Spilder ledningsmodstand halvdelen af strømmen?

Henning Heiselberg spørger:

Er det korrekt, at ca. halvdelen af energiproduktionen spildes pga. modstand i ledninger? Hvis superledere ved stuetemperatur udvikles i den nærmeste fremtid, hvad vil dette så betyde for reduktion af energiforbruget i MW og kr., CO2 udledning, osv.?

Erik Herse, senioringeniør ved Center for Elteknologi på DTU, svarer:

Det er ikke korrekt! Jeg vil tillade mig at gå ud fra, at spørgeren mener elektrisk energiproduktion, samt at der tænkes på elforsyningsnettet - både transmission- og distributionsnet, idet spørgeren også omtaler superledere. Derfor vil jeg se bort fra tab i forbindelse med f.eks. fjernvarme- og naturgasledninger.

Ifølge den seneste statistik fra brancheorganisationen Dansk Energi var det samlede elforbrug i 2008 33.955 GWh. Nettabene er her angivet til 1.335 GWh og tabene i transmissionsnettet til 899 GWh. Sammenlagt betyder det, at de totale tab som følge af modstand i ledninger udgør omkring syv procent, og altså langt fra ca. halvdelen. Disse tal indeholder også tab i transformere og andre netkomponenter.

Selve kraftværksgeneratorerne, der jo indeholder viklinger og altså elektriske ledninger, har tab på nogle få procent. Desuden kommer så tab i bygningernes elektriske installationer samt tab i elektriske apparater, der er vanskelige at gøre op.

Hvis vi anvender superledere, vil de først og fremmest blive anvendt til generatorer, transformere og stærkt belastede dele af transmissionssystemet, men næppe i distributionsnettet eller hos forbrugere, dog bortset fra ekstremt store forbrugere eller helt specielle anvendelser som f.eks. hospitalsscannere.

Superledere har den egenskab, at den elektriske resistans er nul, men ved vekselstrømsanlæg optræder en beskeden reaktans pga. superlederens konstruktion. Spørgeren taler om superledere ved stuetemperatur, hvorfor der kan ses bort fra køletab.

Forestiller vi os nu, at sådanne superledere bliver økonomisk attraktive i en grad, så dele af det danske elsystem kan udskiftes, så vil vi måske kunne reducere tabene med 700 GWh, hvilket igen kunne betyde en reduceret kraftværkskapacitet på 100 - 150 MW. Ved kulfyring regnes med 0,86 ton CO2 pr. MWh og ved naturgasfyring 0,55 ton CO2 pr. MWh. CO2-reduktionen vil således være i størrelsen 400.000 - 600.000 ton.

Og hvad koster det så, eller rettere hvad kan spares ved et sådant anlæg? Tja - kraftværkskapaciteten vil nok betyde reducerede anlægsomkostninger i størrelsen 1 - 2 mia. kr. og regner vi med en elpris på omkring 40 øre/kWh giver det så årlige besparelser i størrelsen 300 mio. kr.

Spørg Scientariet er redigeret af Julian Henlov

Kommentarer (15)

Ja, det er klart da kobber og andre ledere som de bruger har en modstand der ændre sig med temperaturen.
kobbers modstand stiger faktisk 0.393% pr grad
så fra 0 til 20 grader bliver det til hele 7.86% extra modstand, denne temperatur ændring går nok også igen inden i de store transformatore, selv om de så måske er 100 grader varme, vil 20 graders ændring jo stadig give samme ændring i modstanden.

  • 0
  • 0

[...] så fra 0 til 20 grader bliver det til hele 7.86% extra modstand, [...]

Jep, det er vi helt enige om og P = R * I² osv.

Mit spørgsmål var om vi havde tal for det i elnettet ?

I fremtiden bliver sommerspidsbelastningen jo større og større, jo flere der installerer air-condition og klima-anlæg, men jeg kan ikke gennemskue om det påvirker gennemsnitstabet væsentligt eller ej ?

Da jeg boede i Californien var der en 100+kV ledning der blev så varm af sommervarme+belastning (og muligvis Enron) at man kunne se den synke længere og længere ned med det blotte øje.

Poul-Henning

  • 0
  • 0

Det er helt korrekt, at jo varmere ledermaterialet - kobber eller aluminium - bliver, jo større bliver den resistive modstand.

Af hensyn til isolationsmaterialet dimensioneres ledertværsnittet, så temperaturen ikke overskrider, hvad dette kan tåle. Dette kaldes lederens strømværdi, som kan korrigeres for, hvor den placeres.

De omkring syv procent nettab, som jeg nævner i mit svar, er en gennemsnitsværdi over hele året. Øges forbruget om sommeren, øges tabene også, men det vil stadig være omkring syv procent.

  • 0
  • 0

I Danmark bliver en større og større del af distributions- og nu også transmissionsnettet kabellagt.
Da man graver et kabel ned i ca. en meters dybde vil den omgivelses temperatur kablet ser ikke svare den øjeblikkelige omgivelsestemperatur, men mere noget som minder om en middel temperatur over en periode på måske en måned. Sesson variationen bliver derfor ikke nær så dominerende som for luftledninger.

