Elektricitet - Fakta och information om Elektricitet


Elektricitet

Namnet Elektricitet kommer från franskans électricité som kommer av grekiskans e´lektron (bärnsten) Det grekiska namnet beskrev ursprungligen inte elektricitet utan egenskapen för vissa föremål att attrahera (dra till sig) andra lätta föremål, d.v.s. bli elektriskt laddade. Eftersom elektrictet används både bokstavligen men också verbalt väldigt mycket har kortformen el blivit mycket vanligt att använda.

Elektricitetens historia

Redan de gamla grekerna

För så länge sedan som 2500 år visste man om att t.ex. bärnstenar kunde bilda så kallad friktionselektricitet i fall dessa gneds mot päls, motsvarande ebonitstav mot kattskinn.

Att olika typer av material som kopplades samman kunde bilda en elektrisk spänning var det många som upptäckte under 1800-talet. Italienaren Alessandro Voltas upptäckte att om man seriekopplade flera metallelement kunde högre spänningar (Volt) skapas vilket möjliggjorde en praktisk användning av elektriciteten.

Det var dock dansken Hans Christian Ørsted som år 1820 insåg att elektrisk ström genererade magnetfält som även är grunden för det omvänd, d.v.s. att magnetfält kunde generera ström vilket är grunden för elmotorer och för elgeneratorer.

Engelsmannen Michael Faraday undersökte systematiskt hur elektriciteten förhöll sig till magnetism och kunde därmed definiera den i elektriska sammanhang så viktiga induktionslagen och elektromagnetisk induktion. Induktionslagen förklarar att en elektrisk ström ger upphov till magnetism och att magnetism kan ge upphov till en elektrisk ström.

Faraday och Ørsted framgångar inom elektricitetens område är kanske historiens viktigaste fysikaliska upptäckt när det gäller att skapa ökad livskvalité eftersom dessa ligger till grunden för generatorer till vattenkraftturbiner och ångturbiner samt elmotorer.

I och med att människan nu tämjt och tagit kontrollen över elektriciteten tillkom många nya tillämpningsområden upp och utvecklades under lång tid. El och elförsörjningen räknas nu till samhällets enskilt viktigaste infrastrukturområde och det är svårt att tänka sig ett fungerande samhälle utan elektricitet.

Vad är elektricitet?

En elektrisk ström består av laddningar t.ex. elektroner som rör sig i en ledare som oftast är av metall men kan även var joner i någon form av kemisk lösning eller fritt genom medier som inte leder så bra så som blixtar i luften.

Det finns några saker som är bra att förstå gällande elektricitet.

  • Spänning, U, är ett mätetal på en potential elektriciteten och mäts i Volt, V. Om man jämför med vatten så är det höjden på ett vattenfall.
  • Ström, I, betecknar hur mycket elektricitet som transporteras och mäts i Ampere, A. Jämförelsen med vatten är hur många m3 vatten per sekund som rinner i vattenfallet.
  • Effekt, P, är hur mycket produkten av spänningen och strömmen är, P = U*I, och denna storhet mäts i Watt, W. Detta kan jämföras med hur mycket vatten som rinner per sekunder genom en viss höjd på vattenfallet.
  • Energi, betecknas ibland som E, och är ett mätetal på hur mycket arbete som utförts och mäts i Joule, J, Wattimmar, Wh eller elektronvolt, ev. Dessa storhet kan beräknas på flera olika sätt som elektrisk energi E = U*I*t (Volt*Ampere*sekunder) eller som lägesenergi E = m*g*h (massa*gravitationskonstanten*höjd).

Elproduktion i Sverige

Sverige försöker ha diverserad elproduktion, d.v.s. att vi ska ha möjlighet att producera elektricitet på många olika sätt.

Vattenkraft

Vattenkraften har länge används som kraftkälla. Initialt så användes vattenkraften vid kvarnar, sågverk eller vid stånggångar men på 1900-talet början så elektrifierades många av de mindre lokala vattenkraftverken. Efter att efterfrågan på elektricitet har ökat kraftigt från 1930-talet och framåt, bland annat beroende på elspisar, kylskåp men också på grund av industrins ökade behov, så började vattenkraftutbyggnaden i älvar och åar ta fart. Vattenkraftverk finns i hela landet, men de största anläggningarna finns i Norrland. Det vattendrag som producerar mest energi är Luleälven, vars totala elproduktion motsvarar drygt 10 procent av den svenska årliga elanvändningen.

Kärnkraft

De flesta människor har någon åsikt om kärnkraften men vad de flesta inte vet är att de svenska kärnkraftverken skulle kunna leverera cirka 3-4 ggr så stor effekt utan några problem.

