Replacing the anode rod in my hot water tank to extend its life

Note, this is a revised re-post from my old blog that is now off-line. 

Every three months I connect a hose to the bottom of my water heater and drain a few gallons into a white bucket to remove gunk and the debris that comes off the sacrificial anode rod as it slowly dissolves. The purpose of this anode rod is that it dissolves through a process of electrolysis, and by doing so prevents the walls of the tank from rusting out.  Today, I decided to replace this anode rod, because when I drained water earlier I was seeing rust in the water which is a danger sign that the walls of the tank may be rusting out.  Here is a picture showing how it is installed in a standard electric water heater tank:

It is clearly visible at the top of the water heater tank as the only large nut on the top. 
 

Below is a picture of a brand-new rod, and below it what was left of the one that I replaced:

New anode rod

worn out anode rod

Clearly it had done its job, and I am concerned that the walls of my tank may have begun to rust.  I had to borrow a neighbors half inch ratchet wrench, and purchase a 1 1/8 inch socket.  He helped me by bracing the tank while I used the ratchet wrench with a six-foot pipe extension to break loose the old rod.  Fortunately the whole replacement process went fairly easily, all we had to do was shut off the water pressure and drain a little water out of the tank by opening the drain and the P/T valve at the top to allow air to enter before removing and replacing the rod.

This water tank has been in service for six years as my solar hot water storage tank, and another six years prior to that it was my primary source of hot water.  This should serve as a cautionary tale to anyone with a water heater tank.  It is a lot less expensive to replace the anode rod than it is the entire water heater!  I got mine at a local plumbing supply store for about $65 -  compared to at least $300 for the cost of the water heater not including labor, this is a bargain.

Note: due to the low ceiling height clearance, I installed a flexible rod like the one below.  

Generally they are straight and measure 24″ to 36″ long, and some are even longer.  Your anode rod needs to be sized to match your tank.

This is part of my ongoing series that deals with the concept of repairing rather than replacing as a way of living sustainably.  One can argue that living sustainably can save you a great deal of money over the long term, and this has certainly been true for my lifestyle.

 NOTE: The tank finally sprang a leak on July 18, 2020 and I replaced it. More about that here.

«Ikke si, men gjøre» - klimaskepsis på norsk

av Eirik Frøhaug Swensen, Stipendiat i teknologi – og vitenskapsstudier, NTNU/CenSES

Debatten om klimaskepsis i Norge er underlig. Det er tilsynelatende viktigere å holde sin sti ren rent retorisk, enn faktisk å gå inn for en politikk som reduserer utslippene i praksis. Hvor står diskusjonen rundt menneskeskapte klimaendringer i Norge anno 2020? Finnes klimaskepsis på norsk? Etter å ha forsket på dette fenomenet en tid er riktigere å si at det tar andre former enn det man vanligvis forbinder med «tradisjonell» klimaskepsis. Hovedtrenden kan beskrives med en lett omskriving av uttrykket «se, men ikke røre», til «ikke si, men gjøre». Men først litt om den uttalte klimaskepsisen.

De organiserte klimaskeptikerne i Norge er samlet i den lille, men aktive organisasjonen «Klimarealistene». Dette er folk som møtes jevnlig og oppdaterer hverandre på såkalt «alternativ» vitenskap. Klimarealistene og deres meningsfeller når stort sett frem med sitt budskap i leserbrevspaltene til små lokalaviser, og ikke minst i kommentarfeltene til nettartikler. Av og til blir de forsøkt imøtegått av klimaforskerne på Cicero eller av andre eksperter, men som oftest ikke. Det rokker nemlig ikke frontene en tomme. For som i alle moderne vitenskapsdebatter finnes det forskning på begge sider, at den er 98 til 2 i disfavør klimaskeptikerne spiller egentlig ingen rolle; status quo med andre ord.    

Ved siden av de som faktisk engasjerer seg finnes det en taus minoritet på 20-30 prosent av befolkningen som regner seg som klimaskeptikere når de blir spurt i undersøkelser.
Denne gruppen har en aktiv talsmann i blant annet Per Willy Amundsen i Frp. Samme Amundsen ble i forbindelse med klimaforhandlingene i Doha rett før jul ble hengt ut som en slags riksklovn i media og fikk passet sitt påskrevet av såkalt ansvarlige politikere fra de andre partiene. Problemet var at han hadde sådd tvil om realitetene rundt menneskeskapte klimaendringer. Amundsen er neppe den mest velformulerte og nyanserte der han fremstiller CO2 som sosialistenes substitutt for Karl Marx. Likevel er det interessant når han sier at klimaskepsis bør være en fundamental ting for Frp, fordi frihetsverdiene som følger av et slikt standpunkt er sterkt knyttet til Frp som parti. Her taler han åpenbart for den tause minoritet.