  • 0
  • 0

Sesson variationen bliver derfor ikke nær så dominerende som for luftledninger.

Enig, men til gengæld vil kablet have en højere gennemsnitstemperatur, for plastic isolerer ganske glimrende, hvorimod luftledninger nemt slipper af med varmen.

(og så er der de kapacitive tab og hele det show...)

Poul-Henning

  • 0
  • 0

Det er klart, at jo længere væk produktionsstedet er i forhold til forbrugsstedet, jo større bliver transmissionstabene.

Det er dog sådan, at køber vi f.eks. strøm i Narvik, så er det ikke den strøm, der produceres deroppe, som vi får leveret her.

  • 0
  • 0

Det er dog sådan, at køber vi f.eks. strøm i Narvik, så er det ikke den strøm, der produceres deroppe, som vi får leveret her.

Klart nok, men der må dog være et større end gennemsnit tab på den strøm der skal igennem halvdelen af Sverige og under sundet ?

Og helt galt må det da gå for strøm der skal igennem AC/DC/AC kablerne ?

Er der et sted hvor man kan se de enkelte transmissionsfaciliteters tab ?

Poul-Henning

  • 0
  • 0

Frit efter hukommelsen, så har en kraftværksblok som Avedøre2 et egetforbrug på ca. 40MW, ved fuldlast, hvor den brutto yder tæt på 600MW.

  • 0
  • 0

Eftersom solceller producerer strøm lokalt er der praktisk taget ikke noget transmissionstab på solcellestrøm.

Hvis man antager at 5 % af den danske strøm teoretisk kunne produceres med solceller ville man alene på solcellestrøm spare 188 Gw eller 4 promille af den samlede strømproduktion.

-Ikke nogen imponerende besparelse og desværre heller ikke noget tungt argument for at opsætte flere solceller.

mvhS
www.sparenergiogpenge.dk

  • 0
  • 0

Husk også tværsnitsarealet. Uanset om der er ledningsmodstand eller ej, så er tværsnittet afgørende for hvormange A der kan ledes igennem, frekvensen spiller også ind, men kan negligeres ved 50Hz.

  • 0
  • 0

Det værste er at nogen nu tager det seriøst, det med erstatte 1,5mm2 med 2,5mm2 i eksisterende installationer. :-)

  • 0
  • 0

Det er godt nok en gammel tråd, men jeg faldt over den og vil kommentere den, da det er utroligt hvor slemme spøgelser der fremkommer, når gennemsnitspersonen ikke kender fakta.

Det var en rigtig god artikel, hvor det var godt at høre fakta om elnettet.

Jeg prøvede med simple antagelser at estimere tabet i et gennemsnitshus.

Lad os antage at en hustand har et gennemsnitsbelastning på 3A (5.700 kWh/år), og at ledningstrækket i gennemsnit er 15 m á 1,5 mm2.

Med en modstand for kobber på 0,0175 ohm pr. meter ved 1 mm2 giver det en modstand på 0,175 ohm i ledningstrækket og dermed et effekttab på 1,6 W svarende til 0,24%.

Belastningen fordeler sig naturligvis på flere ledningstræk og den varierer betydeligt over tid, hvilket dog kun påvirker udregningen marginalt (og uden betydning, når der i forvejen regnes i træskolængder).

Det giver altså ikke mening at skifte til større ledningstværsnit i hjemmet af hensyn til besparelser (men der kan være andre hensyn).

Dertil kommer (min kæphest) at ethvert effektab i hjemmet omsættes til varme og dermed nedsætter behovet for opvarmning. Det glemmer man at tage med når der f.eks. tales om energisparepærer. Her ligger hovedparten af behovet for lys i den mørke tid, hvor der også er behov for opvarmning. Det glemmer man fuldstændigt i de populistiske kampagner.

... dermed ikke sagt, at elsparepærer er en dårlig idé - kun at informationen er skævvredet.

... og at der alligevel er tale om besparelser, da prisen for elenergi ved hjælp af afgifter ligger langt over naturgas, og dermed udgør en dyrere energikilde.

  • 0
  • 0

I Danmark bliver en større og større del af distributions- og nu også transmissionsnettet kabellagt. Da man graver et kabel ned i ca. en meters dybde vil den omgivelses temperatur kablet ser ikke svare den øjeblikkelige omgivelsestemperatur, men mere noget som minder om en middel temperatur over en periode på måske en måned. Sesson variationen bliver derfor ikke nær så dominerende som for luftledninger.

OK, det er en gammel tråd, men faldt lige over den.

Tænk nu, hvis man kombinerede jordvarme og elkabler, så

1) varmepumpen får højere temperatur, dvs bedre COP og
2) ledningen blev afkølet, dvs mindre modstand for elværket.

Tydeligvis er problemet at el-kabel og jordvarmekabel må være tæt på hinanden, men hvis dette kunne løses, så var det en fin symbiose - dobbelt besparelse.

  • 0
  • 0