„Vatnsafl“: Munur á milli breytinga

Efni eytt Efni bætt við
Cessator (spjall | framlög)
Ekkert breytingarágrip
Lína 1:
Vatnsafl er eins og orðið gefur til kynna,[[afl | afl]] í [[vatn | vatninu]]. Gríðarleg [[orka | orka]] leynist í [[vatnsfall | vatnsföllum]] og er hún nýtt til að framleiða [[rafmagn | rafmagn]] út um víða veröld. [[íslendingar | Íslendingar]] hafa verið duglegir í að nýta sér þá gríðarlegu möguleika sem þeir hafa í [[virkjun | virkjun]] [[vatnsfall | vatnsfalla]] og eru með fremstu þjóðum á því sviði.
[[Mynd:Barragem_Barra_Bonita_150606_REFON_.jpg|thumb|right|Virkjunin Barra Bonita í [[São Paulo]], [[Brasilía|Brasilíu]].]]
'''Vatnsafl''' er eins og orðið gefur til kynna, [[afl | afl]] í [[vatn | vatninu]]. Gríðarleg [[orka | orka]] leynist í [[vatnsfall | vatnsföllum]] og er hún nýtt til að framleiða [[rafmagn | rafmagn]] út um víða veröld. [[íslendingar Ísland| Íslendingar]] hafa verið duglegir í að nýta sér þá gríðarlegu möguleika sem þeir hafa í [[virkjun | virkjun]] [[vatnsfall | vatnsfalla]] og eru með fremstu þjóðum á því sviði.
 
Í kjölfar mikilla umræðna um hækkun [[hitastig | hitastigs]] jarðar og vakningar í [[umhverfismál | umhverfismálum]], hafa kröfur um gæði [[orkugjafar | orkugjafa]] aukist. [[orka | Orka]] er frumskilyrði fyrir því að nútíma samfélög geti þrifist. Stanslaust er gerð krafa til meiri [[orka | orku]] og er þróun á beislun [[orka | orkunnar]] í sífelldri framför.
 
Orkugjafa má flokka sem endurnýjanlega- og óendurnýjanlega orkugjafa, Vatnsafl flokkast með endurnýjanlegum orkugjöfum. Dæmi um annarskonarannars konar endurnýjanlega orkugjafa en vatnsafl má nefna jarðvarma og vindorku. Hlutfall vatnsorku af heildar orkunotkun Íslendinga hefur aukist mikið síðustu ár. Hringrás vatnsins er knúin af sólarorku og í miðri hringrásinni er vatnið látið framleiða rafmagn til ýmissa nota. Vatnsafl er í raun óbein sólarorka. Sólin veldur uppgufun og hluti af vatninu rignir niður og staldrar við ofar en við upphaf ferðar.
 
== Vatnsafl virkjað ==
 
Vatnsafl er virkjað og breytt í rafmagn í vatnsaflsvirkjunum. Með vatnsaflsvirkjun er vatnsfallið nýtt og er fallhæðin og þungi vatnsins notaður til þess að snúa túrbínu og framleiða rafmagn. Meiri fallhæð og meira vatnsmagn gefa meira afl. Þegar orka er unnin úr vatnsfallinu er verið að breyta stöðuorku í hreyfiorku.
 
Lína 14 ⟶ 13:
[[Mynd:Sanxia_Runner04_300.jpg|thumb|right|Sanxia túrbínan í Þriggja gljúfra stíflunni.]]
Vatn rennur í þrýstivatnspípunum inn í rafstöðina og fer framhjá stórum lokum sem hægt er að opna og loka snögglega. Hreyfiorkan er beisluð með því að láta vatnið snúa hverfilhjóli. Við það snýst segulmagnað hjól í rafalanum. Utan með því eru koparvafningar og við hreyfingu segulsins fer rafstraumur að renna um vafningana. Rafstraumurinn er síðan leiddur um háspennulínur út í raforkukerfið.
 
Uppistöðu lónin eru tilkomin vegna þess að rafmagn er ekki hægt að geyma, það verður að nota um leið og það er framleitt. Á Íslandi er notað meira rafmagn á veturna en á sumrin, en rennsli áa er mest á sumrin og minnst á veturna. Til þess að tryggja næga orku á veturna eru ár því stíflaðar og mynduð lón þar sem vatni er safnað á sumrin og það geymt til vetrarins þegar því er miðlað eftir þörfum til virkjana. <ref> Vefur Landsvirkjunar, sótt 18 apríl af: http://www.lv.is/article.asp?catID=420&ArtId=714 </ref>
 
Það fer eftir veðurfari hversu mikið rafmagn er hægt að framleiða. Þegar vel árar í vatnsbúskap er hægt að framleiða rafmagn umfram það sem mannvirkjunum er ætlað að skila árlega. Þetta rafmagn er selt á lægra verði til fyrirtækja gegn því að skerða megi afhendingu þegar illa árar í vatnabúskapnum. Ótryggt rafmagn er einkum selt til þeirra sem annars nota innflutt eldsneyti til hitunar. Dæmi um slíkt eru fiskimjölsverksmiðjur en þær geta skipt yfir í olíukyndingu á bræðsluofnum ef rafmagnið þverr.
 
