Redigerer Kraftverk (avsnitt)

== Elektrisk kraft fra fornybar energi == 
{{Hoved|Fornybar energi}}

Andelen fornybar energi i den total kraftproduksjonen, vil i henhold til [[IEA]] sitt middel-scenario, stige fra 20 % i 2011 til 31 % i 2035. Det betyr at fornybar energi vil stå for nesten halvparten av veksten i den global kraftproduksjonen. Kina vil stå for den absolutte største økningen av  produksjon fra fornybare energikilder, mer enn økningen i EU, USA og Japan til sammen.<ref name=IEAvekst/>

=== Vannkraft === 
{{Hoved|Vannkraft}}

[[File:Hydroelectric dam.svg|thumb|Skjematisk fremstilling av et [[vannkraftverk]] der magasin og kraftstasjon er i samme bygningskonstruksjon]]

[[File:Francis Runner InWorkshop 300.jpg|thumb|Produksjon av en [[francisturbin]] til et [[vannkraftverk]]. {{Byline|Voith Siemens Hydro Power Generation}}]]

Vannkraft er den største enkeltkilden til fornybar elektrisk kraftproduksjon i dag, noe som utgjør 16 % av verdens kraftproduksjon. IEA forventer at både vannkraftkapasitet og årlig energiproduksjon  innen 2050 skal omtrent dobbelt seg fra dagens nivå.<ref>{{cite web|title=Technology Roadmap – Hydropower |url=http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/2012_Hydropower_Roadmap.pdf|publisher=International Energy Agency| date= 2012 |accessdate=10. august 2014}}</ref>

==== Energiomvandling i et vannkraftverk====
{{hoved|vannkraftverk}}

I et vannkraftverk er det også generatorer og turbiner, men en vannturbin har svært mye større virkningsgrad enn en damp- eller gassturbin. Det er her snakk om virkningsgrader opp mot 95 <ref>{{cite web|title= Heggstad, Ragnar & Lundby, Leif. (2010, 16. desember). ''Vannkraftmaskin'', 2010|url= http://snl.no/vannkraftmaskin | publisher= I Store norske leksikon | accessdate=7.6.2014}}</ref>%. Et vannkraftverk utnytter den potensielle energien som vann i en dam eller reservoar på et høyere nivå enn havet har. Fra dammen ledes vannet inn i en trykktunnel i fjell (eller i mange tilfeller et rør nedgravd eller lagt på utsiden av fjell) ned mot kraftverkets turbiner som driver generatorene. Etter at vannet forlater turbinene ledes det tilbake til vassdraget eller direkte ut i havet. I mange tilfeller er det snakk om at flere dammer og elver forsyner vann til en og samme kraftstasjon. Tunnelene mellom disse og kraftstasjonen kan være mange kilometer lange og ha et tverrsnitt mye større enn en vegtunnel. En dam gir reguleringsmuligheter, det vil si at vann kan samles opp og benyttes på en tid av døgnet eller året når energibehovet er stort. Dermed kan produksjonen i større eller mindre grad gjøres uavhengig av nedbøren. I [[elvekraftverk]] finnes  ikke denne muligheten til å samle opp vann, og kraftverkets produksjon blir da helt bestemt av elvens vannføring. Dette er altså av typen definert som ikke-forutsigbar kraft.

Høydeforskjellen mellom nivået der vannet fra turbinene slippes ut og vannspeilet i dammen til kraftverket kalles [[fallhøyde]]n. Utnyttbar effekt er direkte proporsjonal med produktet av vannstrømning (kraftverkets slukeevne) og fallhøyde. Energiproduksjonen per år blir tilsvarende lik det totale vannvolumet med oppfanget nedbør multiplisert med fallhøyden. Det kan være mange vannkraftverk nedover i vassdraget slik at vannet blir utnyttet flere ganger. For hvert nivå nedover i vassdraget vil gjerne [[nedbørfelt]]et øke, dermed kan stadig mer vann fanges opp og utnyttes helt  til elven når havet.

