Energibane 2: vind, sol & bølger til varme

 

Solceller

En solcelle omsætter lysets stråling til elektricitet. Det sker bl.a., fordi solceller indeholder grundstoffet silicium.

Når solens lys rammer solcellen skabes energi, som danner en spændingsforskel, der skaber et elektrisk kredsløb.

Solceller fungerer godt sammen med vindmøller, fordi vindmøller producerer mest elektricitet om natten og om vinteren, hvor solcellers produktion er lav.

El fra solceller produceres i både store og små anlæg. De store anlæg er opstillet af f.eks. energiselskaber og fjernvarmeselskaber. De mindre, ofte private anlæg, er typisk placeret på eller ved privatboligen. Her indgår solcellerne i den private boligs energisystem, der er tilsluttet det offentlige elnet.

Flere danskere har solceller på boligen i samspil med en elbil. Producerer en privat husstand m. max 6 kW anlæg mere el end den forbruger, sendes den overskydende el ud på det offentlige elnet til en aftalt afregningspris.

Solceller dækkede ca. 2 % af det danske elforbrug i 2015.

Mere information her.

x
 

Vindmølle

En moderne vindmølle udnytter ikke blot vindens tryk, men -  på samme måde som en flyvemaskine -  udnytter vindmøllen, at luftstrømme skaber et undertryk på vingens bagside. Det er primært kraften fra dette undertryk, som får vingen til at rotere.

Når vingen roterer, sætter det gang i hovedakslen, som drejer kobbertråde i generatoren rundt mellem to magneter. Det er dem (deres induktion), der får generatoren til at fremstille strøm. Når generatoren kommer op på en vis elproduktion, kobles den automatisk til elnettet, som strømmen sendes til.

En vindfane sikrer, at rotoren bringes i den optimale position. Vindmøller stopper automatisk, når vinden blæser med stormstyrke på ca. 25 meter i sekundet. Vindmøller kan i særlige situationer bringes til standsning, hvis der er for meget strøm i elnettet.

En stor moderne vindmølle kan producere, hvad der svarer til ca. 7.500 husstandes årlige elforbrug. I 2015 producerede vindmøller 42,1 % af det danske elforbrug.

Når det blæser meget, og der produceres mere vindenergi, end der er brug for i Danmark, eksporteres overskydende el via store kabler til vore nabolande.

Mere information her.

x
 

Bølgeanlæg

Der er enorme kræfter i havet, og bølgekraft har potentialet til at dække en betydelig del at Danmarks energiforbrug. Men bølgeenergi er endnu på forsøgsstadiet og der er i følge Bølgekraftforeningen kun 11 aktive forsøgs-bølgeanlæg i Danmark (2016).

Bølgeenergi udnytter bølgernes toppe og dale på havet. Det sker som oftest gennem en række flydere, som driver en generator.

Flere danske virksomheder, hver med sit koncept, er i gang med at udvikle bølgekraftanlæg. Alle firmaer arbejder, i større eller mindre skala, med afprøvning i rigtige havbølger. Typisk sker det i samarbejde med universiteter og underleverandører med henblik på modeludvikling og afprøvning.

Mere information her.

x
 

Elnettet

Det overordnede eltransmissionsnet i Danmark forbinder de store kraftværker i ind- og udland med hinanden. Derudover er det overordnede eltransmissionsnet linket til de regionale eltransmissionsnet, hvorfra strømmen sendes videre til det finmaskede distributionsnet, der transporterer strømmen det sidste stykke ud til de enkelte husstande og virksomheder.

Elnettet i Danmark sørger også for, at strøm fra vedvarende energianlæg - primært vind og sol - kommer frem til forbrugerne.

Det overordnede net og det regionale transmissionsnet ejes via Energinet.dk af staten. Distributionsnettet ejes af lokale netselskaber.

Mere information her.

x
 

Stor varmepumpe

En varmepumpe fungerer som et køleskab, men i varmepumpen er processen vendt om og producerer i stedet varme. Varmepumper er den mest effektive måde, hvorpå man kan konvertere el til varme.

Store varmepumper kan bruges i kraftvarmeværkerne og i de mere end 400 lokale fjervarmeanlæg, som leverer varme til ca. 460.000 husstande over hele landet.

Om natten, eller når det blæser og prisen på el er lav, kan varmepumper levere ekstra billig varme.  

Varmepumper og store elkedler ventes ifølge Energinet.dk at udgøre 4,8 % af det samlede årlige elforbrug i 2025.

Mere information her.

x
 

Kraftvarmeværk

Et kraftvarmeværk kombinerer produktion af el og varme. Det sker for at udnytte spildvarmen fra el-produktionen til varmeforsyning.

Ca. 50 % af elproduktionen i Danmark produceres ifølge Naturgasfakta.dk på kraftvarmeværker (2015). Det sker primært med naturgas og i de store byer også med kul, men flere og flere værker lægger i disse år om til halm og flis (afbrænding). I kommuner med forbrændingsanlæg bruges store mængder affald til varmeproduktion.

Som en del af den grønne omstilling vil mere og mere el blive produceret på vindmøller. Det betyder, at husstande uden for byerne og kraftvarmeværkerne vil investere i effektive varmepumper til produktion af varme.

Når det blæser, og der er meget el på markedet, vil kraftvarmeværkerne med fordel kunne lagre overskudsel i varmt vand produceret på varmepumper. Det vil f.eks. ske i tanke ved kraftvarmeværket. At lagre energi i varmt vand er ifølge forskningscenteret 4DH mindst 100 gange mere effektivt end at lagre energi i batterier.

