Energiformer och energikällor Lektion 2 Fy s. 246-260

Energiformer Elektrisk energi – när en spänning uppstår Strålningsenergi – ljus från kortvågig röntgen och ultraviolett till långvågig infrarött. Kort våglängd ger mest energi Mekanisk energi – läges- och rörelsenergi Kemisk energi – lagrad i olja, kol och mat mm. Kärnenergi – lagrad i atomernas kärnor. Frigörs genom att dela eller slå samman atomer Värmeenergi –rörelseenergi från atomer

Energiomvandling

Energiomvandling vattenkraft

Verkningsgrad = (nyttig energi) / (tillförd energi) När energiomvandling sker omvandlas inte all energi till nyttig energi Bensinmotorn – Vid förbränning av bensin omvandlas en del av den kemiska energin till rörelseenergin, men en stor del omvandlas till värmeenergi som vi måste leda bort från motorn och som vi inte har nytta av. Verkningsgrad = (nyttig energi) / (tillförd energi) Bensinmotor verkningsgrad på 30 % Elmotor verkningsgrad på 80%

Vårt behov av energi och energi källor i världen

Icke förnybara energikällor En icke förnybar energikälla är ändlig/tar slut. Fossila bränslen - Olja, kol och naturgas. Skapat av djur och växter som sjönk till botten 50-500 miljoner år sedan. Packats in i jordskorpan under högt tryck och temperatur och omvandlats till kolväten Vid förbränning av fossila bränslen bildas koldioxid, en av växthusgaserna

Icke förnybara energikällor Kärnkraft – Uran klyvs i kärnreaktorer. Klyvningen av atomerna ger nya radioaktiva ämnen, frigör energi och startar en kedjereaktion I reaktorn finns farlig strålning som måste inneslutas Om man inte kontrollerar kedjereaktionen kan en härdsmälta ske som sprider radioaktiva ämnen Avfallet från reaktorn är radioaktivt och måste förvaras på säkert ställe under mycket lång tid 50% av Sveriges elektriska energi

Förnybara energikällor Energikällor som förnyas varje dag med solenergi - vattenkraft, biobränslen, jordvärme, vindkraft och solenergi Vattenkraft utnyttjar rörelseenergi i strömmande vatten Smutsar inte ner Stora områden för dammar 50% av elektrisk energi i Sverige Biobränslen Utnyttjar kemisk energi i skog, sly, grödor Eldas med eller omvandlas till bränslen ex etanol och metanol Bidrar med koldioxid om inte ny gröda planteras Konkurrerar till viss del med matproduktion Traditionell källa i Sverige med stor potential

Förnybara energikällor Jordvärme Utnyttjar den lagrade strålningsenergin från jord- och berggrund Bergvärmepumpar för mindre hus ”växlar upp” värmeenergin från ett par plusgrader till 40-60 grader C Risk för nedkylning (permafrost) av berggrunden lokalt Stora energikällor på tex. Island direkt från varma källor med höga temperaturer Vindkraft Utnyttjar vindens rörelseenergi Mycket små ingrepp i naturen Kust- och fjällnära Buller och utsikter Stark utbyggnad i Sverige just nu Solenegi Utnyttjar strålningsenergi från solen direkt Solfångare värmer vatten Solceller ca 0,5 V spänning Problem i Sverige där mest energi behövs på vintern då solen lyser minst

Energianvändning i Sverige

Strålning – Läges – Rörelse - Elektrisk + Miljövänlig - Naturingrepp (Metan) Sverige Tillgängligt 200 TWh Utbyggt 60 TWh Möjligt 25 TWh

Strålning – Kemisk – Värme – Rörelse – Elektrisk (Värme) + Tillgängligt Elektricitet och fjärrvärme - Växthuseffekt om ej Bio Ändligt om ej Bio Andra föroreningar Sverige Vanlig för lokala anläggningar

Strålning –– Rörelse – Elektrisk + Miljövänlig Små ingrepp Tillänglig - Naturingrepp Helst kust och Fjäll Effekt beroende av vindstyrka Sverige Litet utbyggt Stor utbyggnad på gång

Strålning –– Värme + Miljövänlig Små ingrepp - Stora anläggningar Inte tillgänglig när behov som störst Sverige Litet utbyggt, mycket små lokala anläggningar (fritidshus)

Strålning –– Elektrisk + Miljövänlig Små ingrepp Oändlig tillgång - Låg spänning Mycket dyra Stora anläggningar Inte tillgänglig när behov som störst Sverige Litet utbyggt, mycket små lokala anläggningar (fritidshus, båtar)

Kemisk –– Elektrisk + Mycket ren Mycket hög verkningsgrad - Energi för bränsle (Vätgas) Höga anläggningskostnader

Kärn - Värme – Rörelse - Elektrisk + Säkerhet Litet radioaktivt avfall - Endast i laboratorier Osäker ekonomi

Växthuseffekten Jordens atmosfär håller balans mellan inkommande strålningsenergi och utgående värmeenergi från jorden Atmosfären fungerar som ett växthus Utan denna skulle medeltemperaturen vara minus 20 grader C i stället för + 15 grader C Växthusgaserna (koldioxid, metan..) stiger nu till för höga nivåer För höga nivåer gör att ”växthuset” blir för ”tätt” Balansen rubbas och medeltemperaturen kan stiga