Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

24 frågor/svar hittade

Energi [20450]

Fråga:
Går det åt mer energi till att använda AC:n i bilen när det är varmt ute än när det är kallt? Varför?
/Elin M, Hallsberg

Svar:
Ja, det krävs mer energi när det är varmt ute eftersom man för att nå ner till en viss temperatur måste köra AC:n längre eller på högre effekt. AC:n drivs normalt med ström för batteriet. När batteriet laddas orsakar magnetfältet i generatorn (som drivs av motorn) ett mekaniskt motstånd (Lenz lag, se fråga 11791 ). I slutändan ger alltså användning av AC:n lite ökad bränsleförbrukning.
/Peter E

Nyckelord: energikällor [24];

*

Energi [20369]

Fråga:
Hej! Jag håller på med ett arbete om framtida energikällor. Min tanke är att sätta magneter i hisschaktet och spolar på hissen så induktion sker då hissen rör sig. Min fråga är hur mycket elektrisk energi man kan få ut av detta.
/Vilma L, Pilängskolan, Lomma

Svar:
Vilma! I bästa fall kan du få tillbaka vad du sätter in.

Magneterna kommer mycket riktigt att inducera en ström i spolarna, men denna ström kommer att skapa ett magnetfält som är motriktat fältet hos de befintliga magneterna (Lenz lag, fråga 11791 ). Strömmen kommer alltså till priset av en motriktad kraft. Du måste alltså utföra mer arbete för att köra hissen. Detta extra arbete är minst lika med den energi du kan utvinna.
/Peter E

Nyckelord: energikällor [24]; induktion [13];

*

Energi [19726]

Fråga:
Kan vi vinna något på att omvandla/utvinna energi på månen?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Energitransport från månen.

Kan vi vinna något på att omvandla/utvinna energi på månen? Om vi gör det, hur skulle vi kunna överföra denna energi till jorden?
/Yusein T, st.erisk, kista

Svar:
Ett förslag är att ta upp He-3 (som kommer med solvinden) och transportera detta till jorden för användning i fusionsreaktorer, se länk 1. Problemet är dels att man inte vet om det finns något He-3 och man har ingen fungerande reaktordesign, se länk 1 och 2.

Lite mer realistiskt är att elektrolysera vatten (från befintlig is) med sol-el och transportera vätgas till jorden. Detta lär dock knappast vara lönsamt eftersom det finns massor med vatten och solsken på jorden.

I övrigt känner man inte till några energikällor på månen. Fossila bränslen saknas naturligtvis eftersom det aldrig funnits något liv.

Det finns för närvarande inga bra skäl för människan att etablera sig på månen. Detta är anledningen till att inga bemannade månfärder har utförts sedan 1972 (Apollo 16).
/Peter E

Nyckelord: fusion [15]; energikällor [24]; månfärder [7];

1 http://www.esa.int/Our_Activities/Preparing_for_the_Future/Space_for_Earth/Energy/Helium-3_mining_on_the_lunar_surface
2 http://iec.neep.wisc.edu/index.php

*

Energi [19351]

Fråga:
Hur lång är livslängden på ett oljekraftverk?
/Sarah I, Svensgårdsskolan, Ödåkra

Svar:
Tekniskt är livslängden minst 50 år. En annan sak är om ett nytt oljekraftverk är politiskt och ekonomiskt konkurrenskraftigt under så lång tid. Oljepriset kan mycket väl tänkas stiga med sinande tillgång på olja.

I Sverige sker elproduktionen till 90% med kärnkraft eller vattenkraft. Oljeeldade kraftverk används i princip bara som reserv. Länk 1 ger en bra sammanfattning av elproduktionen i Sverige. Se även Oljekraftverk .
/Peter E

Nyckelord: energikällor [24];

1 http://www.dn.se/ekonomi/elskolan/vattenkraft-och-karnkraft-ger-sverige-el/

*

Energi [18928]

Fråga:
Varför är det så viktigt att försöka ”spara” energi?
/sara h, tullängeskolan, örebro

Svar:
Sara! Det finns i stort sett tre argument för att spara energi.

1 Energikällor är ändliga (t.o.m. solenergi är det) och kostar pengar att ta fram och omvandla.

2 Energikällor kan ge avfall/restprodukter som kan vara skadliga för miljön (t.ex. koldioxid). Även anläggningarna kan vara miljöförstörande - t.ex. reglering av floder för vattenkraft.

3 Anläggningarna eller framtagande av bränsle kan medföra risker (t.ex. olyckor med kärnkraft eller att man faller ner från taket när man sätter upp solfångare).

Länkarna nedan ger mer information om energikällors fördelar och nackdelar.
/Peter E

Nyckelord: energikällor [24];

1 http://newsroom.vattenfall.se/2009/07/14/fordelar-och-nackdelar-med-olika-kraftslag/
2 http://fera.nu

*

Energi [18782]

Fråga:
Kan man skapa något ämne som ger mer energi än kärnkraft?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Kan man skapa något ämne som ger mer energi eller är kraftigare än kärnkraft?
/Anette J, Gamla Uppsala skola, Uppsala

Svar:
Bra fråga som faktiskt inte tycks vara besvarad här!

Energiproduktion är en process där man vinner energi genom att massan i sluttillståndet är mindre än massan i begynnelsetillståndet. Differensen i massa ger genom Einsteins formel E=mc2 en energi som kan uttnyttjas.

