Vindkraft - vindkraftverk

Vindkraft

Vindkraftverken har utvecklats genom många olika sätt att tillvarata vindens rörelse. Väderkvarnar har till exempel funnits redan sedan 900-talet. Då ångkraften utvecklades under 1800-talet trängdes vindkraften tillbaka, men redan under 1920-talet fanns flera hundra vindkraftverk i Danmark som var först med att använda vindkraft i större skala.

Vindkraften i Sverige utgör idag omkring 15% av landets totala elproduktionen. Detta innebär även att vindkraften står för den näst största produktionen av svensk grön el. För tio år sedan fanns enbart ett hundratal vindkraftverk i Sverige, men nu har vi runt 3300. Utbyggnaden av vindkraft har intensifierats under de senaste åren, både på grund av att tekniken förbättrats och för att konsumenter efterfrågar grön el i allt större utsträckning.

Hur fungerar Vindkraft?

På höjder vid kustband och i havet finns oftast de mest gynnsamma förutsättningarna för placering av vindkraftverk. Man vill placera dom på så öppen terräng som möjligt för att vinden ska utnyttjas maximalt. Man föredrar även placering på kullar och platåer, så högt som möjligt. Ju högre vindkraftverket är, eller desto högre upp de placeras, desto större är möjligheten att effektivt fånga upp vindarna.  Men främst föredrar man placering ute till havs eftersom de havsbaserade vindkraftverken producerar ungefär 50 procent mer el än motsvarande på land. Kraftverkens vingar, eller rotorblad som oftast är två eller tre, påverkas lätt av luftmassorna. De sitter på ett nav, som är fastsatt i en turbinaxel. Rörelseenergin när de snurrar omvandlas därefter till elenergi via vindkraftverkets generator.

Nackdelar med vindkraft

Just här i norra Europa har fyra vi årstider vilket innebär att vindkraftverk inte är lika gynnsamma som energikälla jämfört med andra länder som har varmare och mera jämnt klimat. Man kan även säga att ett vindkraftverk indirekt styrs av, eller påverkas av solen, då luftmassor håller olika temperaturer. Eftersom vindarna varierar i styrka mellan de olika årstiderna, samt att  andra faktorer tillkommer såsom molnighet, behöver vi även förlita oss på andra energikällor, särskilt då vinden avtar. Exempelvis vattenkraft har en helt annan beständighet. Därför kan den vara fördelaktigare eftersom den kan regleras på helt annat sätt, exempelvis i form av dammar.

Det kan det ta lång tid för elbolagen att få tillstånd och bygglov eftersom boende i närheten ofta motsätter sig placering där de bor. Främst på grund av att de är stora och skrymmande, men även klagomål för buller har förekommit, buller som av nära boende beskrivs som ljudet av jetflyg. Nyligen fastslogs även av forskare att just vindkraftsverksbuller kan störa sömnen.

Små vindkraftverk

Många producenter och energibolag erbjuder små vindkraftverk så att privatpersoner och företag kan producera sin egen miljöel. Eftersom det är vinden som driver produktionen av el är tillverkningen mycket miljövänlig. Man slipper ju samtidigt avfall och andra kostnader för att driva ett vindkraftverk. Eftersom ett vindfartverk utsätts för årstidernas lopp och naturens krafter kan man inte förvänta sig att inköpet skall vara billig. Exempelvis en bra turbin kostar mycket. Om man vill satsa på vindkraft skall man därför vara försiktig och se till att man det man köper är av så god kvalitet som möjligt.

Fusionskraft

Fusionskraft är motsatsen till vår kärnkraft där fission används för att skapa el. Fission går ut på att slå sönder atomkärnor så att de delas, men genom fusion slår man istället ihop atomkärnor så att tyngre ämnen bildas. Fusion är stjärnornas process som skapar deras energi. Processen för att skapa fusionskraft innebär att lättare ämnen genom fusionen smälter samman till tyngre ämnen. För fusion krävs enorma temperaturer som genom processen frigör enorma mängder energi för att kunna slå samman atomkärnor. I vår egen sol smälter väteatomer samman och bildar helium och då frigörs energi genom denna sammansmältning. Fusionskraftverk skulle innebära en mycket energieffektiv källa för miljövänlig energi.