Det er altså lite klimaskepsis å spore tross alt, høyst 30 prosent av befolkningen; hva er da problemet? Fundamentalt sett at vitenskapen på feltet er sikker, mens utslippene øker, samtidig som ingen vil kalle seg klimaskeptikere.

Jens Stoltenberg var også dette året tradisjonen tro fremme med klimasaken i sin nyttårstale. At det var mindre konkret enn vanlig og uten særlig glød, er kanskje ikke så rart når man vet hvilken vei det har gått de siste årene. Stoltenberg nevnte isen i Arktis som smeltet raskere enn noen kunne forestille seg bare få år tidligere, men like etterpå fulgte han opp med at mennesket har klart å løfte i flokk før. Vi klarer det denne gangen også, var budskapet. Problemet er bare at han snakker mot bedre vitende, og at han vet det selv. Klimautslippene går ikke ned av seg selv. De øker, og det er et resultat av villet politikk, ikke minst i oljesektoren. Arbeiderpartiets holdning til Lofoten og Vesterålen er bare det siste eksemplet i en rekke.  

Selv om det er lett å latterliggjøre Amundsen og hans likesinnede, er de i hvert fall redelige i sin argumentasjon. De sier at vi må velge mellom business as usual og fortsatt økte klimagassutslipp. Den logiske konsekvensen for deres del er å betvile vitenskapens sannhetsgehalt. Useriøst vil sikkert mange si, men argumentasjonen er i det minste redelig. Det er derfor et preg av skinn-debatt når SV og andre klimaforkjempere til stadighet skal avkreve nettopp Frp svar i klimadebatten. Problemet ligger jo ikke der, men hos SVs på papiret meningsfeller. Helge Lund, Ola Borten-Moe, Jens Stoltenberg, Roar Flåthen og mange med dem sier alle at klimautfordringen er reell og må tas alvorlig. Samtidig inngår de i praksiser og tar politiske beslutninger som de vet vil øke klimagassutslippene. Argumentene er velkjente; vi trenger mer energi, vi trenger arbeidsplasser, vi er renere enn de andre etc. Likevel er det ikke til å komme forbi at utslippene må ned, også her. Så enkelt, og så vanskelig, er det.

Den internasjonale forskningen på feltet beskriver tre typer klimaskeptikere; trend-skeptikere som argumenterer med at global oppvarming ikke kan påvises, sammenhengs-skeptikere som tviler på at menneskelig handling er ansvarlig for de observerbare trendene, og konsekvens-skeptikere som understreker alle de positive effektene ved global oppvarming. I den norske klimadebatten, der nesten ingen vil si at de er klimaskeptikere i tradisjonell forstand, men alle handler som om de er det, må det tilføres en ny gruppe: praksis-skeptikere. For når beslutningstakere med overlegg handler, inngår i praksiser og fatter politiske vedtak som fører til klimaendringer, må de kalles ved sitt rette navn: klimaskeptikere.

Understanding solar insolation

Having solar power systems on one's home means that you become very conscious of the daily and seasonal cycles of the sun.  The word insolation is used to define the total amount of solar radiation energy received on a given surface area during a given time.  It is insolation that is used to calculate how much energy you can get from solar panels or collectors for any given location and time.

If you live on the equator you do not see significant seasonal variations in insolation, but where I live at 44° latitude, it varies considerably throughout the year and it is important to understand this in order to correctly predict how much energy one can extract from the sun.

There is a very helpful web calculator produced by PVeducation.org that produces charts of available solar energy (insolation) for given locations.  I use this tool to create the animation below that shows the available solar energy in Watts/square meter in 10 day increments for the year at my location of 44° latitude North.

I made this animation by taking screenshots at ten-day intervals by adjusting the slider on the calculators webpage.

This clearly demonstrates how the available sun hours per day varies significantly at my latitude.  The chart below shows the predicted versus actual solar energy produced by my solar array and clearly shows the seasonal variations.  The predicted energy was charted using the calculator from National Renewable  Energy Labs called PVwatts which takes into account both seasonal variations and local weather conditions.  The actual data came from monthly energy production reports from my solar array. 

