KOMPETANSEMÅL VG1 Fenomener og stoffer Etter 10.trinn (Energi for framtiden) gjøre forsøk med solceller og solfangere og gjøre rede for hovedtrekkene i virkemåten gjøre rede for hvordan varmepumper virker, og i hvilke sammenhenger varmepumper brukes gjøre rede for ulik bruk av biomasse som energikilde Etter 10.trinn Fenomener og stoffer forklare hvordan vi kan produsere elektrisk energi fra fornybare og ikke-fornybare energikilder Teknologi og design Mål for opplæringen er at eleven skal kunne ut fra kravspesifikasjoner utvikle produkter som gjør bruk av elektronikk, evaluere designprosessen og vurdere produktenes funksjonalitet og brukervennlighet

TIDSPLAN 0830-0900 Besøk i utstillingen til ViNT 0900-0915 Velkommen og forventninger 0915-1100 Akt 1: solcellebil og konkurranse 1100-1130 Lunch 1130-1200 Akt.2: varmepumpe 1200-1230 Akt.3: biomasse 1230-1300 Rydding og avslutning, mentometerquiz 1330-1500 ”fri lek” i utstillingen Kombineres med ekskursjoner til NTEs anlegg i Follafoss, da på egen dag med ekskursjon. Behov for at Newtonlærer er med? Alternativt lengre tid/helv dag i utstillingen til Vitensenteret

I 2001 fordelte energibruken seg slik på ulike energikilder: Elektrisitet 78,7 % Ved og biobrensel 14,5% Oljeprodukter 6,1 % Fjernvarme 0,5% Gass 0,2% http://vimeo.com/10925574 Statkraft-video http://nml.uib.no/aktiviteter/by/ressurs/br13/?vis=veiledning

Eksempler på oppvarmingssystemer I elbaserte varmesystemer omformes elektrisk energi til varme når strøm ledes gjennom en elektrisk motstand, for eksempel en glødetråd. Vanlige elbaserte varmesystemer er panelovner, varmekabler, frittstående vifte- og stråleovner, og elektriske varmtvannsberedere. I vannbaserte oppvarmingssystemer benyttes en sentral varmekilde til å varme vann som sirkuleres i et rørsystem (radiatorer, konvektorer eller rørsløyfer i gulv) som avgir varme til omgivelsene. Et vannbasert oppvarmingssystem kan utnytte ulike varmekilder. Mest vanlig er olje, elektrisitet, biomasse, varmepumper og fjernvarme, men også gass, sol og geotermisk varme kan benyttes. Luftbaserte oppvarmingssystemer Det finnes ulike systemer for distribusjon av varme ved hjelp av luft. Varm luft kan sirkuleres gjennom et lukket rørsystem som avgir varme eller varm luft kan blåses direkte inn i rommene. I utgangspunktet kan en rekke varmekilder benyttes til oppvarming av luften i slike systemer, på samme måten som i vannbaserte varmesystemer beskrevet over. Punktvarmekilder, som for eksempel vedovner, peiser og parafinkaminer er svært utbredt i Norge. Av 1,8 millioner husholdninger har om lag 80 prosent installert en eller annen form for punktvarmekilde. Vedovn er den mest utbredte punktvarmekilden og om lag 70 prosent av husholdningene kan fyre med ved. http://www.regjeringen.no/upload/kilde/oed/bro/2006/0003/ddd/pdfv/284610-ev_fakta_06_kap.03_no.pdf

SOLCELLER http://www.nrk.no/nett-tv/indeks/120778/ solceller og solenergi, fange varmen fra solen http://www.kraftskolen.no/filmer_oppgaver.html Film nr 10 En solcelle kan omdanne lysenergi til elektrisk energi. Dette skjer ved at lysenergi absorberes i solcella. Elektronene i solcella tar opp denne energien, og det gjør at de kan bevege seg fra en del av solcella til en annen del. Dette kalles elektrisk spenning. Vi utnytter energien i elektronene ved å la dem gå gjennom en ledning. De vanligste solcellene har en spenning på 0,5 V, og et solcellepanel består av flere solceller som er koblet sammen i serie, og da øker spenningen med antall solceller. Mange hytter frå strøm fra solcellepaneler som består av 24 celler. Spenningen av et slikt panel er da ca 12 V. http://www.viten.no/?solcelle

