Energikällor

Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete

En kortfattad beskrivning av de olika energikällornas konstruktion.

Kärnkraft: I ett Kärnkraftverk går det ut på att omvandla energin i uran till elektrisk energi. Vatten kokas så att ånga bildas. Ångan får en turbin att rotera och en generator som är kopplad till turbinen alstrar elektrisk energi. Därefter kyls vattnet ned igen för att sedan föras tillbaka in i reaktorn där det kokas upp igen. För att koka vattnet behövs värme och det får man genom energin i uran. Energin utvinns när atomkärnorna i uranet klyvs (fission). Klyvningen startas genom att en kärna beskjuts med en neutron. När kärnan delas frigörs fler neutroner som ´klyver andra kärnor. På så sätt har en kedjereaktion startat. Reaktionen kontrolleras av styrstavar som kan skjutas in i reaktorn för att fånga upp neutroner.

Fördelarna med kärnkraft är att det är en oerhörd energimängd man kan utvinna ur uranet. Det blir dessutom inga föroreningar under driften
Nackdelarna är få men nog så viktiga. Använt kärnbränsle måste förvaras i tiotusentals år innan det blir ofarligt eftersom radioaktiviteten fortfarande är så stor.
Det finns även en liten risk för att reaktionen blir okontrollerbar och att radioaktiv strålning läcker ut.

Vattenkraft: Vattenkraft går ut på att omvandla lägesenergin i vatten som ligger i dammar till rörelseenergi när vattnet faller genom en tunnel. I tunneln finns en turbin som börjar rotera när den träffas av vattnet. En generator är kopplad till den och gör om energin till elektrisk energi. Vattenkraften placeras i älvar där vattnets energi är stark. Ca 90 % av vattnets rörelseenergi kan göras om till el, vilket är väldigt mycket. Vattenkraft är den största energikällan i Sverige.

Fördelarna är att det inte blir några luftföroreningar och att det är bra att använda i Sverige som har så många älvar. Det är även förnybar energi, det vill säga att den återskapas.
Nackdelarna är att de förstör djurlivet i vattnet. Det måste byggas konstgjorda laxtrappor vid sidan av kraftverken eftersom fiskens naturliga lekplatser blir förstörda

Värmekraft: Värmekraft bygger på samma princip som kärnkraft med att man ska värma vatten till ånga. Skillnaden är bränslet som används. I värmekraftverk är förbränning av olja vanligast men även kol, flis, torv, sopor, ved eller annat brännbart material används.

Fördelen är att det inte är radioaktivt bränsle som används.
Nackdelen är att det ger en väldigt hög föroreningsmängd som i hög grad bidrar till växthuseffekten. Det är även mycket svavelutsläpp som bidrar till en försurning i sjöar.

Vindkraft: Vinden blåser på en jättestor rotor som börjar snurra. Den är kopplad till en generator som ger elektrisk energi.

Fördelarna är att det är en förnybar energi och att det är en ren energikälla.
Nackdelarna är att de är fula, de bullrar, de stör människor och djurlivet. En annan nackdel är att det inte blåser hela tiden och kan därför inte alltid användas.

Solenergi: Solens strålningsenergi kan utnyttjas på flera olika sätt. Bland annat genom solugnar, solfångare och solceller.

Solugn: Enorma speglar koncentrerar solljuset mot en ugn som kan bli upp emot 4000 grader varm. Värmen omvandlas sedan genom olika processer till elektrisk energi.

Solfångare: Vattenrör på hustak värms upp av solen. De är konstruerade för att så lite av värmen ska sippra ut. Vattnet är blandat med glykol för att inte frysa på vintern. Vattnet pumpas sedan till en varmvattenberedare där de värmer upp rent vatten som kan användas vid duschning, bad eller uppvärmning av huset.

Solceller: Gjord på en kiselplatta som är ett halvledarmaterial. Ett positivt och ett negativt skikt skapas genom dopning i fosfor och bor. När solcellen träffas av ljus frigörs elektroner som ger upphov till en spänningsskillnad mellan skikten. Om solcellen kopplas till en strömförbrukande krets uppstår ström.