För mekaniska och kemiska energikällor är det inte meningsfullt eller brukligt att tala om en mass-skillnad eftersom den är omätbart liten, se fråga 17491 . För kärnreaktioner är mass-skillnaden emellertid fullt mätbar.

För traditionell kärnenergi (fission av uran) är mass-skillnaden ungefär 0.3%. För fusion (sammanslagning av lätta ämnen) är mass-skillnaden maximalt 0.7%.

För att få en energikälla gäller det alltså att hitta en process där sluttillståndet har mycket mindre massa (= energi) än begynnelsetillståndet.

Det finns bara en känd process som ger bättre energiutbyte än fusion: att låta en massa falla ner i ett svart hål. Då kan man teoretiskt utvinna 50% av vilomassan som energi, se fråga 14367 . Detta är knappast realistiskt i praktiken, så vi får nog vara nöjda med fission och fusion!

Den ultimata energikällan vore naturligtvis antimateria. Antimateria finns emellertid inte tillgängligt utan måste tillverkas, se fråga 16650 .
/Peter E

Nyckelord: energikällor [24]; kärnenergi [18];

*

Elektricitet-Magnetism [18414]

Fråga:
Hej! När man tänder lampan hemma så går det ju åt mera ström (energi) i elsystemet. Hur reglerar man detta så att det inte blir variationer i elen/belysningen? Hur hålls tillgången på el konstant?
/Thomas Å, Knivsta

Svar:
Thomas! Detta är mycket komplicerat och vi är inte experter.

Vi har ett gemensamt nordiskt kraftnät som matas från många olika källor - från olika platser och med olika sätt att producera elenergin. Vattenkraft och kärnkraft är dominerande, och det är bäst att använda kärnkraften för basbehovet och den mer snabbreglerbara vattenkraften för att matcha efterfrågan. Oljedrivna kraftverk används i Sverige endast vid tillfälliga toppar i efterfrågan.

För att anpassa produktionen till efterfrågan kan man dels reglera på spänningen och dels på frekvensen (man producerar ju växelspänning). För ett stort nät använder man frekvensen: om lasten ökar så minskar frekvensen, varvid man ökar produktionen. All el som tillförs nätet måste naturligvis vara i fas med nätet.

Se vidare Electric_power_transmission#Control och Grid_friendly .

För mer om elproduktion och eltransport, se fråga 15479 och 12463 samt länk 1 och 2.
/Peter E

Nyckelord: kraftledning [7]; energikällor [24];

1 http://www.iea.lth.se/et/E2_12.pdf
2 http://science.howstuffworks.com/environmental/energy/power.htm

*

Energi [18365]

Fråga:
Hur stor andel av vår energi kommer från vattenkraft i Sverige och i världen? Tack på förhand.
/Amanda P

Svar:
Se Energi_i_Sverige och Electricity_generation#Production_by_country . Se även nedanstående figur - det mesta förnyelsebart är vattenkraft.



/Peter E

Nyckelord: energikällor [24];

*

Energi [17516]

Fråga:
Är det möjligt att driva ett batteri med koldioxid?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Är det möjligt att driva ett batteri med koldioxid?
/Beatrice S, Vittra vid gerdsken, Alingsås

Svar:
Hej Beatrice! Vilken bra idé - om det fungerade! Låt oss ställa frågan mer generellt: kan vi använda koldioxid som energikälla?

Förutsättningen för att man skall kunna använda ett ämne som energikälla är att vi på något sätt kan kan omvandla ämnet till ett annat ämne under utveckling av energi. Ämnet måste alltså ha en energipotential (möjlighet att genom någon kemisk reaktion utveckla energi). Processen kan vara i ett batteri/bränslecell (göra ström direkt) eller förbränning (skapa värme som kan användas).

Nu är tyvärr koldioxid så långt ner man kan komma på energitrappan - det finns inget ämne som har mindre energi. Om vi förbränner kol är reaktionen

C + O2 -> CO2

Atomvikterna är: C - 12; O - 16. Molekylvikterna i reaktionen ovan blir då

12 + 32 -> 44.

Så 12kg kol plus 32kg syre (normalt från luften) ger alltså 44kg CO2.

Enligt Energy_content_of_biofuel är energiutvecklingen vid kolförbränning c:a 30MJ/kg, vilket är ett typiskt värde för fossila bränslen. Om vi räknar på ovanstående reaktion får vi att en mol kol ger

12*30 MJ/1000 = 0.360 MJ

En mol är 6.022*1023 atomer, så energiutvecklingen per reaktion blir

0.360*106/(6.022*1023) J = 5.98*10-19 J

1 eV är 1.60*10-19 J, så energiutvecklingen per reaktion i eV blir

5.98*10-19/(1.60*10-19) eV = 3.7 eV

Några eV är typiska energier när det gäller kemiska reaktioner eftersom bindningsenergin för valenselektroner är några eV.

Vätgas har mycket högre energipotential (c:a 130MJ/kg), men vätgas måste tillverkas så man vinner ingen energi. Och, som sagt, koldioxid har ingen energipotential alls.

Se vidare Energy_density som bland annat ger en plot av energy density (energipotential/kg) för olika ämnen, figuren nedan (länk 1 för figuren i större skala).



/Peter E

Nyckelord: energikällor [24]; fossila bränslen [13];

1 http://fragelada.fysik.org/bilder/energy_density.jpg

*

Energi [16660]

Fråga:
Frågor om vågenergi
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
1 Vad kostar det ungefär för produktion av vågkraft?