 

Over the years I have added panels to my solar power system which accounts for the annual increase in output.  If you are considering installing solar power or heating systems on your home it is important to be aware of the seasonal variations and the impact of local weather. 

Grønne sertifikater

Økt forbruk, befolkningsvekst og en generelt økende levestandard, gjør at det trengs stadig mer energi for å dekke behovene til mennesker rundt om på kloden. Det snakkes om den store energikrisen, og hvordan man skal klare å dekke energietterspørselen i fremtiden. Samtidig med den voksende energietterspørselen har man den globale klimadebatten som i stor grad omhandler hvordan man kan redusere de store utslippene av klimagasser som ofte kommer i forbindelse med økt forbruk i form av mer transport, mer kraftproduksjon etc. Folk ønsker ikke å senke levestandarden sin for å redusere utslipp av klimagasser som CO2, samtidig som at svaret på utslippsproblematikken gjerne er å få ned forbruket.

Også i Norge merkes et økende forbruk hos befolkningen, og Norge har allerede store CO2-utslipp mye grunnet olje- og gassproduksjon. Spørsmålet er hvordan man både skal få ned CO2-utslipp og møte et økende kraftbehov samtidig. Svaret innebærer ofte å satse på kraftproduksjon fra fornybare energikilder som vind-, biobrensel-, og vannkraft. Ordningen med grønne sertifikater er ett type virkemiddel for å øke andelen kraft fra fornybare energikilder. Grønne sertifikater trenger ikke sees på som et virkemiddel for å få ned utslipp. Meningen med sertifikatene er å møte den voksende energietterspørselen på en mest mulig miljøvennlig måte. En slik ordning vil føre til mer kraftproduksjon fra fornybare energikilder, i tillegg til den eksisterende kraftproduksjonen, uten ytterligere CO2-utslipp.



Tanken med grønne sertifikater er at de som produserer kraft ved bruk av teknologier som utnytter fornybare energikilder, skal få utstedt verdipapirer pr. MWh kraft produsert i en gitt periode etter at produksjonen er iverksatt. Disse verdipapirene blir kalt grønne sertifikater.

Deretter kan produsentene tjene penger på sertifikatene ved å selge dem i et sertifikatmarked. Hva som er ”grønne teknologier”, og som skal få sertifikater, defineres av myndighetene. Ved å pålegge forbrukerne å kjøpe en gitt andel sertifikater, som er proporsjonal med deres kraftforbruk, vil det skapes et marked for kjøp og salg av sertifikatene. Det er myndighetene, som bestemmer hvor stor kvoteplikten på grønne sertifikater skal være for forbrukerne.

Med et slikt system vil produsenter av kraft fra fornybare energikilder ha to inntektskilder som begge er markedsstyrte. De vil ha inntekten fra å selge kraften sin i kraftmarkedet som før, men de vil nå også ha inntekten fra å selge grønne sertifikater i sertifikatmarkedet. Slik vil ”grønne teknologier” subsidieres i markedet, i stedet for å få faste subsidier fra staten slik det er i dagens system.

Sertifikatene er et markedsliberalistisk virkemiddel som baserer seg på frie markedskrefter. Det har til hensikt å gjøre fornybar kraftproduksjon mer konkurransedyktig i kraftmarkedet. Den mest effektive metoden å øke produksjon av fornybar kraft på er, i følge liberalismen, å sette en pris på den og etterlate den til det frie markedet, uten regulering fra staten. Markedet vil deretter styre seg selv gjennom tilbud og etterspørsel.

Norske og svenske myndigheter ble den 07.09.2020 enige om prinsippene for det videre arbeidet med å etablere et felles sertifikatmarked i Norge og Sverige. Det ble da skrevet under på en intensjonavtale om at et slikt marked skal starte opp 01.01.2020(www.regjeringen.no, pressemeldingn nr 102/09).

Så får vi håpe de gjennomfører det denne gangen.

Et riktig sted å si stopp

‘Who controls the past,’ ran the Party slogan, ‘controls the future: who controls the present controls the past.’ And yet the past, though of its nature alterable, never had been altered. Whatever was true now was true from everlasting to everlasting. It was quite simple. All that was needed was an unending series of victories over your own memory. ‘Reality control’, they called it: in Newspeak, ‘doublethink’.

