Fornybare energikilder

Vindkraft

Vindkraft er den kinetiske energien til vinden, og en måte å omdanne denne energien til elektrisitet, er ved hjelp av vindturbiner. Ved hjelp av store vindturbiner samles energien fra vinden i en dynamo som omdanner energien til elektrisitet. Vindturbinene er vanligvis knyttet til det nasjonale energinettet. Vindkraft og vannkraft er komplementære energiformer, ved at vannkraften kan representere grunnlasten som økes og reduseres ettersom hvor mye det blåser. Det blåser mest om vinteren og sammen med et godt utbygd nett og de gode reguleringsmulighetene i vannmagasinene er den uregulerte vindkraft godt egnet i det norske energisystemet[2].

Vindturbiner plasseres normalt på land, men flere land, spesielt i Europa, installerer turbiner til havs hvor de står på grunne farvann. Horns Rev i Danmark er et slikt sted. Det finnes planer om offshore vindkraftverk flere steder langs kysten. Men havdybden utenfor norskekysten er raskt dyp og bunnfast vindkraft ofte uaktuelt. Statoil har laget en fullskala flytende vindturbin kalt HyWind. HyWind har siden 2009[3] operert og levert gode driftsresultater utenfor Karmøy. Sway er et annet selskap som også har installert en nedskalert flytende turbin utenfor Bergen.

Vindkraft fremstår som en av flere alternative kilder til elektrisitet produsert ved hjelp av fossile brennstoffer. Norge har et betydelig utbyggingspotensial og blant Europas beste vindressurser. Vindkraft er i dag avhengig av økonomisk støtte for å være økonomisk lønnsom for eier av verket. Støtten gis ved at alle produsenter av ny fornybar elektrisk energi tildeles elsertifikater som forbruker er pålagt å kjøpe[4].Det betyr at alle fornybare energiformer, både sol, vind, bio, vann og andre fornybare, som levere elkraft får lik støtte. Dette gjør at de billigste og mest egnede fornybare energiformene blir bygget ut. Elsertifikatmarkedet har eksistert i Sverige siden 2003 og Norge ble en del av systemet i 2012. Norge og Sverige har et felles mål om å bygge 26,4 TWh innen 2021. Landene finansierer halvparten hver og begge lands myndigheter tror halvparten vil bli bygget i hvert land. Av de 13,2 TWh vil trolig vindkraft og vannkraft, hovedsakelig småkraft, levere 6-7 TWh hver innen 2021. Dette betyr i praksis rundt 1000 kommersielle vindturbiner på 2-3 MW.

På global basis var det ved utgangen av 2011 en installert elektrisk effekt på 240 000 MW vindkraft[5].

Les mer --> http://www.fornybar.no/vindkraft

Solkraft

Solen er forutsetningen for livet slik vi kjenner det på vår planet. Med unntak av dyp geotermisk energi og tidevann, er solenergi drivkraften bak alle andre fornybare energikilder. Også de fossile energibærerne er lagret solenergi. 

Solenergi er en tilnærmet utømmelig energikilde. Utfordringen har vært å finne effektive måter/løsninger for å utnytte solenergien.

I hovedsak kan energien fra solen utnyttes på to måter:

1. Produksjon av varme:

-          Passiv solvarme

-          Solfanger

2. Produksjon av elektrisk energi:

-          Solceller

-          Konsentrert solkraft (termiske solkraftverk)

Solenergi har gjennom tidene vært benyttet i mange viktige prosesser. Sokrates solhus fra 400 f.Kr ble bygd for å være varmt om vinteren og svalt om sommeren.



Det ble oppnådd ved å se på bl.a. orientering, vindus-/døråpninger og materialer. Arkimedes brukte i 212 f. Kr. speil til fokusering av solenergi. I senere tid (ca. år 1600-1800)ble solenergi også utnyttet i industrielle prosesser; tørking av produkter, solovn, soldrevne motorer etc.

Den første solcellen ble utviklet på begynnelsen av 1800-tallet av Edmund Bequerel, men det var først rundt 1950 at interessen rundt utvikling og bruk av solceller skjøt fart. I Norge økte interessen for solenergi i forbindelse med oljekrisen på 70-tallet og forskningsaktiviteter ble startet flere steder i landet.

Utnyttelse av solenergi i Norge har en utfordring pga. solinnstrålingens sesongvariasjoner som er i motfase med energibehovet for viktige bruksområder, for eksempel romoppvarming. Benyttes solenergi som energikilde, må man enten tilpasse seg de variasjoner som naturen gir, lagre energien, eller investere i et alternativt system for energioppdekking når solen ikke skinner.

 

Globale solenergiressurser

Solen avgir enorme mengder energi. Den lille andelen som årlig treffer jordoverflaten, tilsvarer flere tusen gangers verdens energiforbruk (se figur).

Årlig innfallende solenergi mot jorden, påviste fossile energireserver og årlig globalt forbruk av kommersiell energi. Laget på grunnlag av (BP, 2006).

Utenfor Jordens atmosfære er solstrålingens intensitet tilnærmet konstant, 1 367 W/m2 ± 3 %. Variasjonen skyldes at avstanden mellom jorden og solen varierer over året. Innstrålingen varierer noe fra år til år (typisk ±5 prosent). Solens utstråling varierer på grunn av fluktuasjoner i de indre, fysiske prosessene. Dette fenomenet er imidlertid av så liten betydning at man kan se bort fra den i sammenheng med utnyttelse av solenergien. I gjennomsnitt reflekteres om lag 30 prosent av solstrålingen før den når bakken.