2 Vad är positivt och negativt med att använda vågkraft?

3 Hur är ett vågkraftverk uppbyggt?

4 Vad är konsekvensen för miljön med vågkraft?
/Matilda J, Häggviksskolan, Sollentuna

Svar:
Matilda, Jenny, Elin! Bra frågor som täcker det mesta om vågkraft! Jag antar det är ett projekt ni skall göra, så ni vill väl inte att jag gör det för er? Jag kommer bara att visa er i rätt riktning, så ni får göra jobbet själv. Om det under era studier uppkommer fysikaliska frågor på detaljer får ni gärna återkomma!

1 Svårt att säga eftersom man i stort sett har endast testanläggningar. Än så länge är det därför dyrare än andra energikällor.

2 Se länk 1 (tyvärr på engelska men lätt sådan).

3 Se Vågkraftverk och länk 2. Bilden nedan är från Wikimedia Commons och visar en mycket enkel konstruktion som testas i bohuslän: boj, lina och linjärgenerator.

4 Egentligen bara att man har en massa guppande flöten som ser fula ut och som båtar kan kollidera med.

Se även länk 2, vågenergi och Wave_power .



/Peter E

Nyckelord: energikällor [24]; vågenergi [3];

1 http://www.childrensuniversity.manchester.ac.uk/interactives/science/energy/discovermore/advantages.pdf
2 http://www.howstuffworks.com/wave-energy.htm

*

Energi [16110]

Fråga:
Hur kan 1 kg bensin ge ett utsläpp av 1,5 kg CO2?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Om en bil släpper ut 150gr koldioxid/km så släpper den ut 1, 5 kg per 10 km. Har inte koll på bensinens densitet men förmodar att den är ca 1kg/liter. Troligen drar bilen i exemplet ca 1 liter/mil. Hur kan 1 kg bensin omvandlas till 1,5 kg CO2 utsläpp plus vikten av alla andra utsläpp som uppstår ur 1 liter bensin. Vore intressant med en förklaring.
/Manfred S, Livets

Svar:
Manfred! Egentligen en kemifråga, men vi kan nog klara av den. Den typiska förbränningsreaktionen för bensin (se Hydrocarbon ) är

C8H18 + 12.5O2 -> 9H20 + 8CO2

Atomvikterna är: H - 1; C - 12; O - 16. Molekylvikterna i reaktionen ovan blir då

114 + 400 -> 162 + 352 = 514

Detta betyder att 114g bensin reagerar med 400g syre och ger 162g vatten och 352g koldioxid. Förhållandet (producerad koldioxid)/(förbrukad bensin) är alltså 352/114=3.1. Det produceras alltså ungefär 3 gånger så mycket koldioxid som man förbränner bensin. Det beror helt enkelt på att det mesta av slutprodukten CO2 kommer från atmosfärens syre.

Här finns energiinnehållet och koldioxidutsläpp för några vanliga bränslen: Energy_content_of_biofuel .
/Peter E

Nyckelord: energikällor [24]; fossila bränslen [13];

*

Energi [15973]

Fråga:
El-drivna bilar
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hejsan! Nu går det ju en massa reklam om miljön, och en förbättring är de att de har kommit på allt om el-bilarna. Men vi i sverige och norge skulle inte kunna använda dem. Eftersom att det blir så kallt och av energien får vi inte varmen så vi skulle frysa i bilen. Men om man skulle kunna bygga om en absorbator,som fångar upp solens strålar istället så att den fångar upp luftcellerna och går på syre.Skulle det funka att få värme om det gick att bygga om en absorbator på det sättet?
/Fanny S, Länna Skola, Bergshamra

Svar:
Hej Fanny! Jag tror inte det största problemet med elbilar är uppvärmningen på vintern. Ett elektriskt element på 1 kW skulle säkert räcka för att hålla en behaglig temperatur i bilen. Eftersom 1 kW = 1.36 hästkrafter (se länk 1), är uppvärmingseffekten liten jämfört med motoreffekten på kanske 50 hästkrafter.

För att en elbil skall vara ett miljövänligt alternativ krävs två saker: att vi har lätta, billiga och lättladdade batterier och att vi kan producera elektricitet på ett ekonomiskt och miljövänligt sätt. Det är framför allt batterierna som är problemet - de har bara kapacitet för några mils körning, och det tar ganska lång tid att ladda upp dem.

Se även fråga 12940 nedan.
/Peter E

Se även fråga 12940

Nyckelord: energikällor [24];

1 http://sv.wikipedia.org/wiki/H%C3%A4stkraft

*

Energi [15344]

Fråga:
Hej! Hur skapar man energi och får den till byggnader? Hur kan man garantera sig om att den inte tar slut?
/Stina P, Helenaskolan, Skövde

Svar:
Man kan inte skapa eller förstöra energi, men man kan omvandla mellan olika sorters energi. Ved innehåller kemisk energi (uppbyggd av solstrålning) som kan omvandlas till värme genom eldning. Värmen kan sedan användas för att ge mekanisk energi och kanske elektrisk energi. Ingen energikälla är outtömlig, men vissa - t.ex. de som har sin direkta orsak i solen - varar mycket länge och kallas därför förnyelsebara. Se vidare energikällor .