Utdrag fra George Orwells roman 1984

Hvilke klimakonsekvenser vil det få å åpne mer av nordområdene for utvinning av fossil energi?

Politikere fra alle norske partier med unntak av FrP gir i stor grad inntrykk av å ha akseptert at klimaendringene er reelle, at mennesklig aktivitet spiller stor rolle og at vi har dårlig tid når det gjelder å finne løsninger på hvordan vi kan skape et verdenssamfunn som er mindre karbonintensivt. Resultatet av dette så vi blant annet i 2020, da klimaforliket ble signert. I Klimaforliket heter det blant annet at Norge skal være karbonnøytralt i 2030.

Hvis ambisjonen er å være karbonnøytral i 2030, og vi som nasjon skal stå igjen med noe som helst troverdighet, kan vi ikke tillate åpning av områder som i dag er vernet med tanke på oljevirksomhet. Selve produksjonsprossessen vil i seg selv ha store utslipp av klimagasser, men det viktigste er utslippene av selve forbrenningen av den fossile energien som utvinnes. For ingen tror vel at noen vil kjøpe olje og gass for å pumpe den ned igjen i jorda? Det grunnleggende problemet er jo at vi pumper opp karbon fra under jorda, brenner den og sender den opp i atmosfæren som karbondioksid. Vi kan virkelig ikke være så naive å si at det ikke er vårt ansvar å tenke på hvor karbonen i den oljen vi utvinner ender opp. Alt ender opp i atmosfæren!

Det blir derfor ekstremt paradoksalt å snakke om Norge som en karbonnøytral nasjon i 2030, samtidig som vi utreder konsekvensene av utvinning av fossil energi fra nordområdene. Dette bør stoppes så fort som mulig.

Les gjerne også Jan Bojer Vindheims blogg og sjekk flere gode argumenter hos Folkeaksjonen Oljefritt Lofoten, Vesterålen og Senja. Siden jeg er forsker bør jeg vel også henvise til den relevante fagrapporten som kom ut i forrige uke. Fagrapporten nevner imidlertid ikke den problemstillingen jeg snakker om her.

Repairing - not replacing our microwave oven

Our microwave oven stopped working a few days ago - it made a loud humming sound and produced no heat and smelled a little smoky.   I took this as an opportunity to blog about repairing versus replacing.   This is a recent model Sears Kenmore microwave oven that was only about four years old and sending it to the landfill is just not something I am willing to do.  So I did a web search on the model number and found a number of suppliers that sell spare parts.  I am familiar enough with microwave ovens to know that the most likely component to fail is the cavity magnetron.  This is the large expensive device inside that converts electricity to microwave energy.  (And no, it is not "radioactive"!   Microwave energy is in the radio frequency part of the spectrum).  I found a supplier that listed a replacement part for about $65 plus shipping and it arrived in the mail this morning.

Microwave oven with replacement magnetron

Most home appliance repairs can be accomplished with little more than a screwdriver, and the only challenge in repairing this microwave oven was that the screws on the back required security bits to prevent ill-informed people from opening up the device.   Fortunately, I already had a security bit set with almost every known type of security screw bit.  Sets like this can be purchased for around $10 in a good hardware store.

security bit set

After unplugging it, it was a simple matter to remove the half-dozen screws on the back, and then I found a couple of simple Phillips head screws on the sides.  Manufacturers are tricky and will often mix and match screw types and even hide screws underneath paper or plastic labels to prevent you from figuring out how to open up their products.  It is also important to document everything as you remove parts so that you can remember how to put them back together again.  This is where a smartphone comes in very handy, or any digital camera for that matter.  Also be careful never to force anything when you are taking it apart.  If something does not come loose easily, it is probably due to a hidden screw or fastener.  Slow down and look very carefully for well hidden screws or catches.  When products are manufactured the components are designed to assemble quickly and easily and so dis-assembly should require very little force.

Having removed the cover, it was easy to identify the magnetron inside:

microwave oven inside with replacement magnetron

The magnetron itself was secured with standard Phillips head screws:

magnetron secured with Phillips head screws

After I unplugged the electrical connection, I removed the magnetron and installed the replacement, and buttoned everything up again.  A quick test of the microwave oven with a cup of water proved that it was working perfectly and actually sounds quieter now.  This whole process took less than 30 minutes and anyone with the desire to do it can do this themselves.  

