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.

7 frågor/svar hittade

Energi [19360]

Fråga:
Vattenkraftens historik
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej! Vem har uppfunnit vattenkraft? Hur uppfann han/hon denna kraft? Vilket land använde sig av vattenkraft först?

Tack på förhand! /Anna
/Anna E, Carlforska, Västerås

Svar:
Hej Anna!

Vattenkraft är energi som utvinns ur strömmande vatten. Strömmarna kan finnas i vattendrag, eller skapas genom temperaturskillnader i världshaven eller som tidvattenströmmar. Även konstgjorda vattendrag kan användas. 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. När vattnet från en damm strömmar ner till turbinen utvinns den effekt som definieras av nivåskillnaden i meter mellan vattenytan i dammen och på nedsidan av kraftverket (h) samt vattenflödet i kubikmeter per sekund (m):

effekt = mgh

Den korrekta beteckningen, som används av Nationalencyklopedin , borde egentligen vara vattenenergi , men den inkonsekventa beteckningen är helt etablerad.

Den tidigaste användningen av vattenkraft var med vattenhjul som är kända från bland annat Kina före vår tideräkning. Det är inte känt vem som "uppfann" vattenkraften, men behovet av en drivkraft för t.ex. tröskning och malning av säd var antagligen det som startade utvecklingen.

Vattenkraft i dag är praktiskt taget helt produktion av el med hjälp av turbiner/generatorer som drivs av fallande vatten. Elektriciteten, som introducerades under andra hälften av 1800-talet, var mycket avgörande eftersom det gör vattenkraften mer flexibel - utan elektricitet kunde man bara utnyttja vattenkraften i anslutning till vattenfall.

I böckerna om Arn Magnusson (se Arn_Magnusson ) beskrivs hur man använder vattenkraft i nuvarande Sverige för att driva kvarnar och verkstäder. Detta var på 1100- och 1200-talet. Även om Arn är en påhittad romanfigur är nog beskrivningen ganska korrekt.

Se vidare Vattenkraftens_historia och vattenenergi . Länk 1 är en kort historik och länk 2 (från en skola) innehåller även diskussion om källorna till delvis motsägelsefull information om historien.
/Peter E

Nyckelord: vattenkraft [7];

1 https://www.eon.se/om-eon/Om-energi/Energikallor/Historia/Vattenkraftens-historia/
2 http://www.berzan.se/art.php?u=vattenkraftens-historia

*

Energi [17697]

Fråga:
Vart tar de stora energimängderna vägen i ett vattenfall som INTE är reglerat?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Vart tar de stora energimängderna vägen i ett vattenfall som INTE är reglerat, dvs inte har något vattenfall? Blir det värme av alltihop, och i så fall borde det väl vara väldigt varmt vid vattenfallen och massor av vattenånga. Men är det så?
/Curt J

Svar:
Ja, den potentiella energin blir värme. Låt oss räkna ut vad temperaturhöjningen blir. Vi har m kg vatten som faller 100 m. Potentiella energin (som blir rörelseenergi och sedan värme) är mgh.

Specifika värmekapaciteten C för vatten är 4180 J/kg.K, se fråga 14203 . Om vi kallar temperaturhöjningen DT får vi

mgh = mCDT

dvs

DT = gh/C = 10*100/4180 = 0.24 K.

Dimensionskontroll: [(m/s2)*m/(N*m)/(kg*K)] = [(m2/s2)/(kg*m/s2*m)/(kg*K)] = [1/1/(K)] = [K]

Detta torde vara knappt mätbart!
/Peter E

Nyckelord: vattenkraft [7]; specifik värmekapacitet [21]; potential/potentiell energi [26];

*

Energi [17042]

Fråga:
Jag undrar vilka olika verkningsgrader som gäller mellan olika uppvärmningsmetoder för bostäder: direktel, värmepump, fjärrvärme, solceller, etc. Verkningsgraden ska omfatta hela kedjan från produktion av energin till dess användning. Tex el producerad av vattenkraft och som används vid direkteluppvärmning, inkl överföringsenergibortfall.
/Hans-Robert O, Bålsta

Svar:
En mycket omfattande fråga på ett område där vi inte är specialister. Det finns emellertid flera frågor om verkningsgrad i frågelådan. Speciellt fråga 15817 innehåller längst ner en länk med exempel på verkningsgrad.

