Solenergi:

Solenergi er energi som kommer fra sola. Det mange lurer på er hvordan man kan omdanne energi fra sola(solstråler) til elektrisk energi. Gjennom tidene har mennesket funnet fram mange forskjellige måter å utnytte solenergien på, fra å varme en frossen kropp i sola, til dagens høyteknologiske solkraftverk. Målet med all bruk av solenergi er å få sola til å gjøre arbeid for oss. Solenergi er en fornybar energikilde.

 

Elektrisk energi fra sola.

Vi kan utnytte energien til sollyset til å lage elektrisk strøm, dette gjør man ved hjelp av solceller. Solstrålene skaper elektrisk strøm når de treffer spesielle plater: solceller. Det kreves store arealer for å fange opp tilstrekkelige mengder av solenergi. Når vi i Norge tenker på solceller og solcelleanlegg, er det første som treffer oss solcellepanel på hytter. Solceller er ganske dyre så de blir mest brukt i hus og hytter som ligger utenfor det vanlige strømnettet. Et vanlig solcelle anlegg til hyttebruk koster ca. 6000-20 000 kr.

 

Solceller har mange bruksområder. Etter hvert har det kommet mange produkter som blir drevet av sollys, som kalkulatorer, vifter og ladere, slik at du kan lade de forskjellige tingene dine.

 

Solvarme:

Varmeanlegg som bruker solstråler som energikilde kan deles inn i to grupper, aktive og passive.

 

Passiv solvarme (Rolig): kan f.eks. være å plassere bygningens vinduer mot sola, slik at solstrålene utnyttes til oppvarmingsformål.

 

Passive solfangere; drivhus, sorte plasten bøndene trekker over nyplantingen om våren.

 

Aktivt solvarme (Rørlig/bevegelse): består av tre deler; solfanger, varmetransport system og varmelager. Hvis temperaturen i solfangeren overstiger i varmelageret transporterer en vifte eller pumpe den varme luften fra solfangeren til lageret. F.eks. Hvis man har en samler på taklet som varmer opp luft eller vann. Den oppvarmede luften eller vannet blir så flyttet til et lagringssted. Her hentes energien fram når den trengs.

 

Konsentrerende solfangere.

Hvis det blir behov for temperaturer over 100C kan konsentrerende solfangere benyttes. Disse kan kun utnytte direkte sollys. De konstruerende solfangerne beveger seg etter solen.

 

Fordeler med solenergi:

- Solenergien er gratis

- Fornybar energikilde

- Solenergi er tilgjengelig over alt

- Solenergi forurenser ikke

 

Ulemper med solenergi:

- Må være dag

- Solenergien er ikke stabil

 

Vindenergi.

Vindenergi er den energien vi finner i luften som er i bevegelse.

 

Vindkraft er en fornybar energikilde som menneskene har utnyttet i tusenvis av år. Vi samler vindenergien med vindmøller eller seil. Mennesket har brukt seil i 5000 år og vindmøller i nesten 4000 år. Vi bruker den dag i dag disse to metodene til å fange vindenergien. I Norge kom ikke vindmøllen før på 1800- tallet, og da mest på Jæren. I land med mye vind, som f.eks. Danmark, er vindkraft en ideell energikilde. Vind er en masse i bevegelse, og masse i bevegelse er energi.

 

Bruker vindenergien:

Vi omdanner vindbevegelse, som vi ikke kan kontrollere, til bevegelse som vi kan ha kontrollere. Vinden presser mot seilene og setter F.eks. båten i bevegelse. Vinden driver bladene på vindmølla rundt, som deretter driver en aksling. I dag produserer man nye typer vindmøller.

 

Vindturbiner:

I et vindkraftverk omdannes noe av denne bevegelsesenergien til elektrisitet. Vindturbiner blir plassert i områder med mye vind(nær kysten). Flate land som Danmark og Nederland er godt egnet.