Nyckelord: energikällor [24];

*

Energi [15307]

Fråga:
Jag har hört talas om det här tekniken med koldioxidfri kolkraft. Vad betyder det egentligen, är kolkraften alltså helt koldioxidfri? Om så är fallet behöver väl inte kolkraften vara miljöfarlig?
/Camilla W, Brännkyrka Gymnasium, Stockholm

Svar:
Nej, kolkraft går ut på att förbränna kol till koldioxid varvid energi frigörs:

C + O2 -> CO2 + energi

Det som kallas koldioxidfri kolkraft går ut på att man för ner koldioxiden i marken och hoppas den stannar där. Mer detaljer finns i Carbon_capture_and_storage och CO2_sequestration .

Beteckningen koldioxidfri kolkraft är dock en klart vilseledande gimmick!
/Peter E

Nyckelord: energikällor [24]; *miljöpåverkan [14];

*

Energi [14904]

Fråga:
Hur kan man utvinna energi ur potatis?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Jag och några andra håller på med ett skolprojekt som handlar om enegi. Vi undrar om det är möjligt att på något sätt utvinna energi ur potatisstärkelse eller potatis över huvud taget.
/Per K, Jonsboskolan, Långshyttan

Svar:
Potatis är väl inte den ideala energikällan, se energikällor för diskussion om mer konventionella, men ett par sätt kan man tänka sig att utvinna energi t.ex. för att driva en maskin eller ett fordon:

1 Ät potatisen och använd en pedaldriven generator för att generera elektricitet med den energi kroppen utvinner från potatisen.

2 Gör med hjälp av jäst alkohol av potatisen och använd alkoholen som bränsle i t.ex. ett fordon.
/Peter E

Nyckelord: energikällor [24];

*

Energi [14591]

Fråga:
Vilka för- och nackdelar finns det med kärnkraft? Vilken framtid har kärnkraft, både i Sverige och omvärlden?
/karin h, ängskolan, solna

Svar:
Karin! Vi har svarat på massor av frågor om kärnenergi och energikällor .

Vad gäller framtiden så avser många länder (t.ex. Finland, Ryssland, Japan) bygga ut kärnkraften och flera (t.ex. EU, Storbritannien, USA) har börjat diskutera ny kärnkraft. Sverige, däremot, anser man kan vara utan både kärnkraft, ny vattenkraft och kol/olja/gas, hur det nu skall gå till . Förresten, vi vet hur det skall gå till: importera el från kärnkraft och kol från Finland, Polen och Danmark!

Nyligen (hösten 2009) har regeringssidan emellertid öppnat för att på sikt ersätta nuvarande 10 kärnkraftaggregat med nya som då skulle kunna ha högre effekt. Vi skulle då kunna fortsätta att ha i princip nollutsäpp av CO2 från produktionen av el. Transporter är emellertid det stora problemet med stora CO2-utsläpp.

Se vidare vattenkraft och växthuseffekten .
/Peter E

Nyckelord: energikällor [24];

*

Energi [14319]

Fråga:
Vad händer med den värmeenergi som kommer från tex en hårtork
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej! Jag undrar vad som händer med den värmeenergi som kommer från tex en hårtork. Värmer den upp vår jord eller vad blir det med den eftersom värme är den lägsta energiformen? Och en lite fråga till: Hur räknar man ut antal hästkrafter som en bil har?
/Sarah A, Lillerudsgymnasiet, Vålberg

Svar:
Sarah! Intressant fråga som är mer komplex än vad man kan tro! Det beror på var elektriciteten som driver hårtorken kommer ifrån.

Om den kommer t.ex. från vattenkraft, vindkraft eller solkraft så är det bara en omfördeling av värmeenergin. Den värme som skulle ha utvecklats vid kraftverket (och som kraftverket "stal") utvecklas i ditt sovrum i stället. Under största delen av året behöver vi i Sverige ändå värma upp våra bostäder, så värmeenergin är inte bortslösad.

Om el-energin kommer från kärnkraftverk är det lite annorlunda. Kärnkraftverken tar energi från urankärnorna och i slutändan blir all denna energi till värme. Utan kärnkraftverk hade urankärnorna bevarats och denna energi alltså stannat där. Energiutvecklingen från alla kärnkraftverk är emellertid mycket liten jämförd med den energi som kommer från solen. Låt oss se om detta är sant:

Enligt Power Reactor Information System är det totala elekriska effekten för alla världens kärnkraftevert 369 GW(e). Med en verkningsgrad på c:a 30% blir detta ungefär 1000 GW eller 1 TW (terawatt=1012 W) termisk effekt.

Instrålningen av energi per sekund och m2 från solen ges av solarkonstanten = 1368 W (se solarkonstanten ).

Jordens yta (genomskärningsytan) är

pR2 = p*(6.38*106)2 = 128*1012 m2

Effekten från solstålningen blir då

128*1012 * 1368 = 175000*1012 W = 175000 TW.

Detta är ganska mycket större är de 1 TW från kärnkraften, så uppvämningen av jorden pga kärnkraft är säkert försumbar - det finns andra viktigare skäl till att jordens temperatur antagligen ökar lite.

Se vidare energikällor , kärnenergi , vattenkraft , växthuseffekten . Se även fråga 14321.

