Föreläsning 2011-10-11 Energitransporter MVKN10 Svend Frederiksen LTH Transport av el Föreläsning 2011-10-11 Energitransporter MVKN10 Svend Frederiksen LTH

När man började ana att elektricitet har enorm användningspotential – försöket med kompassnål 1820

För- och nackdelar med el som energinyttighet + Extremt många tillämpningar + Kompakta apparat, t.ex. motorer, golvvärme + Tunna, flexibla och billiga ledningar vid låg spänning + Extremt många typer av produktion (dock inte sol-el i dagens läge) + Billig att transportera över stora avstånd (kol- och oljetransport ännu billigare) + El för tåg, spårvagnar, fordon minskar transportsektorns oljeberoende Än så länge generellt sett dyr att lagra Högspänningsledningar mer plats än gasledningar Högspänningsledningar anses vara fula Risk för bränder och elektriska stötar Högspänningssystem är eventuellt hälsofarliga Vid black-outs drabbas stora delar av samhället Det finns idag knappast någon som är generell motståndare till eldistributionsteknik !

Hushållning med el = ren exergi Kraftvärme + värmepumpar för uppvärmning

Exergi och el Energinyttighet = Exergi + Anergi Exergi = den del som kan omvandlas i mekaniskt arbete För termisk energi beräknas Exergin med hjälp av Andra Huvudsatsen El är ren exergi – extremt högvärdig energiform ! Kraftvärme – bättre exergihushållning än ren värmeproduktion Värmepumpar – bättre exergihushållning än elvärme

Montering av provisorisk tubledning i Porjus vattenkraftverk på 1920-talet Källa: Tekniska Museet

Power outages (black-outs) Källa: Wikipedia

Reglerbar vattenkraft Bildkälla: WIkipedia Lagring i damm Indirekt el-lagring Ingrepp i naturen Samspel med vindkraft

Sveriges elutbyte med grannländer Källa: Energiläget 2001, Energimyndigheten

Elutbyte mellan Danmark och grannländer

The War of Currents (1880-talet) Källa: WIkipedia

AC kontra DC Historisk utveckling Eldistribution började med DC (Edison) AC (Tesla & Westinghouse) vann ”The War of Currents” Lamm (ASEA) utvecklade högspänd DC (HVDC) DC för CD, hårddiskar mm Bränsleceller mm kan ge lokal DC renässans Ny teknik för DC/AC för t.ex. fönstarhissar i bilar

Principen för en likströmsmotor med kommutator (borstar, släpringar) Källa: ”How electric motors work”, stefanv.com

Det roterande magnetfältet - Teslas stora uppfinning Källa: ”Electrical Power System Essentials”, Shavemaker & van der Sluits

Nätfrekvens och lägsta spänningsnivå i elnät Källa: Wikipedia

Val av frekvens i elnät Låg frekvens ger ostabilt ljus från glödlampor 50/60 Hz normalt Hög frekvens ökar olika typer av förluster mm (t.ex. kapacitans / reaktiv effekt och skin effect) Hög frekvens gör apparater mer kompakta 400 Hz t.ex. vanliga i flygplan Tåg: 16 2/3 Hz i Europa, 25 Hz i på norrameriskanska kontinenten

Områden med synkrona elnät Källa: Wikipedia

Problem med stor andel vindkraft i elnät Exempel ¨på dygnsbelastning i det vest-danska nätet Källa: Niels Fog Energinet.dk

Olinjär last – ett exempel på dålig EMC Källa: Elforsk