Vasskraftverk

Eit vasskraftverk er eit kraftverk som omformar den statiske energien lagra i eit vassmagasin (feilaktig kalla «vasskraft») til elektrisk energi. Vatnet vert leidd gjennom røyr, tunnelar og sjakter frå magasinet til kraftverket. Vatnet i røyra har stor fart og den statiske energien som er lagra i vassmagasinet går over til dynamisk energi i røyret før den når turbinane. Turbinane omformar den dynamiske energien i vatnet til mekanisk rotasjonsenergi, som driv elektriske generatorar, som omformar den dynamiske rotasjonsenergien til elektrisk energi. Nemninga kraftverk er missvisande, etter som det ikkje er kraft, men energi som vert omset frå ei form til ei anna.

Den potensielle energien i vassmagasinet kjem frå vatn som har fordampa frå havet og falle som nedbør i fjella. Det er energien frå den elektromagnetiske strålinga (ljoset) frå sola som fører til at vatnet fordampar. Denne stammar i sin tur frå kjernereaksjonar i solkjernen. Krinslaupet til vatnet vert kalla det hydrologiske krinslaupet. 

Det er meir enn 45 000 – 50 000 demningar med høgd over 15 meter i verda, og talet på vasskraftverk kan vere om lag det same. Ikkje alle demningar er knytte til kraftverk, og det finst vasskraftverk som ikkje får vatn frå demning. Om lag halvparten av elvane i verda er oppdemma.

Typar vasskraftverk
Ein skil mellom tre ulike kraftverksprinsipp: magasinkraftverk, elvekraftverk og pumpekraftverk.

Magasinkraftverk lagrar vatn i oppdemde lager, kalla magasin, for seinare å bruka dette vatnet til energiproduksjon. Dette er den vanlegaste typen vasskraftverk i Noreg. Magasinet eller reservoaret vert kunstig oppdemde av ei demning eller dam, som kan liggja hundrevis av meter høgare enn sjølve kraftverket. Ofte vert meir vatn samla i flaumperiodar for seinare å bruka dette vatnet til energiproduksjon i turre periodar. Fylle- og tappemønsteret kan fylgja ein årleg syklus, der vatn vert samla opp om våren og sommaren for så å verta tappa om hausten og vinteren, då tilsiget frå nedbørsfeltet er mindre. Dette er skulda av at tilsiget av vatn frå regn og snøsmelting er høgast i sommarhalvåret, noko som kombinert med låg etterspurnad fører til generelt låge energiprisar. Om vinteren er situasjonen motsett, med lite tilsig og høg etterspurnad, slik at dei høgaste energiprisane gjerne kan observerast midtvinters. I 2006 var magasinkapasiteten i Noreg 84,3 TWh, noko som tilsvarar ca 2/3 av det årlege forbruket i Noreg. Kraftverket kan liggja innebygd i, eller tett nærleik til demninga, eller ved enden av tunnelen, røyret eller sjakta som fører vatn frå dammen.

Elvekraftverk vert lagt midt i sjølve elveløpa der store vassmengder har relativt liten fallhøgd. Desse kraftverka er avhengige av vassføringa i elva til kvar ei tid. Det kan vera vanskeleg å regulera vassføringa, og vatnet vert difor brukt når det kjem. Dette gjer at energiproduksjonen aukar vesentleg i flaumperiodar med mykje snøsmelting eller nedbør. Kraftverk som ikkje har magasin kan ikkje regulera effekten til generatorane, men er nøydde til å tilpassa effekten etter vassføringa i vassdraget. Dette er typisk for elvekraftverk Elles ligg elvekraftverka gjerne i låglandet, medan magasinkraftverka typisk ligg i fjellet, eller har inntak i fjellet, slik at ein lettare kan generera energi ved hjelp av relativt små vassmengder med stor fallhøgd.

Pumpekraftverk kan henta vatn frå magasin som er oppdemde, eller via vertikale tunnelar frå innsjøar eller naturlege magasin. Ved å reversera turbinane kan vatnet pumpast opp igjen i magasinet når det trengst, til dømes når prisane er lågare. Pumpekraftverket har elles eit nedre magasin, ofte ei elv, eller sjeldnare, havet, som turbinvatnet vert sleppt ut i. Pumpekraftverket kan i periodar når det er overskotsenergi på nettet føra vatn attende i magasina og sikra at det er høg nok vasstand til tider med stort energiforbruk og lite nedbør. I Noreg finn ein ofte kombinasjonar, der eit magasin vert brukt til kontinuerleg produksjon, medan ein fyller opp magasinet med vatn frå andre, lågareliggjande magasin. Desse kan anten koplast direkte til kraftverket eller sleppast ned som påfyll til hovudmagasinet.

Vasskraftverk i Noreg

Dei første elektrisitetsverka i Noreg gjekk dels på damp (fyrt med til dømes kol eller torv), dels på vassenergi. Laugstol Brug i Skien var i 1885 det første kraftverket som leverte energi til kundar og ikkje berre eige bruk, «120 lampar» var totaleffekten på dette verket. Hammerfest var først ute med kommunalt kraftverk, ein generator på 48 kW. I 1891 fekk Hammerfest elektrisk gatelys som den første byen i Nord-Europa. Det første kraftverket i Oslo (Kristiania), Christiania Elektricitetsværk, var dampdreve, og vart sett i drift 1891. Verket låg i Rosenkrantzgate i sentrum av byen. Energiprisen var den gongen omkring 75 øre/kWh (ikkje justert til dagens kroneverdi).

På slutten av 1800-talet og byrjinga av 1900-talet var det fleire initiativ for utbygging av vasskraftverk. Vanskar med å overfør energi over lange avstandar gjorde at industrien måtte leggast tett ved kraftverket eller at små kraftverk vart sett opp nær forbrukarane. Til dømes på Sunnmøre vart eit av dei eldste vasskraftverka sett opp av O.A. Devolds Sønner A/S i Langevåg og nytta Devolds fabrikk der (1883).

Kjelder

Bakgrunnsstoff

 *