In our disposable economy I realize that I am somewhat heretical in that I firmly believe things should be repaired and not replaced without a thought.  I hope that anyone reading this will consider repairing a broken appliance themselves.  Not only is it very satisfying to repair something, but it also saved over $100 on the replacement cost of a new microwave oven.

If you are on a tight budget and happen to see an appliance that someone has put out with their garbage, you might want to consider it an opportunity to acquire an affordable appliance with a little repair work.  If you are even more enterprising, you could do the repair and then donate the appliance to a worthy cause!  All of this is something to consider in the spirit of keeping things out of the landfill.

Klimahensikten med karbonfangst og –lagring

av Helle Augdal Botnen, Stipendiat ved geofysisk institutt, Universitet i Bergen

Karbonfangst og -lagring er et begrep som til tider har vært mye omtalt i media. Særlig i forbindelse med utbyggingen av Mongstad, og åpningen av testfasilitetene der i mai 2020. I hovedsak er det de økonomiske og politiske aspektene ved karbonfangst og -lagring som har blitt viet mest oppmerksomhet i media og under samfunnsdebatt hvilket er som forventet. I mens forsvinner selve hensikten med å utføre nettopp karbonfangst og -lagring noe grunnet manglende fokus. I dette blogginnlegget er hensikten å belyse hva som er ønsket effekt av karbonfangst og -lagring.

Hovedhensikten med karbonfangst og -lagring er å fange opp CO₂ under produksjon og raffinering av olje og gass, for å lagre gassen slik at den ikke blir sluppet ut i atmosfæren. Dette for å redusere utslipp av CO₂ til atmosfæren, og dermed redusere total mengde antropogent CO₂ i atmosfæren over tid. Likevel, hvorfor vurderer vi en så omdiskutert metode for reduksjon av antropogent CO₂?

I følge IEA sin BLUE Map Scenario⁽¹⁾ er det globale målet at reduksjonen i utslipp av antropogent CO₂ til atmosfæren skal bestå av 19% fra karbonfangst og -lagring mot 17% fra fornybar energi innen 2050.



Figur 1: Fra International Energy Agency⁽¹⁾. Nøkkelteknologier for reduksjon av CO₂ utslipp under BLUE Map Scenario.

Med dette menes at 19% av den totale reduksjonen av CO₂ utslipp til atmosfæren er et resultat av karbonfangst og –lagring. Dette i form av at CO₂ som tilvanlig blir sluppet ut fra plattformer, raffinerier, sementfabrikker og liknende blir fanget opp. CO₂ gassen blir absorbert gjennom kjemiske prosesser ved kilden, transportert til lagringsområdet, og til sist lagret. Lagringsområdene vil mest sannsynlig bestå av geologiske formasjoner som har kapasitet til å holde på CO₂ over lang tid.

I og med at olje, gass og sement næringene er de viktigste kildene til CO₂ utslipp i dagens samfunn kan karbonfangst og -lagring være et viktig tiltak. Grunnen til det er at denne reduksjonsmetoden kan være en direkte del av utvinningsprosessen, samt at den kan bistå med signifikant reduksjon av antropogent CO₂. Dette er også en reduksjonsmetode som kan kjøres parallelt med utviklingen av fornybare energikilder, for å kunne få en samlet større effekt på utslippsmengden av antropogent CO₂.

Referanse:

(1) http://ieaghg.org/docs/general_publications/CCS_Brochure_web.pdf

RESolar vinner Grønn fases energipris 2020

Vi er stolte av å annonsere årets vinner av Grønn fases energipris pålydende 50.000 kr: RESolar, ved studentene Erik Thorp, Stian Mundal og Andreas Michelsen fra Entrepenørskolen ved NTNU i Trondheim. Prisen ble overrakt av Olje- og energiminister Ola Borten Moe på konferansen Technoport i Trondheim i dag mandag 16/4.

Erik Thorp fra RESolar mottar prisen fra Olje- og energiminister Ola Borten Moe.

RESolar er en studentbedrift som har som mål å tilby kostnadseffektive solenergiløsninger til kunder i Øst-afrikanske land. Løsningene vil være tilpasset kunder utenfor det nasjonale strømnettet, og vil i de fleste tilfeller erstatte strøm fra dieselgeneratorer som brukes i dag. På denne måten bidrar de til reduksjon i klimautslipp samtidig som deres kunder kan spare penger.

