Teksti
Video
Pelit ja leikit
Kilpailu
Äänitallenne
Tehtävä
Tietokirjallisuus
Opettajan ohje

Unohtunut salasana?

 

Oppimistavoite

{{learningObjectiv.description}}

Tehtävä on nyt palautettu

{{assignment.Index}} {{assignment.Type}}

Kommentti

Tehtävät

{{assignment.Comment}}

Mene tehtäviin
print

Energian varastointi

Lagring af energi

At kunne lagre energi, så den er tilgængelig når den skal bruges har været et af de vigtigste elementer i de seneste 100 års udvikling. Olie, gas og kul er nemlig meget energirige, og de kan fyldes i en tank og brændes af – lige præcis når der er behov for at starte bilen, flyvemaskinen – eller når kraftværket skal producere strøm til vores køleskabe, komfurer og varmeanlæg.


I de senere år er behovet for at finde måder at oplagre energi fra f.eks. vinden og solen, som ikke er tilgængelige altid imidlertid vokset.


Batterier


Batterier er en kendt måde at lagre elektricitet på. En af grundene til, at der stadig ikke findes mange elbiler er imidlertid at batterier er store og tunge, hvis de skal kunne levere energi nok til f.eks. en bil. Et traditionelt batteri til en bil kan veje op mod 400-500 kg og skal lades op i måske 3-4 timer for at bilen kan køre 150 km. Samme afstand kan opnås med måske bare fem liter benzin, som det ikke tager mange sekunder at fylde på bilens tank. I dag forskes der derfor på at bygge batterier, som er mere effektive, f.eks. baseret på stoffet lithium. På den måde kan både effektiviteten og størrelsen på batterierne forbedres.


Et batteri virker ved at der foregår en kemisk proces, hvor der frigives elektroner. Ved batteriets ene pol findes et stof, som har underskud af elektroner og ved den anden pol et stof der har overskud af elektroner. Når en ledning forbindes mellem de to poler, vil elektronerne vandre fra hvor der er overskud, til hvor der underskud – og den energi kaldes for en elektrisk strøm. Når ledningen ikke forbinder de to poler, så vil vandringen stoppe og batteriet vil holde på de elektroner, der er tilbage indtil der igen tilsluttes en ledning.


Vægt (potentiel energi)


En af de ældste måder at lagre energi på, er at udnytte tyngdekraften. I et gammeldags pendul-ur trækkes uret op ved hjælp af vægtlodder, som langsomt får uret til at gå. I et moderne vandkraftværk opdæmmes vandet bag store dæmninger og ledes ned til et lavere niveau gennem turbiner, hvorved der produceres strøm. Metoden kan også benyttes til at pumpe vandet op fra lavere liggende områder, når der er nok energi – og på den måde lagre energien indtil den skal bruges.  Lidt på samme måde kan energien lagres i en fjeder, som spændes hårdt op. Energien frigives her efterhånden som fjederen ikke længere er spændt så hårdt. Der er faktisk også lavet forsøg på at lave biler, der kan køre ved hjælp af en fjeder, men det kræver meget store fjedre og fungerer ikke så godt i længden.


Bioethanol


Når solen skinner oplagres energi i planterne. Det sker gennem en proces, der kaldet fotosyntese, hvor luftens CO2 og vandet, som trækkes op fra plantens rødder omdannes til sukkerstoffer og ilt:


12 H2O + lys → 6 O2 + 24 H+ ("kemisk energi").
6 CO2 + 24 H+ ("kemisk energi") → C6H12O6 + 6 H2O.


Planternes sukkerstoffer kan herefter omdannes til alkohol ved gæring – ligesom når man producerer øl eller vin. Denne form for alkohol kaldes Bioethanol, og er en effektiv lagring af energi, som kan bruges til brændstof på biler.


Brint


Brint på jorden er normalt bundet i vand, som består af to brintatomer og et iltatom. Ved elektrolyse, som er beskrevet nærmere i afsnittet “Om brintenergi” kan vand imidlertid spaltes til ilt og brint igen. Brint er meget energirigt, og vil gerne omdannes til vand igen. Lagrer man derfor brinten, kan energien, som afgives når der dannes vand bruges til at producere elektricitet og varme. Det foregår i en såkaldt brændselscelle.


Andre lagringsformer


Der bliver også eksperimenteret med andre lagringsformer rundt omkring i verden, fordi alle de førnævnte har forskellige udfordringer for at kunne erstatte olie og gas som fremtidens energilagre. Et eksempel er det, der kaldes FES – eller på engelsk Flywheel Energy Storage. Her lagres energien ved at et stort hjul drejes rundt, med meget stor hastighed. Hjulet bliver ved med at dreje rundt, fordi det placeres i et lufttomt rum, hvor der ikke er modstand. Når energien skal bruges kan hjulet langsomt bremses, og overføres til f.eks. produktion af elektricitet. Energien der lagres på den måde kaldes kinetisk energi. Princippet er endnu kun på forsøgsstadiet.


Energi kan også gemmes som komprimeret luft – det der kaldes trykluft-  i store tanke. Når energien skal bruges åbnes der for tanken, og luften fiser ud, ligesom af en ballon. Luftstrømmen kan så drive et hjul, der producerer strøm.


Der er dog ingen af alle disse teknikker, der for alvor ser ud til at komme til at fungere i de næste mange år.

Kirjaudu sisään lukemaan lisää

Tehtävät

  • Monivalintatehtävä

  • Teematehtävät

    • 1Teematehtävät

       

      Koska energian varastointi tekee siitä ympäristöystävällisempää

    • 2Teematehtävät

       

      Etsi netistä hakusanoja ”energian varastointi” ja etsi vähintään kolme mielikuvituksellista tapaa, joilla tutkijat yrittävät varastoida energiaa. Kuvaile tavat. Uskotko, että niistä jotakin käytetään tulevaisuudessa? Miksi/mikset?

  • Ystäväluokat

    • 1Ystäväluokat

       

      Ottakaa kuvia vähintään kolmesta eri tavasta varastoida energiaa. Kuvailkaa, miten ne vaikuttavat, ja miksi uskotte, että niitä voidaan käyttää tulevaisuudessa. Lähettäkää kuvat ja selitykset ystävyysluokallenne. Valitsitteko erilaisia tapoja? Onko teillä erilaiset käsitykset siitä, mikä toimii tulevaisuudessa?