Strålingen fra solen modifiseres av atmosfæren, som sprer lyset og demper enkelte bølgelengder. Dempingen varierer, avhengig av luftens innhold av gasser. Hvor mye av innstrålingen som står til rådighet for produktiv utnyttelse, avhenger derfor av:

-          Hvor man er på kloden; langt nord og sør står solen lavere på himmelen enn ved ekvator og solstrålene må derfor passere gjennom en større del av atmosfæren for å nå bakken. De mest solrike steder mottar årlig om lag 2500 kWh/m2 mot en horisontal flate.

-          Årstiden, ettersom solen står høyere på himmelen om sommeren enn om vinteren, bortsett fra i tropene. Dermed har solstrålene en kortere vei gjennom atmosfæren, tapet blir mindre og tilgjengelig stråling blir større.

-          Lokale forhold, for eksempel kan lokal skydannelse og skygger fra omkringliggende natur og byggverk hindre solinnstrålingen til bakken.

Solenergi er tilgjengelig overalt i verden, figuren viser gjennomsnittlig solinnstråling (kWh) per kvadratmeter og år.

Årlig solstråling mot optimalt vinklet flate (gjennomsnittlig kWh/m2 og år). Kilde: NASA. Illustrasjon: Kim Brantenberg

Solenergien som når jordoverflaten består av direkte og diffus innstråling (se figur). Den direkte solinnstrålingen kommer rett fra solen. Den diffuse solinnstrålingen består av sollys som er spredt i atmosfæren, og den kommer fra alle retninger. Blått lys spres mest, og derfor er himmelen blå. På en klar dag er mesteparten av solinnstrålingen direkte, på en overskyet dag er det nesten bare diffus innstråling.

Les mer --> http://www.fornybar.no/solenergi

Direkte og diffus innstråling. Kilde: https://nationalvetcontent.edu.au

Vannkraft

Vannkraft som begrep omfatter all bruk av strømmende vann, fortrinnsvis i elver, til mekanisk arbeid på stedet eller omforming til elektrisitet. I begge tilfelle innebærer det at man utnytter det energipotensiale som vann innehar i en høyde over havet på grunn av jordklodens gravitasjonskraft mot sentrum. Vannkraft forutsetter at strømmende vann ledes mot et vannhjul eller en vannturbin. Ofte blir vannet i vassdrag samlet opp og magasinert ved oppdemming, dermed kan produksjonen gjøres uavhengig av vannstrømningen i øyeblikket. Anlegg som omsetter vannfall til energi, kalles vannkraftverk. Energiproduksjon ved vannkraft utnytter den del av vannets kretsløp som har å gjøre med vann på landjorden (som innsjøerbreergrunnvannelver), og er dermed en evigvarende energikilde. Vannkraft har det laveste klimagassutslippet, den høyeste virkningsgraden og den lengste levetiden av alle teknikker for kraftproduksjon.[1]

Fallenergi transformeres til roterende kinetisk energi via et hjul med skovler, enten det er en kvernkall, et vannhjul eller en moderne vannturbin. Den roterende akslingen kan koples til tekniske innretninger som kverner, møller, sager (opprinnelig oppgangssag og senere sirkelsag), stampemøller med mere. Moderne bruk omfatter praktisk talt kun tilknyting til en elektrisk generator.

Mekanisk utnyttelse av vannkraft innebærer at energien må utnyttes på stedet eller innen umiddelbar nærhet av vannfallet, mens elektrisk energi kan transporteres via kraftlinjer over store avstander. Før denne muligheten for transmisjon av energi over lange avstander kom, ble vannkraft i enkelte tilfeller overført over større avstander via trykkluft eller trykkrørledninger der såkalte vannmotorer ble benyttet.

Verdens totale elektriske energiproduksjon fra vannkraft utgjorde i 2014 ca 16,6 %, eller 3875 TWh, og i tiden 1965-2010 var den årlige økningen på 2,5 %. I Norge er en meget stor del av den elektriske kraftproduksjonen fra vannkraft (98 %), men det finnes land i verden med inntil 100 % av sin elektrisitetsproduksjon fra vannkraft.[2]

Selv om vannkraft er en evigvarende energikilde som praktisk talt ikke gir forurensning, kan vannkraft føre med seg miljøulemper av forskjellig art og omfang. Bortsett fra å gi skjemmende inngrep i vassdraget (store konstruksjoner som demninger, redusert vannføring eller helt tørrlagte elver, reguleringssoner i dammer, massedeponier, veier, etc.) kan fiske, dyre- og planteliv påvirkes, landområder settes under vann og samt andre negative konsekvenser. En viss risiko er tilknyttet brudd på dammer eller rør, og ødeleggelser som dette kan gi. Vannkraftutbygging kan også gi fordeler ved at for eksempel flommer kan unngås.

Les mer --> http://www.fornybar.no/vannkraft

Emneord: Alternativ Energi, Kilder, Vindkraft, Solkraft, Vannkraft, Regulering utstyr

Utskrift E-post

Copyright © 2018 Tor Arvid`s Verden.
All rights reserved.  
Web and Design by Tor Arvid Arntzen