Prisvinnerne Stian Mundal og Andreas Michelsen utvikler prosjekter med potensielle kunder i Øst-Afrika.

Juryens begrunnelse er som følger:

Årets vinner har levert et sterkt bidrag, som viser et godt potensiale med hensyn til å få realisert ideen og dermed også faktisk miljøpåvirkning. Ideen er godt presentert, gjennomarbeidet, og prosjektet har gode muligheter til å lykkes. Juryen har dessuten bitt seg merke i at bidragsyterne har en konkret plan for hvordan prispengene skal brukes og at de kan peke på nytteverdien av prisen for prosjektet.

Juryen mener at det å henvende seg til off-grid krafmarkedet i u-land, med småskala solcelleanlegg, har potensiale til å gi en betydelig miljømessig gevinst, samtidig som det kan bidra til å heve levestandarden i disse områdene. Denne miljømessige gevinsten vil være både lokal og global, i form av lavere utslipp av CO₂ og andre gasser forbundet med dieseldrevne aggregater. Nettopp konflikten mellom økt levestandard i utviklingsland og økte utslipp har vært pekt på som en stor utfordring ved internasjonale klimaforhandlinger, og vi er derfor fornøyd med å støtte et prosjekt som tar in over seg denne doble utfordringen.

Juryen har dessuten lagt vekt på at prosjektet er viktig fordi det fokuserer på den krevende, men kreative kombinasjonen som trengs av teknologiske og finansielle løsninger for å lykkes med teknologisk utvikling og spredning av ny teknologi. Prosjektet fokuserer dermed på et viktig ledd i prosessen fra grunnforskning til fullt ut kommersialisert, storskala teknologi. Denne fasen får sjelden det fokus som er påkrevet for en vellykket gjennomføring av innovasjoner. Prosjektet kan derfor også bidra til å videreutvikle et marked for mindre solcellesystemer.

Vi gratulerer RESolar og ønsker dem lykke til videre!

Improving refrigerator efficiency

I live alone, and my kitchen has a typical refrigerator designed for a full household.   I am not one of those people who needs to keep a lot of food in the refrigerator, so it sits largely empty most of the time. One of the drawbacks of a lot of empty space in a refrigerator is that it becomes inefficient.   Every time you open the door all of that cold air falls out.  If your refrigerator is filled, there is less air to fall out, but more importantly there is more thermal mass storing the cold inside.  My solution to an increase the efficiency of my refrigerator is to store gallons of water in old milk containers.  This is a simple, easy solution that seems to reduce the run time of my refrigerator.  If you have empty space in your refrigerator, I suggest you save some milk containers and rinse them out thoroughly and store water in them, it's always handy to have some cold water around anyway.

Var det riktig å bygge ut Altakraftverket?

Var det riktig i sin tid å bygge ut Altakraftverket?
Fra slutten av 60-tallet tårnet konflikten seg opp mellom naturvernere og kraftutbyggere. Teknologien i kraftutbyggingen var kommet så langt at reguleringene kunne utføres langt mer omfattende enn tidligere, og mange følte at vannkraften hadde fått for mye armslag. Naturvern ble satt på dagsorden, og var kommet for å bli. Sivil ulydighet ble første gang benyttet av en aksjonsgruppe med Arne Næss i spissen under Mardøla-aksjonen i Møre og Romsdal på sommeren 1970, og ble i enda sterkere grad benyttet ved Altautbyggingen seinere.

Planene for Altavassdraget var enorme, men ble til syvende og sist en anelse reduserte. Likefremt har kraftverket demmet ned flotte naturområder. Nå brukes Altakraftverket som en uoffisiell måleenhet for å sette størrelsen til andre kraftverk i perspektiv. Ett Altakraftverk tilsvarer altså 150 MW og 655 GWh. Kanskje er måleenheten blitt så populær nettopp fordi konsekvensene av Altakraftverket i sin var så enorme og at det faktiske utbyttet bare var sånn halvveis tilfredsstillende?

Ok, Altakraftverket har ødelagt mye natur og hatt en rekke andre konsekvenser. Men hvordan skulle man ellers klart å skaffe 655 GWh med elektrisk strøm til utvikling av Finnmarks-regionen? Muligens er det et paradoks at aktivistene i sin tid etterspurte strøm i teltene sine for å lese sakspapirene imot kraftverket.