Termonukleär fusion

Den mest lyckade fusionsprocess som människan hittills skapat är vätebombens. Men det som forskare över hela världen eftersträvar är att kunna skapa en lika praktiskt användbar energikälla som dagens kärnkraftverk. Den fusion som ett de första fusionskraftverken förmodligen skulle använda sig av, den mest effektiva termonukleära fusionen man känner till, använder atomer av deuterium, tungt väte (deutroner) och tritium, supertungt väte (tritoner). Båda dessa är alltså tunga isotoper av väte. Reaktionen mellan dessa benämns D-T-reaktion och innebär bildandet av en heliumkärna och en neutron.

Teoretiskt sett är flera olika former av termonukleära fusionsreaktorer fullt möjliga att skapa, men eftersom det krävs så pass enorma temperaturer och så högt tryck har det länge varit en utopi att kunna skapa ett fullt fungerande kraftverk. Den första reaktorn för att utveckla fusion i större skala är försöksanläggningen ITER (Internationella termonukleära experimentreaktorn) som är placerad i Cadarache, Frankrike. Det är ett internationellt samarbete finansierat tillsammans med flera olika länder och skall stå färdig år 2025. Den totala kostnaden beräknades 2010 till 15 miljarder Euro. Men en kommersiellt genomförbar reaktor kan stå klar först 2050 om allt går som planerat.

Reaktionen i fusionsreaktorn ITER beskrivs med följande formel:

2H + 3H ger 4He + 3,5 MeV + n + 14,1 MeV.

Kall fusion

Till skillnad från termonukleär fusion finns begreppet kall fusion, en fusionsprocess som skulle kräva betydligt lägre temperaturer. Men det här är något som forskare är oense om och vissa hävdar att det är  en omöjlighet. Experiment med exempelvis elektrolytiska celler har genomförts.

Magnetisk fusion och laserinnesluten fusion

Fusionsbränslet för termonukleär fusion är i form av plasma och är tio gånger varmare än solens kärna. Därför måste den inneslutas på ett effektivt sätt. Både testreaktorn Jet och kommande ITER använder sig av magnetisk inneslutning för att kontrollera fusionsprocessen. En annan form av inneslutningsmetod som just nu USA håller på att utveckla i experimentanläggningar är laserinnesluten fusion. Denna metod innebär att bränslet beskjuts med högenergilaser från alla håll.

Höga kostnader för miljövänlig el

Kostnaden för att bygga upp kraftverk har beräknats vara mycket hög och därför har man ställt sig tvekande om produktionen av el skulle täcka kostnaderna. Kommande fusionskraftverket ITER, skall kunna generera tio gånger så mycket energi för processen som det tar att starta igång den, eller generera 500 megawatt fusionsenergi med en energiförbrukning på 50 megawatt. Fusion innebär varken farliga avfall eller växthusgaser och därför är själva fusionsprocessen ett mycket miljövänligt alternativ som energikälla, samtidigt som mängden potentiellt bränsle är enorm.

Solpaneler solel

Solkraft

All energi som kommer från solen kallas solenergi. När solenergi omvandlas till elektricitet exempelvis genom solceller kallas det solel, och tekniken som omvandlar solinstrålning till solel kallas för Solkraft. Solkraft ökar stadigt i popularitet både hos elbolagen och för privat bruk då efterfrågan blir större. Allt fler hus- och villaägare köper dessutom egna lösningar för att kunna producera egen el. Forskare inom området tror att trenden kommer att fortsätta under överskådlig tid.

