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 kraftensträckan. Totala effekten blir då

2006009.81 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/(36524)=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

0.99.8110726810³ = 250 MW

alltså ungefär 1/4 av maxeffekten.
/Peter Ekström 1998-11-11

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.

Länk: Vattenfall - Energikunskap
/Peter Ekström 2002-10-10

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 spänningenströmmen. Hög spänning ger liten ström och därmed små förluster eftersom effektförlusterna går som strömmen i kvadrat (P=RI²).

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 2003-11-29

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 = 10100/4180 = 0.24 K.

Dimensionskontroll: [(m/s²)m/(Nm)/(kgK)] =
[(m²/s²)/(kgm/s²m)/(kgK)] = [1/1/(K)] = [K]

Detta torde vara knappt mätbart!
/Peter E 2011-02-21

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 2014-04-03