I Nepal erfarer de et kronisk underskudd på kraft i vintersesongen. Som et resultat er de nødt til å praktisere "load shedding", altså at elektrisitetsverket kontinuerlig og rullerende kutter strømmen til enkelte bydeler i Kathmandu. Det vil si at én bydel er uten strøm fra 6 til 8 før stafettpinnen ruller videre til neste bydel. På denne måten klarer elektisitetsverket på en brutal måte å holde forbruket nede. Hva ville reaksjonen vært om "load shedding" blir iverksatt her hos oss?

I Himmelblå vil Leif bygge ut en feit vindpark på Ylvingen, men han møter ikke overraskende liten sympati i lokalmiljøet. Man står overfor dilemmaet om å bevare den uberørte naturen eller skaffe ny strøm til mer forbruk og utvikling. Hvor mye natur er vi villige til å ofre før vi reduserer forbruket vårt?

Etter dereguleringen av det norske kraftmarkedet på starten av 1990-tallet ble det åpnet opp for full konkurranse på produksjon av elektrisk kraft, og alle kraftselskapene ble presset til å tenke profitt. I dag ser vi at utbyggere, særlig innen småkraft, kun utnytter "indrefileten" av ellers drivverdige fossefall. Med dette utsagnet mener jeg at kraftselskaper realiserer de utbyggingsplanene som gir maksimal profitt, mens det fremdeles er energi i elva som går "til spille" i friksjonstap og uutnyttet fallpotensiale. Dersom en utbygger legger beslag på en ressurs forplikter han seg til å utnytte den helhjertet. En mer helhjertet utnyttelse av ressursen kan fremdeles være lønnsom, selv om den ikke profitten er maksimert.


I enkelte tilfeller finnes det også gode, urealiserte vannkraft-prosjekter med ubetydelige eller ingen miljøkonsekvenser. Men dessverre med urimelige utbyggingskostnader. Vil slike natur-vennlige, men ulønnsomme prosjekter noen gang bli realiserte under dagens markedsøkonomiske rammebetingelser?

The Roadmap for nuclear fusion: Delayed by funding issues

av Ralph Kube, Stipendiat ved Institutt for fysikk og teknologi, Universitet i Tromsø

Research in fusion energy began in the 1950s when researchers realized the huge energy potential that was possible to harness from this energy source. At the time, tapping the strong nuclear force as energy source was only possible through nuclear fission, which is by splitting unstable heavy nuclei and utilizing the residual heat.

On the one hand, fission plants deliver steadily large amounts of electricity. On the other hand, this same power source has been responsible for large catastrophes, where their far-reaching consequences still difficult to grasp.

So why not harvesting energy through fusion instead, it is safer. Reaction yields for fusion processes are in the same order of magnitude as for fission processes and around 3 orders of magnitude larger than for chemical reactions.

The original idea for a fusion reactor is, as phrased by the French Nobel laureate Pierre-Gilles de Gennes,  "We say that we will put the sun into a box. The idea is pretty. The problem is, we don't know how to make the box." This has been the major research focus in nuclear fusion for the past 40 years, in a nutshell.

To sustain a fusion reaction, one has to heat up gas to some 150.000.000 kelvin so that the gas turns into plasma,
and confine the plasma by magnetic fields while avoiding contact between the plasma and the reactor walls. In this environment, light nuclei fuse to heavier ones, producing fast neutrons and alpha particles. The kinetic energy from the neutrons is harvested in a heat exchanger surrounding the fusion chamber.

Such requirements push the boundaries of physics, engineering and material sciences. In the 1950's energy from nuclear fusion was only fifty years away. Now, sixty years later since the first prediction, current roadmaps predict that the first functional reactor, designed to yield several Giga-watt of power, would be put out on grid by 2040. 

What has gone wrong?

The biggest problem with international fusion programs is funding. Once, several alternatives with different levels of funding requirement were suggested by the US Department of energy’s road map toward accomplishing fusion energy. Among the alternatives, the most ambitious but expensive one would have lead to a functional reactor by 1990. A moderate and reasonably less costly alternative of those, would have given us a reactor in 2005. However, the actual annual budget allocated to research turned out to be much less than the amount envisioned when the road map was published.