 

De vanligste vindmøllene er bygd opp med en horisontaltakslett vindturbin, men det finnes også vindmøller med vertikalakslet vindturbin. Et horisontaltakslett vindmølle består av et tårn, maskinhus og tre rotorblader.

 

For å kunne drive en vindmølle effektivt, trenger man en vindstyrke på 4,5 m/s eller høyere. Moderne vindgeneratorer har en effekt fra 50 til 3000 kW, men vanligst til strømproduksjon er 1650 kW. Jo høyere vindstyrken er, jo mer energi inneholder den.

 

Fordeler med vindenergi:

- Gratis drivkraft

- Ingen forurensing

- Vind er en fornybar ressurs

- Vind er tilgjengelig over alt

 

Ulemper med vindenergi:

- Vindenergi er ganske kostbart

- Varierende kraftproduksjon

- Støyende

- Ser stygt ut

- Farlig for fuglelivet

 

I Norge kan vi ikke satse på så mye vindkraft enda, men det er allerede bygd vindkraftverk: Frøya og i Vikna.

 

Bioenergi

Bioenergi er energi fra planter, planteavfall og dyreavfall. Disse restene kaller vi for ”biomasse”. Bioenergi produseres ved omdannelse av biomasse. Den vanligste formen for biomasse er ved, flis og dyregjødsel.

 

I dette århundret har forskerne utviklet nye måter å bruke biomassen på. F.eks. blir dyregjødsel brukt. Det blir brutt ned av bakterier slik at det danner seg metangass/biogass. Gassen blir brent for varme og brukt til drivstoff i biler. Biogass blir brukt på steder som har mye dyregjødsel.

 

Bioenergi dekker hele 15% av verdens energiforbruk, og er den viktigste energikilden for ca. halvparten av verdens befolkning.

 

Fordeler:

- Biomasse finner vi over hele verden. Planter, planterester og dyrerester finnes i overflod i mange land.

- Biomasse er ofte gratis eller veldig billig å anskaffe.

- Bioenergi er fornybar, lettere sagt evigvarende.

- Maskinene som bearbeider og forbrenner biomassen er både enkle og rimelige.

- Balansert bruk av bioenergi forurenser svært lite.

 

Bioenergi vil altså kunne bli an svært viktig energikilde i fremtiden, fordi den er evigvarende, den er svært miljøvennlig og det er ingen grunn til at vi ikke skulle kunne bruke mer av denne energien!

 

Vannenergi

Vannenergi er energien vi finner i vann som er i bevegelse.

 

Helt siden det gamle Egypt har rennende vann blitt brukt til å utføre arbeid. Vannet driver et vannhjul med aksling. Akslingen utfører et arbeid.

 

De første vannhjulene ble brukt til å male korn.

 

I de industrielle landene brukes vannkraften stort sett til å produsere elektrisitet.

 

Elektrisitet fra vann krever at vannet kan falle mot en turbin, slik at den begunner å snurre. Vannet blir samlet i en dam eller et reservoar. Herfra faller vannet nedover i et rør eller en bratt tunnel. Det fallende vannet får turbinen til å snurre, og deretter setter generatoren i gang med å lage elektrisitet. Elektrisiteten blir til slutt sendt ut til forbrukeren gjennom strømnettet.

 

Fordeler med vannkraft:

 

- Vann er fornybar ressurs.

- Vannkraft forurenser ikke.

- Vannet blir ikke ødelagt eller forgiftet av å bli brukt til energi produksjon.

- Rennende vann er gratis, pålitelig, og rimelig forutsigbart. Ved å lagre vannet i reservoarer får man tilførsel også i tørre perioder.

- Etter at kraftanlegget er bygget, er utgiftene til driften små. Dette gjør at strømprisen fra slike anlegg kan holdes svært lave.

- Damanlegget kan også bli brukt til vanning og til å kontrollere flom.