Fördelarna är att det är väldigt rent vid driften.
Nackdelarna är att det är dyrt, att det inte ger så mycket el och att det släpps ut väldigt mycket föroreningar vid tillverkningen av kiselplattorna.

Det sägs att all energi kommer från solen. Är det sant?

Kärnkraft: Uran, som är bränslet i kärnkraften bildades för 4,5 miljarder år sedan när jorden skapades och kommer aldrig att återskapas.

Vattenkraft: Vattenkraften är i hög grad beroende av solen. Solen värmer upp vattenmassor som förångas och bildar moln. Molnen driver in över land och när de kyls av omvandlas ångan till flytande form igen och faller ned som nederbörd. Om vattnet samlats på en hög höjd börjar det snart söka sig ner i hav och sjöar igen. Rörelseenergin som vattnet då får i älvar och floder tas tillvara på i vattenkraftverken.

Värmekraft: Det beror på hur man tolkar frågan. Materialet som används vid förbränning är ofta fossila bränslen. Det skapas av organiskt material under högt tryck och värme från jordens inre. För att bilda bränslet behövs således ingen solenergi. Men det organiska materialet har behövt solens energi när det skapades. Därför kan man indirekt säga att solenergin behövs för att skapa fossila bränslen.
Biomassa (ved, växter) används också vid förbränning och det skapas genom fotosyntes som är beroende av solen.

Vindkraft: Vindens rörelse är drivkraften i vindkraftverk. Vinden skapas genom att solen värmer luftmassor så att luften stiger och det blidas tryckskillnader. Skillnaderna gör att luftmassorna rör sig.
Alltså är även vinden beroende av solenergin.

Solenergi: Solkraft är de kraftverk som tar tillvara på solens direkta energi. Solens strålning används för att skapa värme eller som i solceller där de skapar el direkt.

Kärnkraftsavveckling eller ej.
Jag tycker att kärnkraft är en väldigt bra energikälla eftersom den ger väldigt mycket el samtidigt som den ger väldigt lite utsläpp.
I ett kilo uran finns det lika mycket energi som i 90 ton kol. Det visar vilken oerhörd skillnad i energimängd det är. Jag tycker att kärnkraft nu är det bästa sättet att skapa elektrisk energi. Det är väldigt rent och man behöver inte alls så många kraftverk som till exempel värmekraft.
Med en värmekraftavveckling och en utbyggnad av kärnkraften istället för avveckling kommer det att minska koldioxidutsläppen och därmed växthuseffekten. Det skulle nog vara det bästa för miljön för tillfället.
Nackdelen med kärnkraften är att en olycka som inträffade i Tjernobyl för några år sedan och risken finns att det kan inträffa igen. Men med dagens oerhörda säkerhet är risken väldigt liten. Det använda, men fortfarande radioaktiva kärnbränslet, måste också förvars säkert under jorden i tiotusentals år.

Solenergi
Solens energi skapas genom fusion då vätekärnor slås ihop. I processen bildas en väldig mängd energi som elektromagnetisk strålning. En stor del av strålningen träffar jorden och det är dess energi som vi försöker ta tillvara på, på olika sätt.

Ett sätt är genom solugnar. Jättestora speglar koncentrerar solljuset mot en ugn där temperaturer upp emot 4000 grader kan bildas. Genom olika processer omvandlas sedan värmen till elektrisk energi. Solugnar används främst på sydligare breddgrader.

Ett annat mycket vanligare sätt är solfångare. Idén med solfångare är att värma vatten som sedan kan användas för att värma upp hus, duschvatten med mera.
Vatten, som är blandat med glykol (för att det inte ska frysa), strömmar genom tunna rör i solfångaren. En svartmålad baksidesplåt används för att så mycket värme som möjligt ska tas upp av solfångaren. I solfångaren finns även ett täckglas för att inte värmen ska strömma ut. Olika tekniker används för att värmeförlusterna ska bli så låga som möjligt. Den effektivaste, men också dyraste, metoden är att ha ett vakuum kring ledningarna som isolerar väldigt bra.