Vatnsafl er eina endurnýjanlega orkan sem nú þegar framleiðir stóran hluta af orku mannkyns á samkeppnishæfu verði. Framleiðir um 17% raforku í heiminum, en yfir 90% af endurnýjanlegri orkuframleiðslu heims.<ref> Vefur Landsvirkjunar, sótt 18 apríl af: http://www.lv.is/files/2005_2_24_orkuleikur_fylgirit_2005.pdf </ref> Uppsett afl er sú tala sem virkjunin getur að hámarki framleitt. Raforkuframleiðsla virkjana með sama uppsetta aflið getur verið afar mismunandi.
 
100 MW virkjun sem er á fullum afköstum allt árið = 8765 klukkutíma framleiðir þá 876.000 MWh. Afköstin er þó venjulega mun minni oft á bilinu 6-7000 klst. á ári.
 
Lína 26 ⟶ 27:
 
== Saga vatnsaflsvirkjana á Íslandi ==
 
Maðurinn hefur nýtt sér vatnsafl í ýmsum formum frá örófi alda. Grikkir voru farnir að nota vatnshjólið fyrir 2000 árum. Vatnsorka var mikið notuð fyrr á öldum til mölunar, sögunar og vatnsmiðlunar. Saga vatnsaflsvirkjana á Norðurlöndum er yfir 700 ára gömul. Tækninni hefur fleygt fram, í byrjun var notast við vatnsmyllur og kraftur vatnsins nýttur í að mala korn.
 
Um aldamótin 1900 fóru menn svo að framleiða rafmagn með vatnsafli.
 
Lína 35 ⟶ 36:
 
== Hluti vatnsafls af orkunotkun ==
Íslendingar eru duglegir í nýta sér innlendar orkulindir. Tæplega 82% af allri orku sem notuð er hér á Íslandi er innlend og kemur frá endurnýjanlegum orkulindum. Hlutfall vatnsorku af hlutfallslegri notkun Íslendinga hefur aukist verulega frá árinu 1945. Af innlendu orkunni voru árið 2007 um 15% af heildarnotkun frá vatnsafli og 67% frá nýtingu jarðgufu og munar þar mestu um hitaveitu til húshitunar. Afganginn, um 18%, fáum við frá innfluttum orkugjöfum, fyrst og fremst eldsneyti, 15.,6% (bensín og olía), og munar þar mestu um fiskveiði- og bílaflotana, og 2.,2% frá kolum. <ref> Vefur Rammaáætlunar, sótt 12 apríl af: http://www.rammaaaetlun.is/virkjanakostir/1-afangi/</ref>
 
Tæknilega mögulegt vatnsafl í heiminum hefur verið áætlað um 15.000 TWh. Heimsframleiðslan var 2700 TWh árið 2000. Framleiðslan hefur aukist um ca 50TWh ári. Heldur þó ekki við aukningu í raforkunotkun. 1990 -2000 var framleiðsluaukning vatnsaflsvirkjana 24% en raforkunotkun jókst um 30%. Hlutur vatnsafls í raforkuframleiðslu fór niður um 1% á þessu tímabili. <ref> Vefur Hydro coop, sótt 12 apríl af: www.hydrocoop.org/World_Energy_Needs_and_Offshore_Potential_09.2008.ppt -</ref>
Íslendingar eru duglegir í nýta sér innlendar orkulindir. Tæplega 82% af allri orku sem notuð er hér á Íslandi er innlend og kemur frá endurnýjanlegum orkulindum. Hlutfall vatnsorku af hlutfallslegri notkun Íslendinga hefur aukist verulega frá árinu 1945. Af innlendu orkunni voru árið 2007 um 15% af heildarnotkun frá vatnsafli og 67% frá nýtingu jarðgufu og munar þar mestu um hitaveitu til húshitunar. Afganginn, um 18%, fáum við frá innfluttum orkugjöfum, fyrst og fremst eldsneyti, 15.6% (bensín og olía), og munar þar mestu um fiskveiði- og bílaflotana, og 2.2% frá kolum. <ref> Vefur Rammaáætlunar, sótt 12 apríl af: http://www.rammaaaetlun.is/virkjanakostir/1-afangi/</ref>
 
Tæknilega mögulegt vatnsafl í heiminum hefur verið áætlað um 15.000 TWh. Heimsframleiðslan var 2700 TWh árið 2000. Framleiðslan hefur aukist um ca 50TWh ári. Heldur þó ekki við aukningu í raforkunotkun. 1990 -2000 var framleiðsluaukning vatnsaflsvirkjana 24% en raforkunotkun jókst um 30%. Hlutur vatnsafls í raforkuframleiðslu fór niður um 1% á þessu tímabili. <ref> Vefur Hydro coop, sótt 12 apríl af: www.hydrocoop.org/World_Energy_Needs_and_Offshore_Potential_09.2008.ppt -</ref>
[[Mynd:Dreischluchtendamm_hauptwall_2006.jpg|thumb|right|Þriggja gljúfra stíflan, Kína.]]
Stærstu framleiðslulöndin árið 2002: Canada 345 TWh, Brasilía 288 TWh, USA 264 TWh, Kína 231 TWh, Rússland 167 TWh, Noregur 129 TWh.
Lína 44:
Stærstu virkjanir á Íslandi eru: Kárhnjúkar 690 MW, Búrfell 270 MW, Hrauneyjafoss 210 MW, Sigalda 150 MW, Sultartangi 120 MW
 
