Elproduktion. Översikt. Ångkraftverk. Värmekraftverk. Kraftverkstyper Kombination av kraftslag Miljöpåverkan Lagrad energi.

Transkript

1 Elproduktion Översikt Kraftverkstyper t Kombination av kraftslag Miljöpåverkan Lagrad energi Tillförlitlighet Olof Samuelsson Industriell Elektroteknik & Automation Elenergiteknik - Olof Samuelsson 2 Värmekraftverk Ångkraftverk Vanligast globalt Dieselkraftverk Försörjer ö sjukhus, fartyg Gasturbinkraftverk Snabbstartat men hög driftkostnad Hjälpkraft kärnkraftverk och regionalt Gaskombikraftverk Gasturbinens avgaser driver ångkraftverk Elenergiteknik - Olof Samuelsson 3 Ångkraftverk Olika bränslen Fossilt bränsle Kärnkraft Biobränsle Geotermi Olika uppbyggnad Kondenskraftverk Kraftvärmeverk 2x30 MW, Krafla, Island Elenergiteknik - Olof Samuelsson 4

2 Bränsle Kondenskraftverk Förlustvärme El Ånga driver turbin kyls i kondensor Värme i kylvatten utnyttjas inte Stora kyltorn Ut i havet Verkningsgrad el typiskt 30% Elenergiteknik - Olof Samuelsson 5 Kärnkraftverk Kondenskraftverk Koka vatten Skicka genom turbin Klå Kyl ångan (kondenserar) Verkningsgrad 30% Stort kylvattenbehov Vid kusten i Sverige Fjärrvärme tekniskt möjligt Avfallsfrågan 968 MW 969 MW 1158 MW 835 MW 445 MW 872 MW 605 MW 915 MW 1160 MW 915 MW Elenergiteknik - Olof Samuelsson 6 Kraftvärmeverk Kondenskraftverk k med fjärrvärmeverk Combined Heat and Power - CHP Verkningsgrad El 30% + värme 60% Totalt 90 % Heleneholm i Malmö Bränsle Förlustvärme Elenergiteknik - Olof Samuelsson 7 Fjärrvärme El Bioenergi Odlat material Energiskog, halm, GROT, sågspill Låg energitäthet Koldioxidneutralt id lt Växer och tar upp CO 2 Förbränns och avger CO 2 Askåterföring Vanligt för fjärrvärme i SE Elenergiteknik - Olof Samuelsson 8 Spån Bark Flis Pellet

3 Nya Öresundsverket klart 2009 Naturgaseldat t gaskombikraftverk k i Malmö 440 MW, 3TWh el, 250 MW, 1TWh värme Elenergiteknik - Olof Samuelsson 9 Vattenkraft i Sverige Norrlandsälvar utbyggda Luleälven störst 4350 MW Vidare utbyggnad knappt möjlig Basen i elförsörjningen Dominerade före kärnkraften Idag ca 50 % Malmbanan elektrifierad 1915 Magasinen viktiga energilager g Elenergiteknik - Olof Samuelsson 10 Vattenkraftverk Kinetisk energi blir el Generator Turbin Damm, magasin Flöde och fallhöjd Elhydraulisk reglering Dammluckor (tillflöde) Ev. turbinhjulsskovlar By-pass via utskov Dammsäkerhet viktig Vattnet t annars dolt Elenergiteknik - Olof Samuelsson 11 Vattenturbiner Francis Kaplan Pelton Fallhöjd Medel Låg Hög Flöde Medel Stort Litet Elenergiteknik - Olof Samuelsson 12

4 Francis-turbin Kaplan-turbin Elenergiteknik - Olof Samuelsson 13 Elenergiteknik - Olof Samuelsson 14 Jostedal, Sogn og Fjordane Pelton-turbin Vattenkraft Reglering g av vatten Dränker områden, men översvämningar färre Torrlägger ofta älvfåra Three Gorges Kina 26x700 MW, 84 TWh Kværner Elenergiteknik - Olof Samuelsson 15 Elenergiteknik - Olof Samuelsson 16

5 Kombination av kraftslag Kärnkraft: Full effekt utom vid underhåll Kraftvärme: Värmebehovet styr Vindkraft: Vinden avgör Vattenkraft: Energimängden begränsad Gasturbiner: När allt annat inte räcker Veckovis data Sverige 2001 Jylland: Vind + CHP ger ibland elöverskott Tidstariff kan styra CHP med värmelager Elenergiteknik - Olof Samuelsson 17 Elenergiteknik - Olof Samuelsson 18 Sammankoppling av kraftnät Elenergikällor olika Säsong, brist, överskott Kompletterar varandra Nät kopplas samman Regioner Länder Skåne västerut t före norrut! Större elmarknad GWh 2006 Elenergiteknik - Olof Samuelsson 19 Elcertifikat Marknadslösning för förnybar elproduktion Producent för sälja energi och certifikat Energimyndigheten+Svenska Kraftnät Beslutar antal certifikat Kräver kvot grön el Administrativ i ti avgift Mål 17 TWh mer 2020 än 2001 Elenergiteknik - Olof Samuelsson 20

6 Koldioxid Livscykelanalys - LCA CO 2 -ökningen tros bero på fossileldning Minska CO 2 -utsläpp Koldioxidskatt, elcertifikat, ny fordonsskatt Lagring CCS (Carbon Capture and Sequestriation) Elenergiteknik - Olof Samuelsson 21 Miljöpåverkan från vaggan till graven Viktig för att bedöma miljövänlighet li Hur jämföra lite kvicksilver med mer svavel? Elenergiteknik - Olof Samuelsson 22 Energilager princip Toppeffekt ger effektdimensionering i i Lager möjliggör utjämning: --- blir Elenergiteknik - Olof Samuelsson 23 Exempel på energilager Pumpkraftverk = reversibelt vattenkraftverk Svänghjul Tryckluftslager Vätgaslager Supraledande magneter Batterier Upp- & urladdning gör verkningsgrad viktig Elenergiteknik - Olof Samuelsson 24

7 Lagrad energi Många elanvändare lagrar energi Kinetisk energi, potentiell energi, laddning Energilager och elnät måste vara i takt Hantering vid start, stopp och fel viktig Elenergiteknik - Olof Samuelsson 25 Tillförlitlighet Tillförlitligheten avgör hur el kan användas Lampor tål strömavbrott Datorer och elmotorer känsliga för störningar Tillräcklig elenergi och eleffekt räcker inte Huvudfaktorer Kraftsystemets utformning Kraftsystemets drift och underhåll Elenergiteknik - Olof Samuelsson 26 Sammanfattning Värmekraftverk vanligast Vattenkraft viktig/are Kärnkraft ökar också Produktionsmix bra Miljöpåverkan analyseras Energilager önskvärda Elenergiteknik - Olof Samuelsson 27