Man bestämmer normalt effekten hos en bilmotor med en motor-dynamometer som är en sorts kalibrerad broms, se länk 1 för detaljer.
/Peter E

Se även fråga 14321

Nyckelord: energikällor [24]; kärnenergi [18];

1 http://www.pumaracing.co.uk/power3.htm

*

Energi [13462]

Fråga:
Jag undrar om det finns en vettig förklaring till att Barsebäck ligger där det ligger?
/Caroline L, Tångvalla, Falsterbo

Svar:
Caroline! Barsebäck ligger där det ligger därför att det gick vägar dit och man tyckte det var lämpligt med några hus .

Men det var nog Barsebäcksverket du menade. Det är svårare. I dag anser nog många att placeringen inte är bra, men det ligger där det ligger. Man har försökt kompensera den dåliga läget med att öka säkerheten ytterligare genom att bygga en skorsten med filter som skall minska utsläpp vid en eventuell olycka.

Vad man gjort i detta fallet finns fler exempel på (bland annat i Frankrike på gränsen till Tyskland): man har bara tittat på vad som finns i omgivningen i det egna landet och glömt bort närliggande städer i utlandet. Man kan också uttrycka det så här: Skåne har glädje av Barsebäcksverket (energi, pengar) medan danskarna bara ser det som en fara och som en kunkurrent till den danska kolproducerade energin.

Så långt det objektiva svaret. Jag tänker nu kliva upp på min apelsinlåda och framföra mina högst personliga åsikter - du får tycka vad du vill om dem:

  • All energiproduktion påverkar miljön på något sätt. Man måste helt enkelt välja de metoder som är mest acceptabla. Detta är till sist ett politiskt beslut (skall så vara), men beslutet måste baseras på fakta och erfarenhet.
  • Kärnenergi är med tanke på alternativen en mycket bra energikälla - vi måste emellertid placera kärnkraftverken på rätt ställe. Jag kan nog hålla med så långt att Barsebäcksverket kan avvecklas på grund av politiska skäl (detta sker då tyvärr till ett högt pris, pengar som kunde använts till något annat), men vi bör samtidigt säga att vi skall behålla de övriga aggregaten ett bra tag till.
  • Alternativen till kärnkraft är framför allt vindkraft (rent, men fult och kan inte ge en stor del av vårt energibehov), vattenkraft (rent, men förstör våra älvar), direkt solenergi (ineffektivt i Sverige utom små anläggningar för att värma vatten, direkt elproduktion möjlig men dyr), kol/olja (moderna kraftverk ger inte mycket utsläpp av skadliga ämnen, men de bidrar till växthuseffekten genom CO2-utsläpp), fossilgas - felaktigt kallad naturgas (ger också CO2-utsläpp), biobränsle (bra på många sätt, men för mig åtminstone mest intressant som fordonsbränsle (rapsolja, sprit).
  • Vi kan också låta bli att producera elektricitet i Sverige och köpa från utlandet. Men då skyfflar vi bara över problemen till andra länder.
Det finns nya lovande metoder att få ut kärnenergi, se fråga 1351 . Med denna teknik undviker man de två problemen som finns med traditionell kärnkraft - säkerheten och avfallet. Se även länk 1 för miljöpåverkan och länk 2 för allmän information från Forskning.se.
/Peter E

Nyckelord: växthuseffekten [31]; kärnenergi [18]; energikällor [24]; *miljöpåverkan [14];

1 http://www.jordensvanner.se/2013/veckans-kronika-carl-erik-magnusson
2 http://www.forskning.se/nyheterfakta/teman/karnkraft/tiofragorochsvar/vadarkarnkraft.html

*

Energi [12629]

Fråga:
Vilka fördelar och nackdelar har kraftverk som eldar med kol, olja och gas?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
1. Vilka fördelar och nackdelar har energikraftverk som eldar med kol, olja och gas?

2. Vad används energin från olja, gas och kol till?
/Anna S, Tullbroskolan, Falkenberg

Svar:
Här är två bra och lättillgängliga källor till information om energi: Vattenfall - Energikunskap och Svensk Energi - skolmaterial . Den senare innehåller, förutom information om olika energislag, fria overheadbilder och bilder för presentationer.

Nationalencyklopedin är också en bra informationskälla.

Alla energikällor utom vattenkraft och vind/vågkraft fungerar på så sätt att man värmer upp ett medium (vanligen vatten) till hög temperatur. Med hjälp av en turbin (som förvandlar värmeenergin till mekaniskt arbete) och en generator får man elektricitet. Problemet är att bara en liten del av den urspungliga energin (typiskt 30%) blir mekanisk energi. Resten är värme som ofta bara går ut i naturen. Ibland kan man utnyttja energin i kylvattnet för uppvärmning, och då blir effektiviteten lite bättre.

Eftersom alla är fossila bränslen - man bör egentligen kalla naturgas för fossilgas - så bidrar de till växthuseffekten, se Växthuseffekten . Olja har fördelen att vara lätt att förvara och förbränna, så det används som bränsle i de flesta typer av transportmedel.

Förutom utsläpp av koldioxid och en del svavel orsakar kol flera tusen döda gruvarbetare vid brytningen. Kinesiska gruvor har när det gäller detta speciellt dåligt rykte.

När man jämför olika energikällor är det viktigt att man inte bara konstaterar att källan x är skadlig, så vi skall inte använda den. Man måste även ta med i beräkningen hur skadliga är de alternativ som finns?

Bilden nedan är från 'Svensk energi i skolan'.



