Så funkar de fem kraftslagen

Elskolan

Sverige har ett av världens bästa elsystem. En stor förklaring är mixen av produktionsslag där alla bidrar med fossilfri el; vindkraft, vattenkraft, kärnkraft, solkraft och kraftvärme. Men hur funkar de egentligen och vilka styrkor respektive svagheter finns det? Ellevios elskola reder ut.

Vindkraft_840 x 420 (1).jpg

Vindkraft

Vindkraft är ett förnybart energislag som står för cirka 17 procent av den totala elproduktionen i Sverige (2020). Vindkraften är det näst största förnybara energislaget i världen, efter vattenkraften. Energimyndigheten förutsäger att vindkraften till 2045 kan komma att stå för mer än hälften av Sveriges elproduktion (90 TWh), då både till land och till havs.

Så funkar vindkraft

Blåst uppstår när solstrålar värmer upp luften och skapar temperaturskillnader. Skillnaden i temperaturerna skapar då lufttryck, som enkelt förklarat, leder till vind. Det är energin i vinden som vindkraftverken fångar upp.

Ett vindkraftverk har propellrar eller rotorblad som drivs runt av vinden när det blåser. Vindens rörelseenergi omvandlas till el i en generator uppe i vindkrafttornet som därefter, via elnätet, hamnar hos slutanvändarna.
Vindkraftverken levererar ström så länge rotorbladen snurrar. Energiutbytet vid svaga vindar är lågt, men ökar snabbt när vinden tar i. Om vindhastigheten fördubblas ökar energiutbytet med åtta gånger.

Visste du att

  1. Det blåser inte alltid. Därför är det viktigt att sprida vindkraftverken runt om i landet, både till land och ute till havs.
  2. För att få bygga vindkraftverk krävs miljötillstånd och en omfattande utredning av miljökonsekvenserna.
  3. Ett vindkraftverk är uppåt 200 meter högt. Det har gjort att försvaret i vissa fall säger nej till byggen på grund av att de är i vägen för militärens verksamhet.

Vattenkraft_840 x 420.jpg

Vattenkraft

Vattenkraft är den största förnybara energikällan i världen. I Sverige finns det cirka 2 000 vattenkraftverk som producerar mellan 50 och 75 terawattimmar (TWh) per år beroende på tillgången på vatten i de vattendrag som kraftverken finns i. Det motsvarar cirka 45 procent av elanvändningen i landet (2020).

Så funkar vattenkraft

Vattenkraftverk har en damm som fångar upp vattnet i en älv eller en å och lagrar det som lägesenergi. När kraftverket körs öppnas luckor i dammen. Vattnet strömmar genom kraftverkets turbiner, som börjar att snurra. Den lagrade lägesenergi omvandlas då till mekanisk energi.
Turbinen driver en generator som gör om energin i vattnet till el. Det är vattenflödet och fallhöjden som avgör hur mycket el som kan produceras i kraftverket. För att öka fallhöjden och kunna lagra vatten bygger man dammar och skapar vattenmagasin som gör det möjligt att anpassa elproduktionen efter säsong och användning.

Visste du att

  1. För att skapa nivåskillnad byggs oftast dammar vid vattenkraftverket. Dammen blir ett stopp för fiskar som vandrar upp längs älven för att fortplanta sig. Men, på en del platser får fiskarna en ”laxtrappa” för att kunna ta sig förbi.
  2. Många vattendrag i Sverige har vattenkraftverk. Det är bara några få vattendrag i Norrland som skyddas från utbyggnad.
  3. Vattenturbinen började användas i slutet av 1800-talet för att producera el till industrier och bostäder. Den påminner mycket om ett vattenhjul – som länge var vår viktigaste kraftkälla – men är tillverkad av stål och snurrar snabbare.

Kärnkraft_840 x 420.jpg

Kärnkraft

I Sverige finns sex kärnkraftsreaktorer (2021) i drift som producerar ungefär 30 procent av den el som vi använder. Kärnkraften har minskat i Sverige under de senaste åren men ökar globalt, framför allt i Asien. Kärnkraften är inte förnybar men inte heller fossil och en av fördelarna är att den bara ger upphov till minimala utsläpp av växthusgaser.

Så funkar kärnkraft

Energin från kärnkraften kommer från klyvning av anrikat uran. När uranet bestrålas med neutroner klyvs atomkärnan. Kärnklyvningen ger upphov till stora mängder värme.