Man skall emellertid inte överdriva betydelsen av en hög verkningsgrad. Det finns andra faktorer, t.ex. miljöpåverkan och ekonomi, som kan vara viktigare. Vindenergi har typiskt en verkningsgrad på 30%, medan vattenkraft har 90%. Kan man av detta dra slutsatsen att vattenkraft är tre gånger så bra som vindenergi. Naturligtvis inte eftersom det finns en nästan obegränsad potential i vindenergin medan tillgången på vattenkraft är begränsad.

Det gäller att inte dra slutsatser utan att ta med hela systemets påverkan. Elbilar är naturligtvis jättebra - tysta och utan utsläpp - men man måste även fråga sig hur elektriciteten produceras.

Om elektricitet produceras genom att värma vatten (kärnenergi, oljekraftverk) så är verkningsgraden bara c:a 30%. Om man emellertid kan använda kylvattnet till uppvärmning, så blir den totala verkningsgraden mycket större.
/Peter E

Nyckelord: verkningsgrad [20]; vindenergi [9]; vattenkraft [7]; *miljöpåverkan [14];

*

Energi [16454]

Fråga:
När vatten förlorar lägesenergi i ett vattenfall blir då vattnet varmare nedanför fallet? I extremfallet att man tar vattnet i en isolerad hink och lyfter ner den från översidan av fallet till nedsidan är då vattnet varmare p g a en mindre lägesenergi?
/Gunnar W, Örebro

Svar:
Vattnet blir obetydligt varmare. Anledningen är inte att det förlorar lägesenergi utan pga friktion. Den energi som förloras (typiskt 10%) går åt till att värma vattnet och turbinen. Bär du ner en hink går energin till att värma upp dina skosulor.
/Peter E

Nyckelord: vattenkraft [7];

*

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, Kraft-Rörelse [1022]

Fråga:
Skulle man kunna använda sig av tyngdkraften på något sätt som energikälla?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Jag undrar om man skulle kunna använda sig av tyngdkraften på något sätt som energikälla.
/Ludvig H, De la Gardie, Lidköping

Svar:
Om man släpper ett föremål i ett tyngdkraftfält, så accelereras det och får en viss hastighet som beror av fallhöjden, h. Denna rörelseenergi kan användas som energikälla. Problemet är bara att när föremålen på höjden h är slut, så är energikällan uttömd.

Det finns emellertid ett "föremål" som används på detta sätt som energikälla, nämligen vattnet i sjöar och älvar. Solens värme förångar vattnet från haven, moln bildas och regnet faller i högt liggande områden. Hälften av Sveriges elenergi kommer från vattenkraft. Indirekt är alltså vattenkraft en sorts solenergi.

Vattenkraften är ganska skonsamt mot miljön. Det ger inga utsläpp och bidrar därför inte till växthuseffekten . Utbyggnad av älvar förstör emellertid den lokala naturen och fisket genom att dammar översvämmar stora områden och att älven och vattenfallen försvinner.


Trollhättans vattenkraftverk (från Vattenfalls webbtjänst, se länk nedan).

Länk: Vattenfall - Energikunskap
/Peter Ekström

Nyckelord: vattenkraft [7];

*

Energi [794]

Fråga:
Ungefär hur mycket energi kan man få ur ett vattenkraftverk som har en fallhöjd på 200 m och ett vattenflöde på ca 600 l/s.
/Thomas M, Dalängskolan, Lidköping

Svar:
Du menar säkert effekt, vilket är utvecklad energi per sekund. 1 liter vatten väger 1 kg, och påverkas av kraften 9.81 N. Energi är kraften*sträckan. Totala effekten blir då

200*600*9.81 Nm/s=1177200 W.

Med en verkningsgrad av 90%, så ger detta ungefär 1059 kW, vilket är mycket lite jämfört med Harsprångets kraftstation på 977 MW maxeffekt, se Harsprånget 1.

En eluppvärmd villa förbrukar sådär 20000 kWh på ett år, det vill säga effekten är

20000/(365*24)=2.3 kW.

Kraftverket skulle alltså räcka till att värma ungefär 1059/2.3=460 villor. _______________________________________________________________

1) Med fallhöjden 107 m, medelvattenföringen 268 m3/s och verkningsgraden 0.9 får vi medeleffekten

0.9*9.81*107*268*103 = 250 MW

alltså ungefär 1/4 av maxeffekten.
/Peter Ekström

Nyckelord: verkningsgrad [20]; vattenkraft [7];

*

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 7180 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-09-23 11:27:37.


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
.