ifrån marken, och släpper sedan av sig värmen när den åker igenom värmepumpen, då sänks ju vätskans temperatur, för att den ger bort all sin värme. Sedan börjas denna process om igen. Så håller det på.
• Bergvärme: Man borrar rakt ner i marken, djupet är beroende på hur mycket energi ditt hus behöver. I det borrade hålet så lägger man ner en slang. I slangen cirkulerar en frystålig vätska. Ofta är det glykol, som man har blandat med vatten.  Vätskan åker upp till värmepumpen, då börjar köldmedlet att koka, eftersom att det har lägre kokpunkt. Ångan som bildas när det kokar åker in i kompressorn, och i den så höjs trycket. Och då minskar temperaturen.  När temperaturen är ca 50-55*c så åker värmen in i huset, via de vatten som finns i dina element.

Om en värmepumpanläggning drabbas av läckage så kan grundvattnet skadas/förorenas. Svanmärkta värmepumpar, har ingenting som är dåligt för miljön, de har också minskat koldioxid utsläppen med 1 ton koldioxid/år.  Värmepumpar går ju på el, och under vintern när energibehovet är som störst så behöver värmepumpen också väldigt mycket el. Glykolen som brukar blandas i vattnet som ska värmas, kommer ut i naturen kan det bli problem, glykolen är svår att bryta ner. Etanol föredras.  Fåglar och fiskar kan drabbas av förgiftning.

Kärnkraftverk

På ett kärnkraftverk så måste det vara väldigt hög säkerhet.  För att få ut den energi som man tar hand om på ett kärnkraftverk så måste man splittra atomer. Det positiva är att man får ut mycket energi, och det behövs ju. Dock ligger det lite farliga saker i detta, om själva verket råkar ut för en olycka så kommer ju all strålning ut, och strålning går igenom i princip. De bränsle som har använts måste lagras i ibland flera hundra år, eftersom att det är farligt och radioaktivt.

I ett kärnkraftverk så använder man sig av uran som bränsle. Först måste man höja procenthalten uran-235 till 3% istället för 0,7 % som det är från början, när man bryter det ur bergen. De omfixas sen till ett pulver som sedan fixas till cylindrar, det kallas med ett annat ord för kutsar. Kutsarna staplas sedan in i rör, och rören stoppas senare ihop till bränsleelement. Man placerar elementen i moderatorer för att bromsa upp alla neutroner, så att uran-235 kärnorna kan fånga in dem. När detta slutförts kan en kärnreaktion komma igång. När en atom uran -235 går i bitar så kommer det ut neutroner. I vanliga fall så fångas neutronerna upp av andra uranatomer, När det fångats upp, så klyvs även de. Kärnklyvningen kallas för fussion.

Det finns två olika kärnkraftverk, tryckvattenreaktor och kokreaktor 

Tryckvattenreaktor

I en tryckvattenreaktor så är det så högt tryck att vätskan inte kokar ( även om temperaturen är över 320*c) . Vätskan åker vidare till en så kallad ånggenerator, som också kallas för värmeväxlare. Där blir vattnet svalare, därefter så åker vattnet till tryckvattenreaktorn för att börja samma process igen. Av det varma vattnet kommer ju ånga, ångan sätter fart på turbinens axel. Och från turbinen så leds ångan till en kondensor där ångan kondenseras. Turbinen är kopplad till en elgenerator, det är den sak som omvandlar värmeenergin till elenergi.

Kokvattenreaktor

När kärnorna klyvs så frigörs det energi i kärnbränslet. Den energin värmer upp vätskan, och när vätskan blir varm så bildas ånga, precis som en tryckvattenreaktor. Ångan driver turbinen, turbinen i sin tur är kopplad till en generator. Och den omvandlar värmeenergi till elenergi.   Sedan leds ångan till en kondensor, där ångan till vatten igen.

Vi är en av de länder som är mest beroende av kärnkraften. Ungefär 50% av våran elanvändning kommer från kärnkraften. I hela världen finns det ca 400-455 kärnkraftverk. De länder som är mest beroende av kärnkraften är USA, Ryssland och Frankrike. Många länder vill verkligen inte ha kärnkraft, det är många som stoppar kärnkraften i sitt land, men ändå många som vill utveckla och bygga kärnkraften. Ett land som förnyar kärnkraften är Kina.

Hur påverkas då miljön av kärnkraftverksamheten? Uranet som används som bränsle måste ju brytas, och det är ju ett ingrepp på naturen.  Innan det kan användas så måste uranet anrikas ( öka uran -235, från 0.7% till 3%), det blir då över radioaktivt "slam".  Själva kraftverket avger strålning . Avfallet är radioaktivt och måste förvaras under jord, under stor säkerhet.  Ett kärnkraftverk släpper ut både radioaktiva och icke radioaktiva ämnen.  De utsläppen som är radioaktiva minskar snabbt sin skadlighet, genom att radioaktiviteten inte är så stor.  Ett kärnkraftverk får bara ha en viss mängd farliga ämnen, och de mäts alltid innan de släpps ut.  Utsläppen måste vara långt bort ifrån gränsen.  De ämnena som inte är radioaktiva, är framför allt koldioxid, svaveloxid och kväveoxid. De kommer ut nöt man provkör nya delar till de olika områdena på ett kärnkraftverk. Detta bidrar till växthuseffekt och försurning.

Direktverkande el

Direktverkande el innebär att du har elektriska element. Som värmer upp ditt hus, elen är direktkopplad från huset till det stora elnätet. Elen var billig under 70- talet, och då fixade många elelement, nu är elen väldigt dyr, och fler och fler byter till jord/berg- värme.  När du sticker in kontakten till elementet i uttaget i väggen, så värms elementet upp av den direkta elen som kommer från elnätet.  Elen från elnätet kommer från kärnkraften och alla de energikällor jag berättat om tidigare.

När det "bildas" elektricitet, så uppstår det spänningar,  när vi tar ström direkt från våra uttag i väggen, så kallas det för växelström.  Om man tänder en lampa, så sker växlingarna 50 ggr/sekund. Först åker den åt andra hållet, och sen byter den håll. Varannan gång åt höger och varannan åt vänster. Detta sker så fort att vi inte hinner märka någonting.  Miljöproblemen gällande direktverkande el, beror ju på från vilken källa elektriciteten kommer.

Jag tycker att man borde satsa mer på naturens energikällor. Och försöka avveckla kärnkraften så mycket som det bara går.  Vindkraft och vattenkraft är bra, nu ska vi bara hitta på ett sätt att lagra vindens energi på. 

Hållbarutveckling menas i miljösammanhang att man måste hitta energikällor, som ger energi idag och i framtiden utan att skada miljön. Tar energikällan slut om fem år, så är det inte en hållbar energikälla och inte heller en hållbar utveckling. Eftersom att den tar slut när man utvecklar den.  Men till exempel vattenkraften är ju hållbar. Så länge det finns vatten, så kan man utvinna energi.  Och vatten lär ju finnas, så länge jorden existerar.

Fossila bränslen och förnybar energi.  Skillnaden är att fossilbränslena inte går att förnya, har du använt oljan en gång, så kan du inte använda den en gång till. Men kör du vatten genom ett vindkraftverk så kan du köra den miljoner gånger till. Alltså skillnaden är att fossila br&au...