 

Solceller som utnyttjar solenergin

Solceller som utnyttjar solenergin placeras i solpaneler och monteras vanligtvis högt uppe på byggnader och ställningar som tak och husfasader, eller en skuggfri markyta som exempelvis ett fält för att kunna få en öppen vy direkt mot solen utan att skymmas. En elektrisk spänning uppstår på båda sidorna, både bak och fram, på solpanelen. Man kan säga att en fotoelektrisk effekt uppstår via så kallad fotovoltaik. I ledningar från och mellan solcellerna bildas likström som vi kan ta tillvara som elektricitet och använda i våra egna hus och lägenheter. Om man sätter upp egna solpaneler går en strömkabel från solpanelerna till en växelriktare där strömmen omvandlas till växelström med 230V. Elen leds därefter vidare till en elcentral och distribueras vidare genom fastigheten.

Hur miljövänlig är solkraften?

Solkraft räknas som en av de mest miljövänliga formerna av elproduktion eftersom solenergin är en förnybar energikälla som producerar sig själv. Vi slipper olika utsläpp som koldioxidutsläpp. Däremot är inte tillverkningen av solceller helt oproblematisk eftersom själva tillverkningen kräver ganska mycket el som ofta kommer från kolkraft. Totalt sett är utsläppen mätt i koldioxid/kWh för att producera solel mycket lägre än för fossila bränslen, men de är ändå högre än förnybara energikällor som vatten- och vindkraft.

Fördelar med solkraft

Solpaneler på tak - solel
Photo – Vivint Solar

En fördel med solel är avsaknaden av utsläpp och därmed ingen koldioxidskatt. Många efterfrågar solkraft på grund av miljöskäl vilket innebär att kostnaderna för solkraft successivt minskar då solkraftverk ständigt byggs ut. Hushåll får även subventionering för att uppmuntras till att köpa in en egen anläggning med solceller. Generellt sett för de som vill satsa på egen solel innebär solenergi en hög kostnad i början. Därför handlar val av solel dels om en långsiktig investering och dels om storlek och antal solceller. I dagsläget kostar en solcellsanläggning på ca 30Kvm som ger 5kW runt 100 000 före stöd. Om man får investeringsstöd sjunker kostnaden med 20% eller om man väljer att dra av kostnader genom ROT-avdraget kan man spara 9% av kostnaden. 30Kvm är en storlek som är vanlig för en mindre villa. En stor villa kräver ofta tre gånger den storleken, alltså 90 m2. Men det innebär inte att kostnaden behöver bli tre gånger så mycket, snarare handlar det om något mer än det dubbla priset. En av fördelarna med egenproducerad solel är också att man kan sälja det överskott som man själv inte behöver.

Batterilagring av solel

Solel lagras vanligen i batterier. Detta innebär att man kan producera el på dagen och använda den på kvällen och på natten. Men hur gör man då på vintern? Solenergi fungerar inte så dåligt som man skulle kunna tro. Infallsvinkeln blir sämre och solmängden innebär en påverkan, men solcellerna absorberar ändå solljuset om det är molnigt eller mulet. Solcellerna mår dessutom bra av svalare temperaturer och kan faktiskt fungera mera effektivt under svalare perioder. Tyvärr så är dagens energilagrings teknik både dyr. Eftersom att man kan sälja sin överskottsel som man inte använder själv innebär att det i regel inte är ekonomiskt lönsamt att köpa ett batteri till sin solcellsanläggning. På grund av att tekniken inte är tillräckligt bra går det inte heller att lagra solel som producerats på sommaren till vinterhalvåret, vilket gör att Sverige i dagsläget inte skulle kunna bli självförsörjande på solel.

 

Vågkraft

Wavetube

Wavetube är en prisvinnande svensk patenterad och unik lösning för vågkraft utvecklad av Sara West och Alexander Torstenfeldt. Wavetubes konverterare för energi är betydligt starkare och mera robust än någon annan hittills på marknaden. Den är designad för att kunna hantera extrema maritima förhållanden samtidigt som den producerar vågkraft, en klimatsmart, hållbar el.

