Vattenkraft är den mest använda regenerativa energin i världen. Och den största fördelen är ingen överraskning: vattenenergi släpper knappt ut några växthusgaser. Ändå kräver vattenkraftverk stora ingrepp i naturen. Hur fungerar vattenkraften egentligen? Vilka typer av kraftverk finns det och var används vattenkraft? Här är vattenkraftskontrollen!
Vattenkraft – vad är det?
Vattenkraften användes redan före industrialiseringen för att driva sågverk, till exempel. Då användes energin direkt mekaniskt.
På så sätt omvandlades kinetisk och potentiell energi (kinetisk och positionsenergi) till mekanisk rotationsenergi via ett vattenhjul. Förutom sågverk drevs även kvarnar med den.
Nuförtiden är slutprodukten av ett vattenkraftverk i de flesta länder endast elektricitet. Grundprincipen är densamma nu: Den kinetiska energin skapas av flödet. Och den potentiella energin i vattnet kommer från uppdämningen. Vattenkraft kallas också ”vattenkraft”.
Moderna vattenkraftverk kan omvandla mer än 90 % av den mekaniska energin till elektrisk energi. Detta gör dem överlägsna de flesta andra förnybara energikällor.
När uppfanns vattenkraften och vem uppfann vattenkraften?
Det finns flera svar på dessa frågor: Cirka 3000 f.Kr. kineserna byggde det första vattenverket. Men på den tiden användes vattenhjulet fortfarande för att bevattna åkrarna. De gamla romarna anammade tekniken och använde den även för andra ändamål.
Under 1700- och 1800-talen representerade vattenhjulens mekaniska energi en allt viktigare kraftkälla. 1842 uppfann den franske ingenjören Benoît Fourneyron den första vattenturbinen. Och kort därefter år 1866 lade Werner von Siemens till möjligheten att omvandla den till elektrisk energi med hjälp av en generator.
1880 togs det första vattenkraftverket i drift i Northumberland, England. Du kan ta reda på mer om vattenkraftens historia i den tillhörande Wikipedia-posten.
Vilka typer av vattenkraftverk finns det?
Vi skiljer grovt på små och stora vattenverk. Och baserat på resultatet: Ett stort vattenverk producerar mer än 1 megawatt el.
Små vattenverk är inte bara anslutna till nätet, utan fungerar också delvis som energileverantör i fristående drift.
Dessutom skiljer vi på lagringskraftverk och strömkraftverk. Skillnaderna mellan kraftverkstyperna är väl beskrivna på webbplatsen landeskraftwerke.bayern:
Lagringskraftverk
Lagringskraftverk är vanligtvis placerade vid dammar eller fjällsjöar. De kallas därför också för dammkraftverk eller bergslagningskraftverk. För denna typ av kraftverk behöver man kraftiga sluttningar, vilket inte finns på alla håll i världen – men som det finns gott om i till exempel Sverige.
På grund av höjdskillnaden mellan en högre reservoar och vattenverket drivs turbinerna av ett naturligt inflöde. Krav för funktionen är reservoarer eller dammar.
Pumpkraftverk
Pumplagrade kraftverk använder en motorgenerator för att pumpa vatten underifrån in i en lagringsreservoar med hjälp av överskottsenergi. Den potentiella energin kan sedan omvandlas efter behov genom att dränera det upppumpade vattnet tillbaka ner.
Flödeskraftverk
I länder som är platta och inte har så mycket branter och sluttningar använder man flödeskraftverk. Här används det naturliga flödet av en flod, bäck eller kanal för att generera elektricitet. Principen för ackumulering används vanligtvis för att öka den potentiella energin. Vattenkraftverk byggs därför ofta i samband med slussar. Eftersom inmatningen till elnätet inte går att reglera, används avloppsarbeten endast för att täcka det grundläggande behovet av el.
Vattenkraft – Hur fungerar det?
Låt oss titta närmare på hur vattenkraftverk fungerar. Idag leds vattnet i både tillrinnings- och lagringskraftverk genom ett rör med en turbin. Ju större vattenhöjd desto mer energi kan kraftverket omvandla. Det är därför dammar byggs. Vattnet samlas framför väggen.
Vid lagringskraftverk kan operatören vid behov öppna en inloppstätning i dammväggen. Detta gör att vattnet kan strömma genom turbinen med ännu större tryck. Från turbinen går den kinetiska energin antingen direkt eller genom en växellåda till generatorn som omvandlar den till elektricitet. För att elen ska kunna matas ut i nätet är vanligtvis även en transformatorstation kopplad till vattenverket.
Var används vattenkraft?
Vattenkraft är den mest använda regenerativa energin i världen. Nästan var femte kilowattimme runt om i världen genereras av vattenkraft.
Många förnybara energikällor har nackdelen att de inte kan regleras. Detta gör att lagring inte alls är möjlig eller endast möjlig med stor ansträngning. I detta avseende vore det självklart att bygga ut styrbara lagringskraftverk på många platser.
När man tänker på vattenkraftverk tänker man ofta på Sverige och Norge. Många gröna elleverantörer annonserar att de förser oss med vattenkraft från Norge. Men faktum är att Norge är bara 8:e i världen.
I listan över de viktigaste länderna enligt den installerade kapaciteten för vattenkraftverk är Kina i särklass ledande. Detta följs av Brasilien och USA.
Hur hållbar är vattenkraft?
Så vi har svarat på frågan ”Varför är vattenkraft så viktig?”: Tekniken har extremt låga utsläpp, är förnybar och har samtidigt en mycket hög effektivitet när den omvandlas till elektrisk energi. Detta har i sin tur en positiv effekt på lönsamheten.
Vattenkraftverk fungerar dock inte utan enorma ingrepp i naturen. Ju mer vatten som kan användas konsekvent under hela året, desto effektivare kan vattenverken generera el. En annan viktig faktor för elproduktionen är vattnets höjd. Och det är just detta som är atypiskt för vissa länder. Ingrepp i floder och vattendrag är därför desto mer nödvändiga för att öka produktiviteten.
Det finns primärt 3 negativa effekter på ekologin:
- Störning av vattendrag
- Skada på organismer som passerar genom turbinanläggningen
- Förändring i livsmiljön under dammar p.g.a. otillräckligt vattenutsläpp i den återstående vattenbädden
Man kan därför konstatera att vattenkraftsproduktion knappast orsakar någon CO2. Däremot: Vattenenergi produceras fortfarande i betydande omfattning på miljöns bekostnad.
Bara en av många exemplariska frågor: Hur ska fisken komma till sin lek mark uppströms när en damm är i vägen?
Är vattenenergi verkligen grön el?
Frågan uppstår därför om vi med gott samvete kan kalla el från vattenkraft för grön el. Svaret: Det beror på.
Oavsett hur vi genererar el: ingrepp i naturen är oundvikliga. De ska i alla fall vara så små som möjligt. När det gäller vattenkraften innebär det att vi bara ska ingripa i vattenförekomster som de organismer som lever i dem tål. Därför måste man undvika flera på varandra följande vattenkraftverk.