De svenska kärnkraftverken måste tyvärr skicka ut all spillvärme (värmeeffekten är cirka 3-4 ggr mer än eleffekten) rakt ut i vattnet. Detta beror på ett riksdagsbeslut som förbjuder svenska kärnkraftverken att använda spillvärmen för t.ex. uppvärmning av bostäder. Beslutet har ingenting med säkerhetsaspekter att göra utan är ett politiskt beslut att inte bli beroende av kärnkraften.

Den förlorade effekten i och med att spillvärmen inte får tillvara tas motsvarar effekten hos 10 000 vindkraftverk som går för fullt. Eftersom överskottsvärmen skickas ut i omkringliggande vatten t.ex. Östersjön så har temperaturen kring utkoppen ökat så mycket att den påverkat flora och fauna. Det finns t.ex. flyttfåglar som inte flyttar utan stannar kvar i närheten av utloppen.

I Sverige finns det 10 stycken kärnkraftverk i drift på tre olika orter. Forsmark med 3 reaktorer, Oskarshamn och Ringhals, Barsebäcks två reaktorer stängde 1999 respektive 2005.

Barsebäck 1 som var en kokvattenreaktor och startade för leverans av elproduktion den 15 maj 1975 och maxeffekten 630 MW och B1 stängdes den 30 november 1999. Barsebäck 2 var också en kokvattenreakor och började leverera elektricitet den 21 mars 1977 och maxeffekten 630 MW och B2 stängdes den 31 maj 2005.

Alla tre reaktorerna i Forsmark är kokvattenreaktorer. Forsmark 1 togs i drift 10 december 1980 och kan leverera ut maximalt 1018 MW. Forsmark 2 startades för elproduktion den 7 juli 1981 och har en maximal produktion av elektricitet av 1028 MW. Forsmark 3 startade sin leverans av elektricitet den 21 augusti 1985 och har en maximal eleffekt på 1230 MW.

Reaktorerna i Forsmark ägs av Forsmarks Kraft Grupp. Ägare till Forsmarks Kraft Grupp är till 66% statliga Vattenfall AB, till 25,5% Mellansvensk Kraftgrupp AB och till 8.5% E.ON Kärnkraft Sverige AB. Ägare till Mellansvensk Kraftgrupp är till 87% Fortum Generation AB, till 7,7% Skellefteå Kraft AB och till 5.3% E.ON Kärnkraft Sverige AB.

Ringhals fyra kärnkraftreaktorer ligger på Väröhalvön i Varbergs kommun i Halland.

Ringhals 1 är den enda kokvattenreaktorn i Ringhals och har en effekt av 860 MW och togs i drift 1976, d.v.s. året efter R2. Ringhals 2 var den första tryckvattenreaktorn i Sverige med en eleffekt av 870 MW och kopplades in för kommersiell drift 1975. Ringhals 3 har en elektricitetseffekt av 935 MW och startades 1981. Ringhals 4 är en tvilling till R3 med en effekt 935 MW och togs i drift år 1983.

Ringhals Kärnkraftverk är Sveriges största elproducent och med sina 4 reaktorer har Ringhals en sammanlagd effekt på 3550 MW och ett normalt år kan producera cirka 25 TWh. Ringhals produktion av elektricitet motsvarar omkring 18% av Sveriges energibehov av elektricitet.

Ringhals Kärnkraftverk ägs av Ringhals AB. Ägare till Ringhals AB är till 70.4% statliga Vattenfall AB, och till 29.6% E.ON kärnkraft Sverige AB.

Oskarshamns tre kärnkraftreaktorer ligger i Simpevarp i Oskarshamns kommun i Småland. Vid Oskarshamnsverket ligger även CLAB, Centralt mellanlager för använt kärnbränsle. Oskarshamns kärnkraftverk har tre reaktorer av kokvattentyp. Oskarshamn 1 är den äldsta av alla kommersiella kärnkraftverk och kopplades in på elnätet den 1 december 1971 och startade officiellt 1972 samt har en max eleffekt på 500 MW. Oskarshamn 2 började leverera elektricitet den 1 januari 1975 och har en maxeffekt på 630 MW. Oskarshamn 3 är världens största kokvattenreaktor med en termisk effekt på hela 3900 MW och kan leverera elektricitet motsvarande 1450 MW från och med 2009.

Oskarhamns produktion av el är ungefär 10% av Sveriges totala behov av elektricitet.

Oskarshamns kärnkraftverk ägs av Oskarshamnsverkets Kraftgrupp AB, OKG. Ägare av OKG är till 54.5% E.ON kärnkraft Sverige AB och till 45.5% av Fortum Generation AB.

Mer information om kärnkraft och elektricitet från kärnkraftverk kan du hitta här.

Solenergi

Den framtida stora källan för att generera elektricitet kommer bli solenerig. I alla tider har människan använt solenergi för att värma boenden och mat. Utvecklingen av solpaneler för att generera elektricitet från solenergin har kommit upp i så höga nivåer att upp till 40& av de inströmmande solenergin kan bli elektricitet.

