Hovedtyper av kraftverk
Kraftverkene deles som regel inn i tre hovedkategorier:
elvekraftverk (run-of-river)
magasinkraftverk
pumpekraftverk
Det er også mulig å dele inn kraftverk etter størrelse og fallhøyde.
Kategoriene nedenfor er en vanlig inndeling, basert på installert effekt (i MW):
store kraftverk (større enn 50 MW)
middels store kraftverk (10–50 MW)
småkraftverk (1–10 MW)
minikraftverk (0,1–1 MW)
mikrokraftverk (mindre enn 0,1 MW)
Små-, mini- og mikrokraftverk etableres som oftest uten reguleringssystemer (demninger) i små bekker og mindre elver. Vannet kan da ikke lagres. Dermed er det tilsiget av vann som regulerer kraftproduksjonen i slike kraftverk. De kan kun produsere kraft når det er nok vann i elva. Utfordringen her er å finne turbiner med god virkningsgrad ved varierende vannføring, eller vannmengde.
Deler vi inn kraftverk etter fallhøyde, snakker vi om lavtrykkskraftverk og høytrykkskraftverk, men det er ingen bestemt definisjon av hvor grensen går mellom lavtrykks- og høytrykkskraftverk.
Elvekraftverk
Kraftverk uten magasin betegnes ofte som elvekraftverk og er som oftest lavtrykkskraftverk. Disse kjennetegnes av høy vannføring og liten fallhøyde. Her må man bruke vannet når det kommer naturlig, ved tilsig. Det betyr at det kan være vanskelig å regulere produksjonen.
Ved flom eller høy vannføring i vassdraget vil kraftproduksjonen øke, og en vil ofte miste vann– såkalt flomtap – fordi kapasiteten i kraftverket er begrenset. Ved lav vannføring vil produksjonen også bli lav, og den kan endatil bli helt borte fordi turbinene ikke tåler å kjøres ved svært lave vannføringer.
Dette betyr at en får en svært ujevn kraftproduksjon, og at produksjonen ikke kan styres etter forbruket – det samme problemet som en har med vind- og solkraftverk.
Magasinkraftverk
Magasinkraftverk kan lagre det naturlige tilsiget i et reguleringsmagasin og produsere kraft etter behov ved å tappe vann fra magasinet i takt med forbruket. Slike kraftverk har ofte, men ikke alltid, stor fallhøyde, og de kan dermed produsere kraft med relativt mindre vannmengde enn et elvekraftverk. Dette er de store kraftverkene.
Det er store fordeler med å kunne lagre energien som er i vannet, i vannmagasinet. I sommerhalvåret, når strømforbruket er på sitt laveste og vanntilsiget på sitt høyeste, fylles vannmagasinene opp, og vannet lagres til neste vinter. Magasinet fungerer som et fulladet batteri. I vinterhalvåret har vi et større behov for strøm, og vanntilsiget er på sitt laveste. Vi kan da koble inn batteriet ved å la vannet renne ut og produsere strøm. På denne måten kan vi utnytte energien etter behov og oppnå en langt høyere verdi enn med kraft fra et uregulert elvekraftverk.
Dersom vannet slippes direkte ut i ei elv, vil dette kunne gi hurtige endringer i vannføringen og skade fiske- og dyrelivet i elva.
Pumpekraftverk
Et pumpekraftverk har to magasiner plassert på ulik høyde i systemet. Ett er plassert lavt og kalles nedre magasin, og ett er plassert høyere oppe og kalles øvre magasin. Om natten er behovet lite, og da benyttes overskuddselektrisitet til å pumpe vannet fra det nedre til det øvre magasinet.
Dette kan også kombineres med vindkraftverk, som har få muligheter til å regulere energimengden. Hvis det er mye vind og lite behov for strøm, blir energien brukt til å pumpe opp vann i magasinene, slik at vi kan bruke det på et senere tidspunkt.
Slik av-og-på-bruk av norsk vannkraft forsyner det europeiske energisystemet med fleksibilitet og øker nytteverdien av uregulerbare vind- og solkraftverk. På den annen side skaper dette hurtig varierende vannstand i magasinene, noe som kan være med på å skade fiske-, dyre- og plantelivet i magasinene.
Vannkraftverk med magasiner kan som sagt kompensere for manglende lagringskapasitet og er derfor nyttige i samarbeid med andre energikilder som vind og sol. Danmark kunne ikke bygd like mye vindkraft som de har gjort, uten å kunne regulere den opp mot våre vannkraftverk.
Kilde
UngEnergi. (2022, 24. februar). Hva er vannkraft. https://ungenergi.no/energikilder/hav-og-vannkraft/hva-er-vannkraft/