/Peter E

Nyckelord: energikällor [24]; fossila bränslen [13];

*

Energi [12575]

Fråga:
Om elekticitet är ett kretslopp, varför talar man då om energiförbrukning?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Om elekticitet är ett kretslopp som ni säger, som en kedja och inte förbrukas, varför talar man då om energiförbrukning? Varför kan man inte köra ett kraftverk en gång för alla så man får mycket ström och sedan bara återanvända det hela tiden? Är det bara för att tjäna pengar?

Samma sak med batterier. Varför tar de "slut" om strömmen är ett kretslopp? Strömmen går ju från ena polen genom kretsen med lampan eller bandspelaren och sen tillbaka genom batteriets andra pol. Varför kan man inte bara vända på batteriet sen och använda det på nytt när ena polen blir tom på ström och den andra full? Men då skulle väl inte de som tillverkar batterierna tjäna pengar på det...
/Johan A

Svar:
En bra konspirationsteori, Johan, men den är inte korrekt .

Det som transporterar effekten (energi/tidsenhet) är elektrisk ström, se fråga 17955 . Om en användare tar ut effekt (t.ex. i ett värmeelement eller en elektrisk motor) så måste man tillföra effekt i kraftverket för att spänningen skall vidmakthållas.

Föreställ dig el-ledningen som ett vattenledningsrör. Elverket är pumpen som behövs för att driva vattnet. Abonnenterna tar ut energi med små skovelhjul som drivs av vattnet. Men det kostar energi att driva skovelhjulen, och denna tas från vattnet som bromsas in. Så pumpen (elverket) måste hela tiden pumpa in energi för att hålla igång vattnet. En liten del av energin går åt för förluster - friktion för vattenledningen, elektriskt motstånd för el-ledningen.

Om el-ledningen varit supraledande (inget motstånd) och ingen tar ut någon effekt, så är din teori korrekt. Men vad skall man med el-ledningen då till?

Vad gäller batteriet så kan strömmen bara gå åt ena hållet av fysikaliska skäl (undantaget förstås när du laddar batteriet från en yttre energikälla). I ett batteri lagrar man alltså kemisk energi, som man kan ta ut i form av elektrisk energi.

Observera att energiförbrukning är en ofysikalisk beteckning. Vad vi har att göra med hela tiden är omvandling mellan olika former av energi, t.ex. solens värme får vatten att avdunsta och samlas som moln, det regnar och vattenmagasinen fylls, vattenmagasinets potentiella energi blir till rörelseenergi, elektrisk energi som till sist blir till värmeenergi. Ett ständigt kretslopp alltså.

Simplicio: Jamen, det var ju det jag sa. Det är ett kretslopp och elbolagen är bara ute för att lura pengar av oss...

Salviati: Ja, det kan så tyckas, men jag har utelämnat en komplikation: Termodynamik . Termodynamikens andra huvudsats säger att: Det finns ingen process vars enda resultat är att värme från en enda värmekälla helt omvandlas till mekaniskt arbete. För att kunna utnyttja en värmekälla måste vi ha möjlighet till kylning. I alla kraftverk som baseras på värme (kärnkraftverk, oljeeldade kraftverk) måste vattnet kylas efter turbinen för att skapa undertrycket som driver turbinen. Vi har alltså hela tiden förluster i kretsloppsprocessen.

Fotnot: Salviati är Galilei själv och Simplicio är en fiktiv anhängare av Aristoteles i Galileis bok Dialogue Concerning the Two Chief World Systems, 1632 .
/Peter E

Nyckelord: energikällor [24]; termodynamik [16];

*

Energi [12463]

Fråga:
Hur fungerar vattenkraft?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Jag skulle villja ha en bra beskrivning på hur elen enda uppifrån lule älven kommer hem till mig.
/Alex N, Asken, Strängnäs

Svar:
Vattenkraft är energi som utvinns ur strömmande vatten. Det man vanligen avser med vattenkraft är utvinning av den lägesenergi som vattnet har fått i sitt naturliga kretslopp genom soldriven avdunstning följt av nederbörd på högre liggande markområden. Vatten från regn eller smält snö samlas upp i floder och sjöar.

Vattenkraftverken utnyttjar alltså älvarnas fallhöjd och vattenflöde. Det är vattnets lägesenergi mellan två nivåer, omvandlat till rörelseenergi, som utnyttjas för att skapa elektricitet, se fråga 794 .

Först har man dämt upp älven och leder vattnet i rör i stället för över de ursprungliga vattenfallen. Det ser INTE vackert ut, se nedanstående bild. Vattnet får driva turbiner, som i sin tur driver generatorer.

Nu skall elektriciteten transporteras till södra Sverige. För att få så lite förluster som möjligt, transformerar man upp till en hög spänning (380 kV). Effekten är spänningen*strömmen. Hög spänning ger liten ström och därmed små förluster eftersom effektförlusterna går som strömmen i kvadrat (P=R*I2).

I alla transportledningar har man trefas växelström. Det man vinner är att man genom att anpassa lasten på faserna får en mycket liten returström (nollan) varför man inte behöver en tjock återledare. I stället har man en mycket tunnare kabel som ofta sitter längst upp på masten.

Utanför din bostadsort transformeras spänningen ner i ett par steg, så att du får dina 230V i väggkontakterna.

När du sedan kopplar in en lampa, elektrisk motor eller värmeelement så går det en ström igenom apparaten. Beroende på apparat händer olika saker. En lampa värms upp så att den skickar ut ljus (och värme, vilket inte alltid är så bra). En elektrisk motor ger rörelse som kan utnyttjas t.ex. i en fläkt, värmepump eller kylskåp. I ett värmeelement förvandlas el-energin till värme. I slutändan förvandlas all el-energi till värme, som med tiden läcker ut i omgivningen.