====Utbredelse====
[[Fil:ThreeGorgesDam-China2009.jpg|thumb|[[De tre kløfters demning]], Hubei, Kina]]

Vannkraft blir produsert i 159 land, med Kina som den største vannkraftprodusent med en produksjon på 694 TWh i 2010, som representerer rundt 14,8 % av den totale elektriske kraftproduksjonen i landet. Brasil er på andreplass med en produksjon i 2010 på 403 TWh som utgjorde 80,2 % av landets totale kraftproduksjon. Norge produserer godt over 90 % av sin elektriske kraft med vannkraft, men i Albania, Kongo, Mosambik, Nepal, Paraguay, Tadsjikistan og Zambia kommer nær 100 % av all elektrisk energiproduksjon fra vannkraft. Verdens totale installerte ytelse for produksjon av vannkraft er 1 [TW] i 2010, og dette tallet stiger med 2,5 % per år.<ref>{{cite web|title=Land med størst  vannkraftproduksjon,|url=http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/2012_Hydropower_Roadmap.pdf|publisher=International Energy Agency|date= 2010 | accessdate=10. august 2014}}</ref>

==== Pumpekraftverk ====
{{main | Pumpekraftverk}}

Et pumpekraftverk er en netto forbruker av energi, men kan brukes til å jevne ut topper og bunner i samlet etterspørsel etter elektrisk kraft. Pumpekraftverk bruker vanligvis til å «akkumulere» elektrisitet i løpet av perioder med kraftoverskudd, altså i lavlastperioder. Energi brukes til å pumpe vann fra et lavere reservoar eller dam, til en øvre reservoar. Fordi elektrisiteten som forbrukes til dette arbeidet skjer i lavlastperider er denne energien typisk billigere enn strøm i topplastperioder. Årsaken er at  grunnlastkraftverkene, som er typisk kullfyrte eller kjernekraftverk, ikke kan slås på og av raskt. Disse må derfor være i drift selv når etterspørselen er lav. I løpet av de timene toppbelastning varer og kraftprisen er høy, blir vannet som allerede er pumpet til det høyere reservoaret sluppet tilbake til pumpekraftverkets vannturbiner. Dermed blir det produserer kraft når behovet er stort og prisen høy. I motsetning til kullkraftverk, som kan ta mer i størrelsesorden 24 <ref>[http://www.originenergy.com.au/384/Search-results?query=start-up%20and%20shut-down%20time orginenergy http://www.originenergy.com.au – Section 2 Project Justification.]{{Død lenke|dato=februar 2022 |bot=InternetArchiveBot }}</ref> timer for å starte opp fra kald tilstand, kan et pumpekraftverket produsere energi i løpet av svært  kortere tid.

For å møte en hurtig voksende etterspørsel, eller motsatt en hurtig fallende etterspørsel, er et pumpekraftverk nyttige, spesielt i termiske baserte kraftsystemer. Også andre konsepter er brukt for samme formålet som trykkluft drevne kraftverk og mindre gasskraftverk.

=== Solenergi === 
{{Hoved | Solenergi}}

[[File:Giant photovoltaic array.jpg|thumb|[[Nellis Solar Power Plant]] i Nevada, USA]]

Et kraftverk med solceller skiller seg fra andre kraftverk ved at det dannes elektrisitet direkte uten generatorer. En kaller dette for den ''[[fotoelektrisk effekt]]''. Elektrisiteten som dannes er likestrøm og for at denne skal bli nyttiggjort i kraftsystemet blir den [[Vekselretter|vekselrettet]], det vil si omvandlet ved hjelp av [[halvledere]] (semikonduktorer) til vekselspenning.

Solvarmekraftverk er en annen type solenergikraftverk. Disse bruker ofte hundrevis eller tusenvis av parabolske speil for å samle sollys og reflektere dette mot et sentralt tårn. Her blir rør som inneholder et arbeidsmedium som for eksempel olje, varmet opp til høy temperatur. Den oppvarmede olje blir så brukt til å koke vann til damp, som brukes til å drive en turbin som driver en generator.

=== Vind === 
{{Hoved|Vindkraft}} 
[[Fil:GreenMountainWindFarm Fluvanna 2004.jpg|thumb|Vindturbiner i Texas, USA]]

Vindmøller kan brukes til å generere elektrisitet i områder med sterk og jevn vind. Vanligvis på landjorden, men også [[offshore]]. Mange ulike konstruksjoner har blitt utprøvd, men nesten alle moderne turbiner som blir produsert i dag bruker en rotor med tre blader. Nettilknyttede vindturbiner som bygges nå er mye større enn de enhetene som ble installert på 1970-tallet, de produsere også strøm billigere og sikrere enn tidligere modeller. Med større turbiner (i størrelsesorden 1 MW) beveger bladene seg saktere enn i eldre og mindre enheter, noe som gjør turbinene mindre visuelt forstyrrende og ikke så farlig for fugler.

=== Havenergi === 
{{Hoved|Havenergi}}

Havenergi refererer til energi båret av havets [[bølger]], [[tidevann]], [[saltholdighet]], [[havstrømmer]] eller havets termisk energi. Bevegelsen av vann i verdenshavene skaper et stort lager av kinetisk energi. Denne energien kan utnyttes til elektrisk kraftproduksjon. Offshore vindkraft er ikke en form for havenergi, det er etter definisjonen en form for vindkraft, selv om vindturbinen er plassert over vann.