 

Ulemper med vannkraft:

- Store vannkraftverk er veldig dyre og bygge, og gode plasseringer for kraftanlegg blir brukt opp

 

 

Bølgeenergi

Bølgeenergi er forskjellige slags svingninger som brer seg i vannet. Akkurat som bølgene rundt en stein som er kastet i vannet. Bølgekraftverk omdanner energien til havbølgene til elektrisk energi. Det finnes to typer bølgekraftverk, i noen bølgekraftverk samles bølgene slik at vannet løftes opp i et basseng, derfra slippes det ned på skovlene som i et vannkraftverk.

 

I andre bølgekraftverk følger generatoren med i svingbevegelse til bølgene. Med dagens teknologi er ikke energiutbyttet stort i bølgekraftverkene.

 

Bølgeenergien har vært brukt en tid til spesielle formål som lensepumper og navigasjonsbøyer. Satsingen innen bølgeenergi i de kommende tiår kan bli kommersiell når det gjelder energi til pumping av rent sjøvann for eksempel til fiskeoppdrettsanlegg eller til rensing av forurensede fjorddamer og til energiforsyning for isolerte kystsamfunn som et alternativ til, i samkjøring med små dieselkraftverk.

 

Det er mange forskjellige måter å utnytte bølgeenergien. I Norge har det blitt arbeidet med disse metodene.

 

Tidevannsenergi

 

Tidevannet kan energimessig utnyttes på to forskjellige måter. Ved å utnytte høydeforskjeller mellom flo og fjære, og å utnytte tidevannets hastighet (bevegelsesenergi).

 

Moderne utnyttelse av tidevann begrenses i praksis til steder med store tidevannsforskjeller. På denne måten vil lavtrykksturbinen som utnytter tidevannets fallhøyde kunne produsere elektrisitet.

 

Den andre metoden å unytte kreftene i tidevannet på, er å utnytte tidevannets hastighet og mengde, dvs. tidevannets bevegelsesenergi.

 

Hastigheten på tidevannsbølgen er forskjellig etter hvordan hindringer den møter. For eksempel den norske kystlinjen består av mange trange og til dels dype fjorder og skjærgårder. Spesielt skjærgården i Nord-Norge gir mange muligheter for høydeforskjeller mellom tidevannsbølger som går på hver sin side av store øyer.

 

Det er utrolig med energimengder til stedet i forbindelse med tidevann og havstrømmer. I Norge er imidlertid nivåforskjellene mellom flo og fjære så små at tidevannspotensialet er noe begrenset. Men det finnes også noen steder her i Norge der det går an å produsere strøm ved hjelp av tidevannet.

 

Jordvarme

Jordvarme er energi som er lagret i form av varme. Denne varmen kommer fra magmaen som flyter i mantelen, mantelen er det laget som ligger under jordskorpa og består av smeltet stein, det er magmaen som kommer fram når vi har et vulkanutbrudd. D.v.s. lavaen.

 

Temperaturen stiger jevnt i jordskorpa, bortsett fra de ytterste lagene der temperaturen varierer med årstidene. Stigningen i temperaturen varierer med de geologiske forhold, men den stiger vanligvis med 20-40 grader celsius per km. På grunn av denne jordvarmen får grunnvannet, som ligger i porøse bergarter, på dybder over 3000 m ofte en temperatur på over 100 grader celsius, altså det er kokende.

 

Dette varme vannet kan man pumpe opp og benytte til å varme boliger og bygninger. Hvis man bruker en varmevekseler kan man få et system som gjør at man kan pumpe varmt vann opp og benytte det til å varme opp huset eller bygningen, og så når dette vannet er avkjølt kan det føres ned der det kom fra for å varmes opp på nytt. Dette er derfor en fornybar og ikke forurensende energikilde. Dette systemet er allerede i bruk i flere steder i verden, blant annet på Island og i USA.