VARMEPUMPE varmepumpeanimasjon Varmepumpe (svært god intro) http://www.lokus.no/static/flashEmbedder.jsp?contentItemId=38541094&selectedLanguageId=1&title=Varmepumper%20(animasjon) Varmepumpe (svært god intro) http://kortfortalt.cappelendamm.no/flash/popup_vis.html?tid=501924 varmepumpeanimasjon

VIRKEMÅTER VARMEPUMPE http://www.znet.no/varmepumpe/?meny=produkter&side=varmepumper&valg=animasjon Animasjon borrehull, sjø, luft, jord Uteluft varmepumpe (luft til luft) Uteluft varmepumpe (luft til vann) Avtrekksvarmepumpe Berg- eller grunnvannsvarmepumpe Jordvarmepumpe Sjøvannsvarmepumpe http://www.dimplex.de/animationen/kreislauf.php?lang=en Varmepumpekretsløp med gode forklaringer

Hvordan virker en varmepumpe? En varmepumpe henter energi fra omgivelsene, energien opptas og utnyttes i et varmesystem ved hjelp av trykkforskjeller. Fordi væsken (arbeidsmediet) som sirkulerer i varmepumpen har en lavere temperatur enn omgivelsene, vil den kunne overføre varmeenergi fra omgivelsene til varmepumpen. Den avgir varme ved at temperaturen i væsken er høyere enn varmesystemet i boligen. En kompressor sørger for at det er lavt trykk og lav temperatur når den henter energien, og høyt trykk og høy temperatur når den avgir energi. Ved varmeopptaket koker arbeidsmediet og blir til damp/gass. Ved varmeavgivelse går gassen igjen over til væske. Varmeoverføring fra varmt til kaldt (brus, middagsmat og kroppen). Varmepumpa fungerer ”motstrøms” Fordamping = fra væske til gass, trenger energi fra den elektriske motoren Kondensering = fra gass til væske, avgir energi. Varmen i energien utnyttes til oppvarming av boligen. Trykkreduksjonsventil, reduserer trykket. Pumpa= motoren som sørger for sirkulasjon i kretsen Virkningsgraden varierer fra 3-6, eksempelvis familie behov for 25 000 kwh til 80 øre pr kwh = 20 000 kroner. Med varmepumpe vil man få 25 000 kwh ut av å betale ca 8000 kroner, med en virkningsgrad på ca 3.

BIOMASSE Fra skog direkte Foredlet Ved pellets skogflis Briketter Fra vann og hav Direkte Fra akvaindustrien Fiskeolje Mikro- og makroalger Fra jordbruket direkte Fra agroindustri Halm Avfall bioetanol husdyrgjødsel Biodiesel og –gass http://www.nrk.no/nett-tv/klipp/154223/ Biodrivstoff erstatter olje Bioenergi er enkelt sagt energi fra plantene. Alt som vokser i naturen kalles for biomasse. All biomasse inneholder bioenergi. Fra avfall Direkte avfall

(halvparten er vedfyring) EU sitt mål innen 2020 20% Sverige 25% Finland 5 % Norge (halvparten er vedfyring) EU sitt mål innen 2020 Det årlige uttaket av bioenergi i Norge ligger på ca. 16-17 TWh, noe som er ca 5% av det årlige energibehovet i Norge. Beregninger viser at det nyttbare potensialet - dvs. den mengden som det er teknisk, økonomisk og økologisk forsvarlig å ta ut - ligger på 35 TWh. http://www.t-a.no/nyheter/article126005.ece Fiborgtangen, kraftvarmeanlegg basert på produksjon av biobasert syntesegass http://www.norbioen.no/Presseinformasjon%2028%2006%2010.pdf Bioenergi + Guldbergaunet

Betydelige mengder avfall blir eksportert til andre land for energiutnyttelse. Lena Fjernvarme Eidsiva Bioenergi AS bygget ny varmesentral ved Valle videregående skole med tilhørende utbygging av fjernvarmenett. Leveransene startet i oktober 2007. Lena Fjernvarme, har foreløpig en årsproduksjon på mellom fem og seks GWh, og er utgangspunktet et lite anlegg. Så langt er det i hovedsak offentlige virksomheter og næringsbygg som er tilknyttet, men også privatpersoner. Varmesentralen er et rent biobrenselanlegg basert på GROT (flis av grener og topper).