Det stora problemet med solenergi är att lagra energin till dess att den behöver användas.

Vindkraft

Det finns drygt 1 600 vindkraftverk, varav Lillgrund är störst. Lillgrund består av 48 vindkraftverk med en samlad kapacitet på 110 MW.

Vindkraftutbyggnaden är mycket hög och fördubblas vartannat till var tredje år i Sverige men detta sker dock från blygsamma volymer. Med den snabba vindkraftutbyggnaden kommer siffrorna förändra dagligen. I Sverige kommer knappt 3% av all elektricitet från vindkraftverk och i Danmark är siffran omkring 20%.

Vattenkraft

Elektricitet från vattenkraft producerar över hela Sverige men de klart största vattenkraftverken finns i norra landet och där Luleälven har 8 av landets 10 största vattenkraftstationer. Totalt producerar Luleälven 10% av Sveriges behov av elektricitet

  • Harsprånget i Luleälven är på 830 MW och invigdes 1951
  • Stornorrfors i Umeälven är på 590 MW och startades 1958 och trots att Harsprångets maxeffekt är högre så producerar ofta Stornorrforsen mer elektricitet varje år.
  • Messaure vattenkraftverk i Luleälven är på 452 MW och startades 1963
  • Porjus i Luleälven är på 440 MW och invigdes 1915 och uppgraderaeds 1975
  • Letsi i Luleälven är också på 440 MW och startade år 1967
  • Ligga i Luleälven är på 343 MW och invigdes år 1954
  • Vietas Luleälven är på 325 MW och startades 1971
  • Ritsem Luleälven är på 320 MW och startades år 1977
  • Trängslet i Österdalälven producerar max 300 MW och invigdes 1960
  • Porsi i Luleälven är på 280 MW och startades år 1961

De största vattenkraftverken i världen är:

  • Tre raviners damm, Kina, kan producera 22 500 MW elektricitet
  • Itaipú mellan Brasilien Paraguay har en kapacitet av 14 000 MW elproduktion
  • Guri i Venezuela kan leverera elektricitet motsvarande 10 200 MW.
  • Grand Coulee i USA har en produktionskapacitet på 6 800 MW elektricitet
  • Sayano Shushenskaya, Ryssland, kan producera 6 700 MW elkraft

Kolkraftverk

Kolkraftverk är kondenskraftverk vilka genererar elektricitet genom att kol förbränns och värmen används för att förånga vatten till vattenånga Vattenångan driver sedan en ångturbin som är kopplad direkt på en generator som genererar elektricitet.

Kolet i kolkraftverk i Sverige är stenkol. Kolkraften har en större negativ miljöpåverkan jämfört vattenkraft, vindkraft och kärnkraft. Sverige använder sig av kolkraftverk i väldigt liten utsträckning.

Kraftvärmeverk

Sverige har omkring 80 kraftvärmeverk som producerar elektricitet och fjärrvärme till samhället. Dessutom finns det omkring 50 kraftvärmeverk i industrin, främst inom skogs- och pappersmassaindustrin, som producerar elektricitet, processånga och/eller värme. Produktionen av elektricitet från Sveriges kraftvärmeverke har ökat kontinuerligt de senaste 20 åren.

Kondenskraftverken

Oljeeldade kondenskraftverken används bara då brist på el föreligger eftersom produktionskostnaden är så hög.

Gasturbiner

Produktionskostnaden för elektricitet genererade från gasturbiner är hög så dessa används endast vid mycket höga belastningstoppar på elnätet.

Elanvändning i Sverige

Den totala elanvändningen i Sverige är cirka 130 TWh per år vilket motsvarar att alla svenskar har 28 stycken 60 Watts glödlampor tända dygnet runt året om.

Hushållen använder cirka 75 TWh för belysning, värme och övrig elektronisk utrustning och industrin använder omkring 50 TWh.

Distribution av elektricitet i Sverige

Elektricitet både importeras och exporteras till och från Sverige. Importen kommer främst från Norge men även Danmark periodvis. Exporten sker främst till Danmark, Tyskland och Polen.

Överföringskapaciteten till omgivande grannländer gör att totalt kan 1/4-del av Sveriges samlade förbrukning importeras eller exporteras,

Stamnät för el

Stamnätet ägs av Svenska Kraftnät som är ett statligt affärsverk som förvaltar statens stamnät för elkraft. Stamnätet för över elektricitet via kraftledningar på 440 kV eller 220 kV.

Regionalnät för elektricitet

Regionnätet drivs via så kallad koncession som staten givit till en eller många aktörer att driva underhålla och förvalta elnätet i region. Regionalnätet för över elektrisk energi med spänningar mellan 40 kV och 130 kV.

Lokalnät för el

Lokalnäten som också drivs via koncession förbinder regionalnäten med förbrukande enheter som lättare industri och hushåll. Lokalnätet hanterar elektricitet med spänningar under 40 kV.