Förnybara energikällor

Uttrycket "alternativa" energikällor tillkom under 1970 -talet när miljöeffekterna av kol- och oljeförbränning på allvar började diskuteras. Samtidigt med detta pågick också utbyggnad av kärnkraften världen över. De energikällor som då fördes fram betraktades som alternativ till kol, olja och kärnkraft. Nu använder man vanligen begreppet förnybara energikällor som tydligare anger vad som avses. De främsta alternativen utgörs av solenergi i olika former, men även värmen i jordens inre är en förnybar energikälla.

Solenergi
Vatten värms upp av solen och fungerar som värmebärare i byggnader. Solstrålning används i solceller för produktion av elektricitet.

Bioenergi
Växter och växtrester bränns, rötas, jäses eller förädlas på annat sätt till en användbar energiform.

Vindkraft
Energin i vinden fångas upp och den mekaniska energin omvandlas till elektricitet i en generator.

Vattenkraft
Vattnets rörelseenergi i vattenfall eller vågor omvandlas till elektrisk energi.

Geotermisk energi
Jordvärme utnyttjas för uppvärmning av bostäder och andra byggnader.

Solvärmeanläggning

Panelerna för solvärme finns utanför Kungälv. Sammanlagt täcker panelerna 10 000 m2 och producerar varje år 4 GWh värmeenergi som distribueras i det lokala fjärrvärmenätet. Verkningsgraden är 40 %.

Solenergi

En bråkdel av den solenergi som når jorden skulle räcka för ett ersätta alla energikällor vi nu använder oss av. Hittills har vi mest utnyttjat solenergin i indirekt form. Ved och vindenergi har sitt ursprung i solens energirika strålning. Den direkta användningen av strålningsenergi genom solfångare och solceller ökar just nu mycket starkt världen över. Tillgången på solenergi varierar en hel del. Solinstrålningen är i genomsnitt 1 000 kWh/m² per år i Sverige medan ökenområden i Afrika har 3 400 kWh/m².

Visa större karta  

Solcellsanläggning i Les Mées, Frankrike.

Solfångare

I solfångare värms vatten eller någon annan vätska upp med hjälp av solstrålning. Det uppvärmda vattnet kan direkt användas som tappvarmvatten eller för uppvärmning i hus. Solfångare ger 200 - 700 kWh värmeenergi per m² och år. En villa som använder 20 MWh värmeenergi per år behöver mellan 30 och 100 m² solfångare för att bli självförsörjande på värme. Ett problem är att under den period då man behöver mest värmeenergi skiner solen som allra minst. Man måste komplettera med andra system för uppvärmning. Uppskattningen är att 30 % av uppvärmningen av bostäder i Sverige skulle kunna ske med solvärmeanläggningar.

Solceller

I solceller omvandlas energin i solstrålningen till elektricitet. Under 1800-talet gjordes upptäckten att vissa material som solbelystes började leda ström. Fenomenet fick namnet "den fotoelektriska effekten".

Elektrisk energi från solcell

När en energirik foton träffar solcellen kommer en elektron att stötas ut från p-skiktet och ta sig över till n-skiktet. Elektronens energi ökar när den träffas av fotonen. Enda sättet för elektronen att ta sig tillbaka till p-skiktet går genom en ledning som förbinder de två skikten. En elektrisk ström uppstår som kan användas för t.ex. en miniräknare eller en lampa.

De första solcellerna tillverkades i slutet av 1800-talet, men effekten var låg. År 1954 framställdes den första kiselbaserade solcellen vilken kunde omvandla 4 % av strålningsenergin till elenergi. Dagens kiselsolceller har en verkningsgrad på upp till 15 %. Ett problem med kiselsolceller är att de är dyra att tillverka. Nu utvecklas tunnfilmssolceller som troligen kommer att bli viktiga i framtiden. Tunnfilmssolcellerna passar för industriell tillverkning, vilket kan medföra låga priser. Verkningsgraden är som mest 19 %. En storskalig utbyggnad av solceller i ökenområden skulle kunna ge tillräckliga energimängder för att försörja hela världen med energi. Räknat på 15 % verkningsgrad ger varje kvadratmeter solceller i Sahara 510 kWh elenergi per år. Sveriges elbehov skulle kunna framställas med 275 kvadratkilometer solceller, en yta något mindre än Hjo kommun.