Transcript energi lektion 2

Energiformer och energikällor
Lektion 2
Fy s. 246-260
Energiformer
Elektrisk energi –
när en spänning
uppstår
Mekanisk energi –
läges- och rörelsenergi
Värmeenergi
–rörelseenergi
från atomer
Strålningsenergi – ljus
från kortvågig röntgen
och ultraviolett till
långvågig infrarött.
Kort våglängd ger
mest energi
Kemisk energi –
lagrad i olja, kol
och mat mm.
Kärnenergi –
lagrad i atomernas
kärnor. Frigörs genom
att dela eller slå
samman atomer
Energiomvandling
Energiomvandling vattenkraft
Verkningsgrad
• 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)
• Bensinmotor verkningsgrad på 30 %
• Elmotor verkningsgrad på 80%
/ (tillförd energi)
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