Wavetube – En produkt med stor potential

Vågkraft är en energieffektiv källa för elproduktion som är på stark frammarsch. Många vill utveckla vågkraft för att det är en hållbar energikälla med så stor potential. Forskare räknar med att om tekniken går tillräckligt starkt framåt och vågkraftverk byggdes ut i större skala så skulle man kunna försörja elbehovet för 10 till 20% av hela världens befolkning. Det har varit svårt att skapa produkter som är tillräckligt starka och hållbara. De måsta klara av havets krafter som är starka. Wavetube som produkt är ett steg i riktning mot en större produktion.

Att just Wavetube är en så stark och hållbar produkt betyder att den kan placeras i havet på platser där ingen annan produkt på marknaden tidigare kunnat placeras. Samtidigt innebär hållbarheten längre livstid på produkten och billigare underhåll. Wavetube är därför en värdig konkurrent till vilken annan liknande produkt som helst på marknaden. Därför kan den bli en riktig game changer.

 

Wavetube – Prisvinnande vågkraft

Sara West och Alexander Torstenfeldt vann 2014 års Climate Launchpads pris med just denna revolutionerande produkt, Wavetube. Hela 400 företag deltog i tävlingen och därmed även i striden om priset där Wavetube till slut gick ut som vinnare av förstapris. Förutom äran vann Sara West och hennes kollega Alexander Torstenfelt 10 000 euro . Dessutom vann de varsin studieplats på Climate-KIC Accelerator, världens första affärsskola för cleantech-företagare. Även arbetet för att förvandla Wavetube till en fullskalig kommersiell produkt påbörjades.

Sara West säger i en intervju att man tagit till sig kritik och ständigt förbättrat produkten för att kunna klara av de hårda krav som ställts. ”Den ska vara så enkel, robust och tillförlitlig som möjligt för att kunna motstå de krafter som uppstår ute till havs,” säger Sara. ”Vågkraft har i dagsläget inte kommit lika långt i utvecklingen som sol- och vindkraft. Många lösningar har misslyckats visa på funktionalitet och överlevnad när de placerats till havs. Jag tror att vår lösning skiljer sig just för att den är specifikt designad för att kunna klara tuffa miljöer och även minskar kostnader för underhåll och service. I slutändan reducerar detta energipriset per kWh. Lyckas vi genomföra alla steg kommer detta att få stor genomslagskraft.” Wavetube uppmärksammas allt mer av olika intressenter. På grund av att produkten med all sannolikhet kommer att ha en ljus och spännande framtid. Sara hoppas även att Wavetube kommer att ha betydelsen för den fortsatta utvecklingen av vågkraft för större och mer utbredd internationell användning. Den ska säkra försörjning av miljövänlig, hållbar el för så många som möjligt.

Vågkraft - boj

Vågkraft

Vågkraft kan vara lätt att missta för vattenkraft. Men vågkraft är en förnybar energikälla som utnyttjar havets väldiga och aldrig sinande krafter. Vågkraftverk placeras oftast ute till havs, men kan även placeras vid hamnar eller vid strandlinjen för att ta till vara vågornas rörelser. Det finns inget standardutförande för vågkraftverk. Istället förekommer de i många olika versioner i fråga om utseende och tekniskt utförande. Det finns alltså många olika system för att tillvarata och omvandla vågenergin till elektricitet.

Att ta tillvara på vågkraften

En del system går ut på att sätta ut bojar som sitter fast vid ett fäste som planterar vidare rörelsen ner till havets botten till en generator. Andra versioner ser ut som långa ormar som guppar och fortplantar dessa rörelser. En annat sätt är att placera vingar eller propellrar strax under vattenytan som fångar upp vågornas rörelser. En annan vanlig version är så kallade Oscillerande vattenpelare. Dessa ihåliga och luftfyllda pelare utnyttjar att vågornas starka rörelser påverkar luftströmmarna och skapar vind. Denna vind används för att driva turbinen.