 

Det varme vannet man får opp kan man også bruke til å lage elektrisk strøm, men det er fortsatt på et prøve stadium. Et av problemene er grunnvannet fordi det inneholder salter og gasser som ofte fører til store problemer med rør og turbiner. Et annet problem er at grunnvannet ligger i porøse bergarter, og der kan ikke slike anlegg som trenges for å gjøre dette ligge.

 

I USA driver man og forsker på det, og man prøver nå å lage kunstige sprekker i harde og varme bergarter, for så å pumpe vann ned i disse sprekkene for å varme det opp.

 

Jordvarme er en bra og miljøvennlig fornybar energikilde. Og man kan blant annet utnytte borehull fra mislykkete oljeboringer, i stedet for å bore nye hull. Dette er uten tvil en energikilde med enorme muligheter, og i fremtiden vil nok dette bli en av de dominerende energikildene.

 

Fordeler:

- Jordvarme kan være billig dersom den utnyttes nær kilden.

- Jordvarme forurenser ikke, og jordvarme kan gi sikker energi i lang tid fremover.

 

Ulemper:

- Det kan være dyrt å finne lommene med varmt vann eller damp under jorden.

- Dampen kan inneholde uønskede kjemiske stoffer, og det varme vannet eller dampen kan bli brukt opp.

 

Ikke fornybare energikilder

 

Fossilenergi

Fossil energi får vi fra de fossile energikildene. Disse deler vi opp i kull, olje og naturgass. Alle disse stoffene er rester etter planter og dyr som levde for millioner av år siden. Restene etter plantene og dyrene ble utsatt for trykk og varme da tykke lag av ulike bergarter la seg oppå.

 

Olje

Den oljen vi har i dag finner vi i lommer mellom bergarter, og for å få tak i oljen må vi som oftest bore oss ned i den i bergartene. Olje er en blanding av mange forskjellig stoffer, så ved raffinering deler vi oljen opp i stoffer som bensin, diesel, smøreolje osv.

 

Opp gjennom historien har olje blitt brukt til mange forskjellige ting, som å gjøre båtene vanntette, holde mursteinene sammen og faktisk som medisin.

 

Senere forstod man at oljen kunne brukes som drivstoff, og er i dag helt nødvendig for transportmidler som bil, båt, motorsykkel, fly osv. Olje brukes også til oppvarming av boliger og bygninger, energiproduksjon og til en rekke formål i industrien. Om lag 20% av oljen blir omdannet til andre produkter.

 

Status:

Globalt er olje den viktigste energikilden i verden med en samlet andel på omkring 35% av energiforbruket og oljen vil dominere i mange år til.

 

Norge er i ferd med å bli en gassnasjon, og produksjonen av gass vil nok øke de neste årene, Men Norge er fortsatt en stor oljenasjon.

 

Ledende produsenter:

OPEC-landene, bl.a. Iran, Saudi-Arabia og Kuwait, Midtøsten, Nord-Amerika, Latin- Amerika, Russland og Norge.

 

Fordeler:

- Olje er lett å transportere og lagre på fat eller i tanker.

- Teknologi og transportsystemer er velutviklet og velfungerende.

- Oljen har et svært høyt energiinnhold og kan brukes i mange forskjellige produkter.

 

Ulemper:

- Luftforurensing. CO2-utslippet fra oljen har økt kraftig siden 1974, og halvparten av dette kommer fra OPEC-landene, mens den andre halvparten er resten av verden. I de kommende årene vil stadig en større andel av CO2 komme fra nye industrier, særlig i Kina.

- Brenning av olje gir svoveldioksid, som fører til sur nedbør.

 

Kull

Den mest brukte fossile energikilden på verdensbasis er kull. Kull har vært og er en av de viktigste energikildene på jorda, og for mange er kull en stor eksport artikkel.

 

Kullet finner man i mellom de forskjellige bergartene, og man graver seg ned til disse lagene for å hente det opp. Dette kalles for gruvedrift, og kan være både vanskelig og farlig.