Vattenkraft är en förnyelsebar energiresurs och påverkar miljön ganska lite förutom den skada som orsakas floderna som byggs ut med dammar, konstgjorda sjöar, vattenledare och kraftledningar (se nedanstående bild). Vattenkraft är jämfört med andra energikällor relativt billig vad gäller investeringar och drift. Nackdelen är ovanstående miljöpåverkan och den begränsade tillgången på utbyggningsbara vattendrag.

Se mer om elenergi och vattenkraft på: Energikunskap , Kuhlins hemsida om Vattenkraften i Sverige , Hydropower , Hydroelectricity , Vattenkraft och nedanstående länkar.



/Peter E

Nyckelord: vattenkraft [7]; *miljöpåverkan [14]; kraftledning [7]; energikällor [24];

1 http://people.howstuffworks.com/hydropower-plant.htm

*

Energi [1814]

Fråga:
Hur utvinner man elenergi med hjälp av värmen i marken, exempelvis som man gör på Island. Tack på förhand.
/Magnus H, Linnéskolan, Hässleholm

Svar:
Det är framför allt i vulkaniska områden som man kan utvinna så kallad geotermisk energi. För att kunna generera el behöver man heta (över 200 oC) bergmassor på måttligt djup. Vanligen borrar man två hål på ett visst avstånd från varandra. Sedan pumpar man ner vatten under högt tryck i det ena. Trycket gör att berget spricker upp och blir poröst. Vatten som kommer över i det andra hålet förångas och rusar upp mot markytan, där ångan driver en ångturbin, som i sin tur driver en elgenerator. Ungefär 6000 MW el genereras på detta vis runt om i världen, alltså lika mycket som från 6 stora kärnkraftverk. Du kan också slå i Nationalencyklopedin geotermisk energi. Se även Geotermisk_energi .  
/KS

Nyckelord: energikällor [24];

*

Energi [1782]

Fråga:
Vad är fossila bränslen?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Jag skulle vilja veta lite om fossila bränslen. Vad är fossila bränslen? Hur de används? För- och nackdelar?
/malena h, Eksjö gymnasium, Ekjsö

Svar:
Exempel på fossila bränslen: kol, olja, naturgas. De kallas fossila därför att de finns i gamla geologiska formationer, och skulle ha blivit kvar där, om inte vi hade plockat upp dom för att elda med (naturgas borde alltså i konsekvensens namn kallas fossilgas). Problemet är att vi därmed ökar koldioxidhalten i atmosfären. Detta kan ge upphov till en temperaturhöjning med svåröverskådliga följder, den så kallade växthuseffekten . Fördelen är att de är relativt lättillgängliga, lättanvända och billiga.

Motsatsen kallas fönybara bränslen, som trä, halm, biogas, etanol, rapsolja. De gröna växterna tar ju upp koldioxid ur luften. När vi eldar trä frigörs visserligen kodioxid, men det blir inget nettotillskott eftersom trädet har tagit upp lika mycket när det växte. Se fråga 1129 för det mer generella begreppet förnybara energikällor.

Wikipedia säger om bildandet av fossila bränslen:

Enligt den biogeniska teorin har jordens petroleumtillgångar bildats då förhistoriska alger och plankton lagt sig på sjöars och havs botten under syrefria förhållanden. Detta organiska material har begravts under stora lager sediment. Genom högt tryck och hög temperatur har det omvandlats kemiskt, först till kerogen och sedan genom ytterligare tryck och värme till kolväten i gas- eller vätskeform (det vill säga naturgas och petroleum).

Växter på land bildar dock främst kol. Stora delar av jordens kolreserver härstammar från den geologiska perioden karbon.

Kol kommer alltså antagligen från jättestora ormbunksliknande träd, se den fantasifulla illustrationen nedan från Wikimedia Commons.

Alla fossila bränslen kommer alltså från växter/alger som med hjälp av solljus omvandlar koldioxid och vatten till kolhydrater:

CO2 + H2O + energi (solljus) --> CH2O + O2

CH2O är en förenklad formel för ett kolhydrat. Under lång tid och vid högt tryck och hög temperatur omvandlas sedan kolhydraterna till kolväten (olja, fossilgas) eller kol. Energin i dessa bränslen är alltså inget annat än lagrat solljus!

Se vidare länk 1, Fossila_bränslen och Fossil_fuel .

Fundera: Hur är det med torv? Är torv fossilt eller förnyelsebart?

Tillägg 13/12/2013:

Ovanstående beskrivning av bildandet av fossila bränslen är mycket väl etablerat i vetenskapen. Det finns emellertid en liten minoritet som tror på ett icke-biologiskt scenario.

Det mest direkta argumentet för biologiskt ursprung är att 13C/12C-förhållandet i organiskt material är mindre än i oorganiskt kol. Fossila bränslen har detta lägre förhållande, se fråga 19264 .

Här är ett utdrag av Bradley J Dibble (länk 2) som argumenterar för den traditionella synen med argumentet att fossila bränslen innehåller fossila biomarkörer (identifierbara rester av växter/djur).