Det tredje sättet för att ta vara på solenergin är solceller. Solcellen består av en tunn kiselskiva med ett positivt och ett negativt dopat skikt. Det positiva är dopat i bor och det negativa i fosfor. När solcellen träffas av ljus frigörs elektroner som skapar en spänningsskillnad mellan skikten. Om solcellen sedan kopplas till en krets uppstår en svag ström. Varje solcell ger en mycket liten mängd elektrisk energi. Om man seriekopplar flera solceller till paneler skapas en mycket större mängd el. Dessutom fungerar det så att desto starkare ljus desto mer el skapas.

Historia: Solens strålning har under flera tusen år använts för att värma sig själva och underlätta olika sysslor. På 1700-talet började forskare studera solen i olika experiment. Bland annat genom att smälta diamanter med hjälp av solen.
I början av 1800-talet drevs värmemotorer med solenergi. I början av 1900-talet drevs destillationsanläggningar i Chile och bevattningspumpar i Egypten med hjälp av solen. Kring 30-talet började man värma vatten med hjälp av solens strålning.
De första effektiva solcellerna uppfanns runt 1950. De användes framförallt till satelliter på 60-talet eftersom batterier är alldeles för tunga för att ta med ut i rymden.
På 70-talet började solceller att användas på fyrar, nöd telefoner och hus som låg utanför elnätet. På 80-talet kom användningen till miniräknare och klockor. På 90-talet ökade användningen väldigt mycket i Tyskland och Japan. På 2000-talet började solcellerna ersätta glasfasader, takmaterial vid nybyggnationer, solskydd, bullerplank och så vidare.
Solcellspaneler på tak. Nasas solcellsdrivna flygande vinge Helios. Solfångare.

Miljö: Solkraften är ett av de renaste kraftverken till driften eftersom de inte ger några utsläpp. Men om man ser till solcellernas livscykel är det annorlunda. Med livscykel menas att man räknar med alla utsläpp som gjorts vid tillverkning, transport och så vidare. Då är solcellerna en av de energikällorna som släpper ut mest miljöfarliga ämnen. Framförallt vid kisel tillverkningen.

Framtid: Solceller är just nu ett väldigt dyrt sätt att producera el men kommer förmodligen inte att utvecklas så mycket mer i framtiden. De bästa av dagens solceller kan omvandla 30 % av den solenergi som träffar cellen till elektrisk energi. Det är också vad forskarna tror att de kan komma upp till i effektivitet. Det kan också jämföras med vattenkraften som omvandlar 90 % av vattnets rörelseenergi till el.
Trotts den relativt låga vekningsgraden kan hela jordens energibehov täckas om man placerar ut solcellspaneler på 20 % av Saharas yta. Men det är tyvärr för dyrt och ganska opraktiskt.
Vilken energikälla ska vi använda idag?
Värmekraft är de energikällorna som jag direkt stryker från min ”att använda lista”. De släpper ut enorma mängder föroreningar och är en stor bidragande orsak till växthuseffekten och andra miljöskador.

Solenergin är en bra energikälla eftersom den inte släpper ut några föroreningar vid driften. Om man skulle täcka 20 % av Sahara med solcellspaneler skulle energin som alstras täcka hela jordens energibehov. Tyvärr är det väldigt dyrt och ganska opraktiskt för befolkningen där.
Vattenkraft och vindkraft är också förnybara och rena energikällor men de påverkar djurlivet väldigt mycket. Man behöver dessutom ca 1000 vindkraftverk för att få lika mycket energi som från en kärnkraftsreaktor.
Kärnkraft är rent och producerar mycket el. Det är en mycket bra energikälla men radioaktivt avfall måste hanteras med största försiktighet. Det är enligt mig dagens bästa energikälla.

Fusionskraft är en energikälla under utveckling. Forskarna har kommit så långt att det går åt lika mycket energi att starta reaktionen som man får ut av den. Forskarna förväntas snart kunna producera lönsam energi och de första elproducerande kraftverken kommer att tas i bruk om 30-50 år. Fusion som skapas av att tunga vätekärnor slås ihop med varandra ger en oerhörd mängd energi, faktiskt mycket mer än fission. En fingerborg tungtväte kan producera lika mycket elektrisk energi som 20 ton kol. Med tungt väte menas det att väteatomerna har fler neutroner än vanligt väte som inte har någon. För att starta reaktionen...