Thread by @MrWaternooze

Alright. Vi kör en tråd om vattenkraft. Häng med! #eltwitter

https://twitter.com/mrwaternooze/status/1462140183432900612

All elproduktion förutom solceller går ut på att få en axel att snurra så den kan driva en generator. Hur man får den axeln att snurra varierar. Antingen kokar man vatten så det blir ånga, som får driva en ångturbin ( kärnkraft, olje- och kolkraftverk )

Eller så låter man vinden driva en rotor, vindkraftverk. Eller så låter man rinnande vatten driva en turbin. Vattenkraftverken fungerar så. Vatten från en viss höjd får falla ett visst antal meter så att de uppnår en hög rörelseenergi.

Längst ner får det forsande vattnet driva runt en turbin. I vattenkraftsammanhang kallas det ”löphjul”. Det finns två sorter som oftast används. Francis, som ser ut som fläkten i en vanlig spisfläkt, och Kaplan, som ser ut som en fartygspropeller. De har lite olika egenskaper.

Francis används vid högre fallhöjder medan kaplan är lämpligare vid lägre. Nåväl. Längst upp i kraftverket har man dämt upp älven så den bildat en damm. Det är nödvändigt för att få en jämn produktion över tid. Kraftverksdammar kan vara mkt stora.

Ni har säkert hört om ”energilager” när det pratas om elförsörjning. Det allra bästa energilagret vi har är faktiskt vattenmagasinen. De kan lagra oerhörda mängder energi. Från dammen störtar vattnet ner genom vattenvägen så friktionsfritt som möjligt.

Det lodräta avståndet mellan dammen och turbinen kallas ”fallhöjd” och brukar vara mellan några enstaka meter till över hundra meter. Är fallhöjden liten krävs stort flöde av vatten ( bred flod ) för att det ska produceras mkt energi.

Man samlar allt vatten i älven för att skicka den genom kraftverket. Bara en bråkdel släpps förbi, ofta för att gynna fiskars vandring. Tänk på det när ni åker över höga kustenbron eller tegsbron i Umeå. Allt vatten har passerat genom kraftverken.

Tilloppstunneln, alltså vattenvägen från dammen till turbinen kan variera i längd. Stalons kraftverk utanför Saxnäs har en nästan 18 km lång tilloppstunnel. Kilforsens kraftverk byggdes i skogen mitt emellan två älvar. Fin ingenjörskonst.

När vattnet passerat kraftverket flödar det ut genom avloppstunneln och ut i älvfåran igen. Sedan kommer nästa damm och ett nytt kraftverk en bit nedströms.

Alla kraftverk i en älv är alltså beroende av varann så att alla får samma tillgång till vatten. Därför har varje älv ett så kallat ”regleringsföretag”, som ägs av kraftbolagen tillsammans. Det är regleringsföretaget som sedan bestämmer hur mkt dammarna får regleras per dygn.

Detta för att inte ett kraftbolag ska kunna svälta ut ett annat som ligger nedströms.

Turbinen som fått snurr av vattnet är sedan kopplat till en generator. I generatorn alstras tre-fas växelström med en spänning på några tusen volt. Men hey, transmissionsnätet är ju på 400 000 volt?

Stämmer. Därför måste spänningen höjas innan den skickas ut på nätet. Det gör man i stora transformatorer. En transformator är en tung pjäs där strömmen från generatorn får magnetisera en järnkärna som sedan alstrar en ström med en mkt högre spänning i andra änden.

En transformator ser ut som en container stående på högkant med sex stycken spröt som sticker ut.

Det största vattenkraftverket i Sverige är Harsprånget i Luleälven. 977 MW.

En sista sak. Vattenkraftturbiner är urstarka med en mkt hög mekanisk svängmassa. Om en ångturbin i ett kärnkraftverk är en formel 1-bil är en vattenkraftturbin en stridsvagn. Dessutom är vattenkraften lätt att reglera eftersom man enkelt kan justera vattenflödet.

En ångturbin lämpar sig inte alls för finreglering. Den vill gå fullt blås hela tiden.

Tack för ordet.