Ikke bare har havene en enorm mengde energi, de ligger også i nærheten av områder med store befolkningskonsentrasjoner. Havenergi har potensial til å gi en betydelig mengde ny fornybar energi rundt om i verden.<ref>Carbon Trust: ''Future Marine Energy. Results of the Marine Energy Challenge: Cost competitiveness and growth of wave and tidal stream energy'', January 2006</ref>

==== Osmose eller Saltkraft====
{{Hoved|Saltkraft}}

''Saltkraf'' er energi som utvinnes når [[ferskvann]] og [[Sjøvann|saltvann]] adskilles med en [[membran]]. I et saltkraftverk brukes [[osmose]] til å transportere ferskvann gjennom en membran, i et dobbelt kammer atskilt av membranen. Saltvannet i det ene kammeret trekker ferskvann gjennom membranen og trykket på saltvannssiden øker. Trykket gir saltvannet større potensiell energi, som kan brukes til å drive en vannturbin som produserer strøm. Denne metoden ble spesielt undersøkt av [[Statkraft]], som har beregnet at opp til 25 TWh/år vil være tilgjengelig fra denne prosessen i Norge. Statkraft har bygget verdens første prototyp for saltkraftverk på Oslofjorden som ble åpnet 24. november 2009, men har i 2014 gitt opp dette prosjektet.<ref>{{cite web|title= statkraft gir opp saltkraft etter å ha brukt 260millioner|url= http://www.tu.no/kraft/2014/01/08/statkraft-gir-opp-saltkraft-etter-a-ha-brukt-260-millioner |author= Sigurd Øygarden Flæten | publisher= [[Teknisk ukeblad]] |date= 8. januar 2014 |  accessdate= 8. september 2014}}</ref>

=== Biomasse === 
{{Hoved|Bioenergi}}

[[Fil:Biomasse-Heizkraftwerk Werl.jpg|thumb|[[Varmeverk]] som bruker [[biomasse]] som drivstoff i Tyskland]]

Energi fra biomasse kan produseres ved forbrenning av avfall fra dødt [[organisk materiale]]. Varmen fra forbrenningen utnyttes til å produsere damp til å drive en dampturbin.

Bioenergi kan også bli behandlet gjennom en rekke forskjellige temperaturer og trykk i [[gassifisering]]-, [[pyrolyse]]- eller [[torrefiering]]-reaksjoner. Avhengig av det ønskede sluttproduktet, kan disse reaksjoner skape flere energitette mellomprodukter (som syngass, [[pellets]], [[biocoal]]), disse kan deretter mates inn i en tilhørende varmekraftmaskin (gassturbin eller stempelmotor) for å produsere elektrisitet med et mye lavere utslippsnivå sammenlignet med åpen forbrenning.

===Miljøpåvirkning===
Fornybare energikilder forbruker ikke jordens ressurser og vil i prinsippet heller ikke ha skadelig utslipp. De fleste fornybare energikilder er derfor ikke omfattet av motstand og kontroverser som de andre konvensjonelle energikildene. Ut fra et globalt miljøperspektiv blir de sett på som løsningen for utfordringene med klimaendringer og stadig økende energibehov. Fra et klassisk miljøperspektiv vil det blant annet kunne påpekes inngrep i sårbare naturmiljøer ved etablering av alle typer installasjoner, også kraftverk med fornybare kilder.

For eksempel er det i Norge og flere andre land kontroverser om vindmøller. Motstandere hevder at de er visuelt og støymessigste plagsomme. Andre problemer er at de kan være en fare for fugler og dyr. Forskning tyder imidlertid på at en del av disse risikoene og ulempene kan være overdrevet.<ref>{{cite web|title=Plagsomme vindmøller? SPØR EN FORSKER: Irriterer virkelig støy fra vindmøller mennesker og dyr? Mennesker, ja. Dyr, stort sett nei. Og fiskene liker seg ved vindmølleparker til havs. |url=http://forskning.no/naturvern/2011/01/plagsomme-vindmoller |author= Thomas Hoffmann | publisher=Forskning.no |date= 10. februar 2011 | accessdate= 24. august 2017}}</ref>

Den fornybare energikilden som utvilsomt har store miljømessige konsekvenser er vannkraft. Store vannkraftverk vil ha reguleringsdammer som legger arealer under vann, samtidig som de endrer vannføringen i elver. Store dammer kan legge beslag på habitat for dyr og planter, eller ødelegge dyrkbar mark, samt at bostedsområder blir borte. Endret vannføring, eller tørrlegging av elver, får betydning for blant annet fiske i elver, eller byr på interessekonflikter mellom de land som elven renner gjennom.