The abiotic theory is controversial and has a number of flaws, however. For one, it doesn’t predict deposits of oil as well as the biogenic theory does. Oil deposits are typically found close to fault lines because that’s where two tectonic plates meet, and ocean sediments can be more easily buried in those regions. Also, oil deposits usually have biomarkers, little telltale signs of life. For the abiotic theory to work, those markers have to be explained somehow; it fills in that hole by suggesting microbes must have been feeding on the petroleum. The biogenic theory easily explains why such evidence of life would be present, however, given that they originated from the remains of once-living plants.


/KS/lpe

Nyckelord: energikällor [24]; fossila bränslen [13]; *geologi [16]; växthuseffekten [31];

1 http://www.energyquest.ca.gov/story/chapter08.html
2 http://bradleydibble.authorsxpress.com/2012/04/29/the-origin-of-coal-oil-and-natural-gas-fossil-fuels-or-something-else/

*

Energi [1129]

Fråga:
Solenergi
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Kan man använda solenergi över hela världen? Vilka olika typer av solfångare finns det? Vad kostar det?
/Per L, Näsbydalskolan, Täby

Svar:
Solenergi är energi som ytterst härrör från kärnprocesser i solens inre och som når oss i form av solstrålning. Se solens energiproduktion om hur denna energi produceras.

Solljusets betydelse för såväl naturliga processer på jorden som mänsklig verksamhet visar sig i att nästan all energiomsättning på jorden härrör från solen. Det enda andra energiutbytet alstras av radioaktiva ämnen, som driver kärnkraftverk (kärnenergi) samt svarar för en stor del av värmen i jordens innandöme (geotermisk energi).

Detta betyder att ca 95 % av världens energianvändning direkt eller indirekt utgörs av solenergi, till största delen lagrad i en eller annan form. Hit hör således de fossila bränslena, som utgör solenergi som lagrades för hundratals miljoner år sedan, biomassa som lagrats i år eller tiotals år i form av träd och annan växtlighet, samt jordvärme, där sommarens solinstrålning används för att producera varmvatten även på vintern. Vattenkraft är också lagrad solenergi - solinstrålningen skapar moln som ger regn i höglänta områden. Även vind- och vågenergi är ytterst solenergi eftersom rörelsen i atmosfär/hav även drivs av solinstrålningen. Dessa energislag behandlas vanligtvis dock för sig. När vi i dagligt tal talar om solenergi avser vi vanligen den direkta omvandling av solstrålningen till el och värme som sker i solceller och solfångare eller i stor skala i solkraftverk.

För en uthållig framtid behöver vi energisystem som endast bygger på förnybara energikällor solstrålning, vatten i rörelse, vind, biomassa och geotermisk energi. I ett sådant system spelar även väte en viktig roll som bränsle. Väte kan framställas med hjälp av sol-el eller på fotokemisk väg.

Solenergin är en enorm resurs. Solen utstrålar årligen cirka 3.5*1018 TWh varav 7.5*108 TWh når jordytan. Av detta omvandlas knappt 0.06% i fotosyntesen och tas till vara av jordens växtlighet som energi i biomassa. Även den del av solenergin som omvandlas till vindar är mindre än en procent. Potentialen för direkt solenergianvändning är därför stor jämfört med dessa båda andra förnybara energikällor.

Världens kända och ekonomiskt utvinnbara tillgångar av olja och gas, liksom uranreserverna för dagens typ av kärnreaktorer, motsvarar den solinstrålning som når jordens yta under bara några dagar. Reserverna av kol motsvarar några veckors solinstrålning.

Den energi som solljuset innehåller kan direkt användas på i princip tre olika sätt:

1 Solvärme. Man använder solfångare som värmer vatten (eller luft) som används för att ge varmvatten eller för att värma bostäder. Detta är vanligt i medelhavsområdet där det finns mycket solsken. Eftersom behovet av uppvärmning av bostäder är begränsat används solfångarna där mest för att producera varmvatten, se nedanstående figur.

2 Solceller. I dessa celler omvandlas solenergin direkt till elektrisk energi. Många solceller brukar monteras tillsammans och bildar solpaneler. Sådana används bland annat för att förse satelliter med energi. De används även för andra tillämpningar där kabeldragning skulle vara alltför dyrt. Se vidare länk 1. Om elektriciteten inte används omedelbart måste den lagras i batterier. En nackdel med solceller är att de inte fungerar på natten och fungerar dåligt när det är molnigt. En solcell är alltså konstruerad precis som en lysdiod (se fråga 1677 ) men körs så att säga baklänges så att ljus in ger ström ut.

3 Solkraftverk. Man koncentrerar solstrålningen med hjälp av speglar på en vattenfylld behållare. Värmen får vattnet att koka, och ångan leds till en turbin som driver en generator som ger elektrisk ström. En sådan här anläggning kräver mycket solljus så den lämpar sig bäst för öknar i varma områden.

Priset på solenergi är fortfarande inte konkurrenskraftigt jämfört med andra energiformer utom för speciella tillämpningar.

Ta reda på. Hur är en vanlig solfångare konstruerad?

Projekt. Konstruera en enkel solfångare som kan användas för att ge varmvatten till duschen i ett fritidshus.

Se vidare Solar_power , Solar_energy , Solenergi , solenergi och Solcell .



/Peter E

Se även fråga 332

Nyckelord: solenergi [14]; energikällor [24]; #ljus [63];

1 http://science.howstuffworks.com/solar-cell.htm

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7203 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-11-19 11:33:22.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.