Neutroner frigörs och startar en kedjereaktion som sedan fortsätter av egen kraft och används som bränsle för att värma upp vatten i kärnkraftverket. Ett kärnkraftverk fungerar egentligen som en väldigt komplicerad vattenkokare. När vattnet värms i kärnkraftverket bildas det ånga under det höga trycket. Ångan driver turbiner som i sin tur producerar elektricitet.

Visste du att

  1. Kärnkraft ställer mycket höga krav på säkerhetstänk. Dessutom kräver det en plan för var det använda radioaktiva kärnbränslet kan förvaras under mycket lång tid.
  2. Själva driften av kärnkraftverket ger inte upphov till några utsläpp av klimatgaser eller radioaktiva utsläpp. Men när uranmalm bryts frigörs radioaktiva gaser och damm, och det radioaktiva gruvavfallet kan läcka ut.
  3. Det var den österrikisk-svenska kärnfysikern Lise Meitner som år 1938 kom på att atomer kan klyvas och att när det händer måste stora mängder energi kunna utvinnas.

Solkraft_840 x 420.jpg

Solkraft

Solen avger varje dag mer än tillräckligt med energi för att tillgodose hela världens energibehov. Solenergin är på snabb uppgång i Sverige och i stora delar av världen. Solen är en energikälla som inte tar slut och är därför även en förnybar energikälla.
Solkraften släpper inte ut några växthusgaser eller andra utsläpp och kräver inte så mycket underhåll. Solel kan du antingen producera själv med hjälp av solceller på taket, eller köpa via ett elbolag. Då kallas det för solkraft.

Så funkar solenergi

När man pratar om solenergi är det främst två tekniker som gäller; solpaneler och solfångare. Solenergi uppstår när små solceller, som sitter på solpanelerna, fångar upp solens strålar och omvandlar dem till el, kyla eller värme.
Elen leds sedan vidare genom en kabel in i en växelriktare där den görs om från likström till växelström som vi kan använda i våra hem. Den el som inte förbrukas går ut till det externa elnätet och säljs till ditt elbolag och kan på så sätt nyttjas av andra. Solpanelerna kan monteras på tak eller vara fristående. Stora solcellsanläggningarna installeras på marken och kräver stora ytor.

Solfångare är en serie rör som ligger intill varandra bakom en glasskiva. I rören finns en vätska som värms upp när solen skiner. Den varma vätskan sparas sedan i en värmeisolerad tank, tills den behövs.

Visste du att

  1. Både outnyttjade mark- och takytor har stor potential. Men det finns en del hinder också, till exempel får man inte bygga solceller på jordbruksmark.
  2. Solpanelsdesign blir allt vanligare vilket medför att det numera finns solpaneler i en mängd former och färger så att de passar till huset i övrigt.
  3. Under perioden november till februari producerar en solpanel endast fem procent av sin totala årsproduktion, resten produceras under de ljusare månaderna.

Kraftvärme_840 x 420.jpg

Kraftvärme

Kraftvärme handlar om att återvinna energi från restavfall och det är vi i Sverige bäst i världen på. 2021 kom 9 procent av all producerad el i landet från kraftvärme.
Kraftvärme är resurseffektivt och en stor tillgång för energisystemet eftersom elen kan produceras oberoende av väder och årstid. Det är också det enda storskaliga kraftslaget som finns inne i städer, och spelar därför en stor roll i att förse städer med el.

Så funkar kraftvärme

Ett kraftvärmeverk kan med hjälp av olika bränslen producera både el och fjärrvärme samtidigt. Restavfall, som till exempel hushållssopor eller grenar och stubbar, transporteras till kraftvärmeverket och bränns. Värmen som bildas vid förbränningen får vattnet i en jättelik behållare att koka och bli till ånga. Ångan driver en turbin, som i sin tur driver en elgenerator som alstrar elström. Värmen som är kvar i ångan används sedan till att värma fjärrvärmesystemets vatten. Det betyder att samtidigt som man värmer hushåll och lokaler med förnybar fjärrvärme, producerar man också förnybar el.

Visste du att

  1. Kraftvärmen är värdefull för energisystemet, men många tycker att regelverken som påverkar kraftverken måste ändras om man ska kunna ta vara på kraftvärmens fulla potential.
  2. Skillnaden mellan värmekraftverk och kraftvärmeverk är att i ett kraftvärmeverk produceras el och värme samtidigt. I ett värmekraftverkproduceras enbart el. I ett värmeverk producerar enbart värme.
  3. Över 90 procent av bränslena i den svenska kraftvärmen är förnybara eller återvunna.