Möjligheter nationellt och internationellt

Eftersom Sverige har en så lång kust kan just vågkraft vara ett gott alternativ till andra energikällor. Nackdelen är att våra kuster inte utsätts för samma höga vågor som i andra länder. Men vi har ändå gott om plats och stora möjligheter att utnyttja vågkraft som energikälla.

Man uppskattar att en stor utbyggnad av vågkraftverk skulle kunna förse 10-20% av världens befolkning med elektricitet. Det finns fortfarande en del svårigheter eftersom det krävs väldigt starka och robusta lösningar då havets krafter är så starka. Här har Svensk forskning legat på framkant under senare år med innovationer som Wavetube. Vi har även utvecklat bojar som är 5 gånger mer effektiva än tidigare bojar.

Vågkraft – Fördelar och nackdelar

Eftersom elkraften inte innebär utsläpp eller tillförsel av annan energi förutom själva vågorna är vågkraften en miljövänlig form av el. Det som forskare har satt frågetecken för är om magnetism och ljud från generatorerna kan störa maritimt liv. Det kan även finnas risk för läckage vilket gör god tillsyn och underhåll viktigt. Man oroar sig för ljud som skall kunna störa det omgivande livet. Samtidigt kan bojar och liknande som placeras vid strandlinjen inverka positivt då växter kan breda ut sig mer då de får något mer att hänga och klänga på.

Det positiva med vågkraft är att den är energieffektiv, kostnaden är låg jämfört med vinningen. Men framförallt har vågkraften en mycket högre och jämnare energitäthet än exempelvis både vind och sol, fem gånger högre än vind. Därmed kan man utvinna energi snabbare och med ett jämnare flöde med vågkraft. Alltså kan man säga att vågkraft faktiskt kan ge mer energi än både sol- och vindkraft. Därför är det en god konkurrent till mer etablerade energikällor. I dagens läge ligger priserna för vågkraftverk på samma nivå som kostnaden för solel. Men eftersom vågorna alltid finns kan man producera dubbelt så mycket el för samma pris. För energibolagen finns möjligheten att kombinera vindkraftverk ute till havs med just vågkraft. Då kan kraftverk ta tillvara på rörelseenergin från både vinden och vågorna samtidigt.

Cras ultricies ligula sed magna dictum porta

Cras ultricies ligula sed magna dictum porta. Curabitur aliquet quam id dui posuere blandit. Donec rutrum congue leo eget malesuada. Donec sollicitudin molestie malesuada. Pellentesque in ipsum id orci porta dapibus.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Vivamus suscipit tortor eget felis porttitor volutpat. Praesent sapien massa, convallis a pellentesque nec, egestas non nisi. Nulla quis lorem ut libero malesuada feugiat. Nulla porttitor accumsan tincidunt.

Curabitur arcu erat, accumsan id imperdiet et, porttitor at sem. Donec rutrum congue leo eget malesuada. Pellentesque in ipsum id orci porta dapibus. Curabitur aliquet quam id dui posuere blandit. Vivamus suscipit tortor eget felis porttitor volutpat.

Curabitur aliquet quam id dui posuere blandit. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Pellentesque in ipsum id orci porta dapibus. Pellentesque in ipsum id orci porta dapibus. Vestibulum ante ipsum primis in faucibus orci luctus et ultrices posuere cubilia Curae; Donec velit neque, auctor sit amet aliquam vel, ullamcorper sit amet ligula.

Vestibulum ante ipsum primis in faucibus orci luctus et ultrices posuere cubilia Curae; Donec velit neque, auctor sit amet aliquam vel, ullamcorper sit amet ligula. Mauris blandit aliquet elit, eget tincidunt nibh pulvinar a. Nulla quis lorem ut libero malesuada feugiat. Proin eget tortor risus. Pellentesque in ipsum id orci porta dapibus.