Mere information her.

x
 

Lille varmepumpe

Varmepumper er den mest effektive måde, hvorpå man kan konvertere el til varme. Varmepumper er derfor en meget effektiv varmeforsyning til boliger, der ligger uden for byernes fjernvarmenet. Varmepumpen bruges her i en mindre udgave, som kan overføre varme fra væske i slanger i jorden eller fra luften.

Om natten, eller når det blæser og prisen på el er lav, kan varmepumper levere en ekstra billig varme.

Mere information her.

x
 

Solfanger

En solfanger optager og omsætter solens energi til varme (termisk energi). En varme- og frostsikker væske transporterer varmen videre til en lagertank af varierende størrelse.

Solfangere virker ikke kun om sommeren. Selv hvis det er overskyet, vil der være et udbytte at hente. Solfangere kan opnå virkningsgrader på over 50 %, hvorimod solceller sjældent når over 15 %.

Solfangere har den ulempe, at de producerer mest varme, når solen skinner mest, hvilket også er den tid, hvor der er mindst behov for varme. Derfor er der i forbindelse med solfangeranlæg behov for at kunne lagre det varme vand. 

Solfangeranlæg findes i Danmark som små private husstandsanlæg og store kommercielle anlæg - typisk opstillet i tilknytning til eller i nærhed af det lokale fjernvarmeværk.

Mere information her.

x
 

Geotermi

I geotermi produceres varme ved hjælp at varmt vand, som pumpes op fra dybe vandførende lag i undergrunden.

Det bores to dybe huller i jorden i 1-3 kilometers dybde, ca. 1,5 km fra hinanden. Fra det ene hul hentes vand op på ca. 70 °C, og ved hjælp af en varmepumpe trækkes varmen ud af vandet og videre ud i fjernvarmesystemet. Det lunkne vand hældes via det andet hul i jorden tilbage i dybet. Herved opretholdes trykket i sandstenslagene.

Der er kun ganske få geotermiske anlæg i Danmark. 25 % af Europas befolkning bor i nærheden områder, hvor der er mulighed for at udvinde termisk varme. Mere end 50 % af Islands varmeforsyning kommer fra geotermi.

Mere information her.

x
 

Fjernvarme

Fjernvarme leveres i underjordiske rør til kunder i byerne. Varmetabet er for stort til, at fjernvarme kan bruges til huse på landet.

Distributionen sker i velisolerede rør – et fremløb og et tilbageløb. Der er nedlagt mere end 60.000 kilometer fjernvarmerør i Danmark.

Ca. 1,7 mill. af de danske husstande har fjernvarme – svarende til ca. 64 %. Varmen leveres af de mere end 400 fjernvarmeselskaber rundt om i landet. Langt de fleste af selskaberne er forbrugerejede.

Varme produceret på solfanger- og geotermiske anlæg kan opsamles og bruges i fjernvarmenettet.

Fjernvarme kommer til at spille vigtig rolle i opbygningen af det vedvarende energisystem. Fjernvarmen bliver en slags "open source" i forhold til opsamling, lagring og distribution af den vedvarende energi.

Mere information her.

x
 

Varme

Fjernvarme er et slags genbrugssystem. Det opvarmede vand føres frem til kunderne med en temperatur på ca. 60 grader.

Når kunderne har trukket varme ud af vandet, sendes det retur til fjernvarmeværket. Her bliver fjernvarmevandet igen varmet op og pumpet ud til forbrugerne.

For forbrugerne handler det om at udnytte energien i fjernvarmevandet bedst muligt. Derfor skal temperaturen i ”returen” helst være så lav som mulig.

Mere information her.

x

Klik på ikonerne og få mere information.

 

Vind, sol og bølger og geotermiske anlæg kan med fordel bruges til at producere varme. Det gøres mest effektivt og miljøvenligt med varmepumper. Varmepumperne kan være store varmepumper placeret ved kraftvarme- eller fjernvarmeværkerne. Det kan også være mindre varmepumper placeret ved huse ude på landet langt fra byernes fjernvarmenet.

Om natten, eller når det blæser og prisen på el er lav, leverer varmepumper en ekstra billig varme.  

Solens bidrag til varmeforsyningen sker via solceller og solfangere. En solcelle omsætter via en fotovolotaisk celle solens energi til el. En solfanger absorberer solens energi og omsætter den til varme (termisk energi).

Geotermisk energi som udnytter varmen i undergrunden, findes endnu kun få steder i Danmark.

 

Lagring af varme

Udover at sikre billig varme, er brugen af vind, sol og bølger til varme med til at løse én af de helt store udfordringer i det vedvarende energisystem: at lagre overskydende energi – primært vindenergi – og medvirke til at balancere nettet, så der kan leveres energi, både når det blæser, og når det er vindstille.

Det er billigt at lagre energi i varme. Faktisk vurderer forskere fra Aalborg Universitet, at det er mindst 100 gange mere effektivt end at lagre strøm i batterier.

 

Lagring i varme sker, når der er overskud af energi i energisystemet. Det sker typisk i perioder med blæsevejr eller om natten, når forbruget af energi er lavt. I disse perioder er prisen på el tilmed billig.  

Lagringen kan ske i store tanke placeret ved kraftvarme– eller fjernvarmeanlægget. Varme kan også kort- eller langtidslagres i store anlæg både under og over jorden. Her kan varme lagret om sommeren eller efteråret udnyttes om vinteren.

Varmelagring kan også ske i mindre målestok i boliger uden for byernes varmesystemer.

 

I særlige tilfælde vil produktionen af varme også kunne ske i store elkedler ved kraftvarme- og fjernvarmeværkerne. Elkedler er dog langt fra så effektive som varmepumper.

 

Mere information:

Her er verdens største varmelager og solfanger

Opvarmede sten skal løse fremtidens energiudfordringer

Grøn strøm med vandbassin revolutionerer energisystemer