 

I tusenvis av år brukte man små mengder av kull til å varme opp huset og lage mat, på 1800-tallet ble det brukt til de nye damplokomotivene og dampbåtene. I dag har olje, naturgass og andre energikilder overtatt mye av det markedet kull hadde før. Nå brukes kull mest til produsere energi(elektrisitet) og som en ingrediens i stål.

 

Fortsatt står kull bak 47 % av verdens produksjon av elektrisitet.

 

Status:

Kull er den nest viktigste energikilden i verden, selv om andelen av det samlede energiforbruket synker og er nå på 25%. Men kullindustrien er den største gruveindustrien i verden med et utbytte på tre milliarder tonn i året og ni millioner arbeidsplasser.

 

Ledende produsenter:

Kina er absolutt dominerende med 33% av den samlede produksjonen, etterfulgt av USA.

 

Fordeler:

- Kullreservene er enorme og varer over hundre år frem i tiden.

- Det er forholdsvis billig og enkelt å utvinne kull, og kull er enkelt og transportere og lagre.

 

Ulemper:

- Kull er det mest forurensende av alle råstoffer. Forurensingen består i at store mengder drivhusgasser og svoveldioksid blir frigjort og danner sur nedbør og smog.

- Arbeidet i gruvene er hardt og skader helsen og mange har dødd etter ulykker i gruver.

 

Naturgass

Naturgass er en blanding av brennbare, ikke vulkanske gasser som forekommer i porøse bergarter, ofte sammen med, eller delvis løst i råolje. Naturgass er veldig vanlig blant folk for vi bruker det veldig ofte F. eks gassbrenneren på hytta og gassgrillen hjemme

 

Status:

Bruken av naturgasser er sterkt økende, og kommer nå på tredje plass blant de viktigste energikildene i verden, med en andel av det samlede energiforbruket på ca 20%.

 

Forskerne lurer på om det er naturgass som er den energiformen som vil oppnå kraftigst vekst fremover. Noen forskere regner med en femdobling av naturgass forbruket innen år 2050.

 

Det ligger enorme, ubrukte gassreserver i Sibir-tundraen og Midtøsten.

 

Ledende produsenter:

Russland er verdens ledende naturgassprodusent, etterfulgt av USA og de europeiske landene, bl.a. Norge.

 

Fordeler:

- Naturgass er en svært ren energiform som ikke gir sur nedbør eller røykproblemer. Det vesentlige avfallsproduktet ved forbrenning av naturgass er CO2.

- Det finnes svært store lagre av gass som er relativt enkle og utvinne.

- Naturgass kan brukes direkte i industri og husholdning uten kostbare foredlingsprosesser.

 

Ulemper:

- Naturgass avgir store mengder CO2 ved forbrenning.

- Naturgass er så ny som energiform at enorme investeringer i teknologi og distribusjonsnett er nødvendig.

 

Atom Energi/ Kjerneenergi

Atomenergi er energien som finnes inne i atomene. Når uranatomets kjernepartikler splittes fra hverandre ved at kjernen bombarderes med nøytroner, frigjøres store mengder energi. Energien overføres til varme i stoffet der reaksjonen foregår, denne prosessen kalles for ”fisjon”. Når denne energien frigjøres sakte og kontrollert, kan den brukes til å produsere elektrisk energi, men slippes all energien ut på en gang, kan det føre til en gigantisk eksplosjon, slik tilfellet er med atomkraftverkene som brukeruran som drivstoff. Uranatomene spaltes i en kjedereaksjon. Denne reaksjonen avgir varme, varmen koker vann slik at vi får damp og dampen driver en generator som lager elektrisk strøm.

 

I en kjedereaksjon frigjøres det også radioaktiv stråling som er skadelige for alle levende organismer. Store stråledoser gir en dødelighet på 100%. Stråling kan også føre til misdannede barn. Kraftverkets reaktor må derfor være isolert fra omverdenen i tykke vegger av betong. Men også avfallet etter reaksjonen er radioaktivt.