Stærsta stífla heims er í byggingu, [[Þriggja gljúfra stíflan]] í Kína, Uppsett afl 18.,2 GW og mun framleiða 84.7 TWh. Uppsett afl Kárahnjúkavirkjunar er 690 MW og uppgefin orkuvinnslugeta er 4.600.000 MWh á ári, munurinn á þessum tvemur virkjunum er gríðarlega mikill.
 
Lauslegt mat er að nýtanlegt vatnsafl á Íslandi sé í kringum 30-35.000 GWh á ári. Árið 2007 nam raforkuvinnsla innanlands um 12.000 GWh og þar af komu um 70% vinnslunnar frá vatnorkuverum, eða 8.400 GWh. <ref> Vefur Rammaátælunar, sótt 19 apríl af: http://www.rammaaaetlun.is/virkjanakostir/1-afangi/</ref>
 
== Umhverfisáhrif vatnsaflsvirkjana ==
 
Til þess að virkja vatnsföll þarf að byggja stíflu fyrir lón, koma fyrir stöðvarhúsi og setja upp túrbínur sem virkja vatnsaflið. Þetta skapar mikið rask í umhverfinu og fórnarkostnaður umhverfissins getur verið mjög mikill. Til þess að átta sig betur á umfangi vatnsaflsvirkjana höfum við gott dæmi á Íslandi.
 
Lína 55 ⟶ 54:
Áhrif Kárahnjúkavirkjunar á ósnortið víðerni við norðurjaðar Vatnajökuls er verulegt. Nærri lætur að víðernið muni skerðast um alls 925 km2, einkum vegna Hálslóns og Hraunaveitu. <ref>Yngvi Þór Loftsson, Gísli Gíslason, Jón Gauti Jónsson (2001). Kárahnjúkavirkjun, mat á umhverfisáhrifum - Samantekt um ,,ósnortin víðerni”og sjónræn áhrif. Landmótun, Landsvirkjun.</ref>
 
Sjónræn áhrif af Kárahnjúkavirkjun eru sem dæmi: mannvirki; einkum stíflur, vegir og skurðir, haugsvæði og efnisnámur, miðlunarlón sem skapa nýtt og breytt landslag, breytilegt fjöruborð lóna, einkum Hálslóns, sem veldur fokhættu úr strandsvæðum og getur birgt sýn til landsins, minna og tærara vatn neðan stíflumannvirkja að stöðvarhúsi, sem kemur fram í skertu rennsli fossa og minni dyn í gljúfrum, dekkra vatn neðan stöðvarhúss vegna aukins magns uppleystra efna, breytingar á rennsli jökulánna í byggð, ýmist til aukins eða minna vatns, aurar Jökulsár á Dal gróa upp þar sem áin fær afmarkaðan farveg, neikvæð hughrif vegna skerðingar á víðernum.<ref>Yngvi Þór Loftsson, Gísli Gíslason, Jón Gauti Jónsson (2001). Kárahnjúkavirkjun, mat á umhverfisáhrifum - Samantekt um ,,ósnortin„ósnortin víðerni”ogvíðerni“og sjónræn áhrif. Landmótun, Landsvirkjun.</ref>
 
== Straumvirkjanir og fallvatnsvirkjanir ==
 
Vatnsaflsvirkjanir á Íslandi breyta fallhæð vatnsins í þrýsting til framleiðslu raforku og flokkast því ekki sem straumvirkjanir. Fallvatnsvirkjanir nýta allt að 90% orkunnar sem er í fallhæðinni Straumvirkjanir nýta hins vegar hluta af hreyfiorku straumvatns til orkuframleiðslu þar sem nýtnin er 20 –40%. <ref>Halla Jónsdóttir, Geir Guðmundsson (2004). ''Orka í streymi vatns'' Iðntæknistofnun 2003.</ref>
 
 
Straumvirkjanir henta þar sem:
* fallhæð er lítil
* Erfitt að stífla
* vatnsmagn er mikið
* straumhraði nægjanlegur, og rennsli jafnt
 
Skipting vatnsaflsvirkjana
 
Vatnsaflsvirkjunum er skipt í þrennt:
Low head: Undir 10 metra fallhæð. Medium head: þar er mikið vatn með litla fallhæð, fallhæð milli 10 og 100 metra. High head: Fallhæð meiri og frá náttúrunnar hendi. Flestar íslenskar eru high head. <ref> Vefur Navitron, sótt 20 apríl af: http://www.navitron.org.uk/category.php?catID=70</ref>
 
== Tilvísanir ==