 

Radioaktiviteten kan vare i flere tusen år, noe som vil si at det er nødvendig å finne sikre oppbevarings- plasser før dette kan betraktes som et miljøvennlig energialternativ.

 

En annen måte å utnytte atomenergi/kjerneenergi på kalles ”fusjon”. Det er når flere atomkjerner går sammen og danner en større kjerne. Prosessen avgir varme og annen stråling.

 

Ved fusjon av hydrogen til helium slår to hydrogenatomer seg sammen til et heliumatom. Heliumatomet er ikke like tungt som det de to hydrogenatomene var til sammen. Forskjellen i vekt er blitt til energi. Denne prosessen får sola til å lyse.

 

Mennesket har ennå ikke klart å gjenskape denne reaksjonen. Hvis vitenskapsmennene en gang skulle klare det, virker dette som en miljøvennlig energikilde som kunne være et godt alternativ til f. eks vannkraft.

 

Fordeler:

- Store energimengder av lite råmateriale.

- Anleggene tar forholdsvis liten plass sammenlignet med f. eks dammene.

- Selve reaksjonen forurenser ikke.

 

Ulemper:

- Atomenergi danner radioaktivt avfall.

- Atomkraftverk er dyre å bygge, og dyre i drift.

- Uran er en ikke- fornybar ressurs. Stoffet kan ikke brukes om igjen, hvis det allerede er blitt utnyttet en gang.

- atombomber.

 

Drivhuseffekten - klimaendringer:

Gjennom de siste årene har gjennomsnittstemperaturen økt kraftig. Dette skyldes ikke bare naturlige årsaker, men den økende drivhuseffekten fører til oppvarming av jorda. Forskerne regner med at gjennomsnittstemperaturen på jorda vil stige med et par grader de neste hundre årene. Dette kommer av økt utslipp av drivhusgasser, og kan få katastrofale følger for livet på jorda.

 

Først må vi se på de naturlige drivhusgassene i atmosfæren: når sola varmer opp jordoverflaten er det disse gassene som hindrer at varmen forsvinner ut i verdensrommet igjen. Karbondioksid, metan og lystgass er de viktigste, i tillegg kommer de menneskeskapte gassene: KFK, klor-fluor-karboner. Innholdet av både naturlige og kunstige drivhusgasser har de senere årene økt, og vil fortsette å øke. Utslipp av karbondioksid er kommet særlig i søkelyset, og også metan.

 

Blir innholdet av drivhusgasser for stort, får vi en økt drivhuseffekt som kan få katastrofale følger:

• Havstigningen: de store isbreene på land og isen rundt polene vil gradvis smelte, og havnivået vil stige med ca. 90cm inne 2001. Dette vil ødelegge landområder og hjemmene til mange mennesker.
• Hvis Golfstrømmen, som vi her i Norden er avhengige av, blir berørt kan dette få alvorlige konsekvenser for oss. Det er to teorier om hvordan det kan skje:
  1. Havstrømmene kan endre retning pga. det kalde vannet vi kan få fra isbreene.
  2. forholdene mellom høytrykk og lavtrykk kan føre til vestavind og nedbør, og Golfstrømmen kan bøye ytterligere av ved nord
• Naturkatastrofer: det har vært mange naturkatastrofer de
  seneste årene. Dette kan være et resultat av klima- endringene som fører til et ustabilt klima.
• Plante- og dyrelivet. Hvis temperaturen øker, kan klima- sonene forflytte seg og dyre- og plantearter som kun overlever i et tilpasset klima må følge etter hvis de klarer. Mange arter vil dø ut.
• Sykdommer: høyere temperaturer betyr utbredelse av tropesykdommer.
• Matproduksjon: i enkelte områder vil klimaendringene føre til økt matproduksjon, men i andre områder vil den synke.