Even with the scarce resources; however, impressive results were possible to achieve in the field. The last few decades’ advancement in the areas of plasma confinement, reactor operation and material sciences have cleared the way for the ITER test reactor, which its construction has recently begun in southern France. ITER, previously meaning "International Thermonuclear Reactor", now "ITER" to mean " the way in Latin", is expected to demonstrate the realization of fusion energy. There is a huge scientific ambition behind the ITER project: to be able to confine a burning plasma for several minutes yielding 500MW, i.e. 10 times the power needed for running the reactor. This is extremely larger when compared to what has been possible to achieve by the current world record holder in fusion energy, JET, a facility in England that has reached a peak yield of 16MW for less than a second.

The first plasma discharges test in ITER is planned for 2020. In 2027, the first fusion experiments will be running in ITER. Outcomes from the ITER project, in addition to being of great value to the scientific community, could contribute to bring nuclear fusion on the list as safe, environmentally friendly and reliable power source.

Interior storm windows - thermal study

In an earlier blog post I talked about the benefits of installing interior storm windows to reduce heating bills in cold climates.   You can purchase these double pane plastic film windows for about nine dollars per square foot, or you can make them yourself for around $1.25 per square foot.   Instructions to build them yourself or on my website.   They consist of a wood or metal frame with heat shrink clear plastic on both sides creating a trapped air layer in between.  They fit snugly into the window with highly compressible weatherstripping that prevents air movement through a leaky window.

I have installed these interior storms throughout my workshop because the original windows were cheap, single pane, double hung units that are very leaky.   When I first closed in the building from being an open barn to a heated space I purchased commercial interior storms, and more recently have added my own handmade ones as well.  For every trapped layer of air, an R-value of one is added.  So starting with a single pane of glass, by adding a double pane interior storm there are two trapped air layers creating and R-value of two, and by adding a second interior storm I am upgrading my original windows by an R-value of 4 which is very significant.

Fluke VT04 Visual IR Thermometer

This evening I decided to document the thermal efficacy of these window treatments using my VT04 Visual IR Thermometer made by Fluke.  The temperature outside was almost exactly at freezing and I started by taking a picture of the window with a temperature reading of the glass surface at 31.7°F:

Then I proceeded to take thermal images of the window itself, followed by each of the additional interior storm windows:

By adding my homemade interior storm window I gained 3.6°F and then adding the commercial aluminum framed interior storm window I gained an additional 1.8°F for a total improvement of 5.4°F.  While I adjusted my thermal camera to compensate for the low emissivity of the reflective surfaces, I cannot be sure these readings are entirely accurate, but they certainly convey the concept.

My homemade window is framed with 1X2" primed pine lumber with 3/4" spacing between the panes, while the commercial one is framed in aluminum with only 1/4" between the panes.  Additionally, the air gap between the glass and my window is between one and 2 inches, while the air gap between my window and the commercial one mounted to the surface of the window framing is around 4 inches.  Larger air gaps are less efficient because they can function as a heat pump as cold air flows down at the colder surface and warm air flows up the warm surface creating a circulation.

 

Solar collectors and panels explained

I am often surprised when I come across people who are unaware of the difference between a solar panel a.k.a. PV (photovoltaic) panel and a solar collector.  Both types are seen installed on sloping roofs that face south.  (They are never seen on north facing roofs in the northern hemisphere, so if you are lost and see them on a roof you can generally assume they are facing south). So for those who do not know the difference, here is a simple clarification.

A solar collector is a device that absorbs heat from the sun which is then used directly or stored in a tank inside the home.  Collectors can be used for both building heating and domestic hot water heating.   Here is a very basic diagram showing how it works.

The principle is similar to leaving a garden hose out on your lawn on a sunny day - the water will come out warm.  Collectors are much more efficient and sophisticated version of this.

There are essentially two types of collectors.   Flat plate collectors are often confused for solar panels because they are large rectangular devices with glazing on the front.  Inside there are sheets of black metal heat absorber material coupled to copper plumbing.

The other type of collector is an evacuated tube collector like this:

These collectors have a heat absorber pipe inside something that is similar to a glass thermos bottle.  Heat is transferred to the plumbing manifold header at the top.  The vacuum glass tube prevents heat loss and improves efficiency.

On my property I use flat plate collectors on my house to heat water, and on my workshop building to heat the building via radiant floor and radiators.   Both systems also use small solar panels to provide electricity for the circulation pumps that pump the antifreeze fluid through the collector to the storage tank.  Due to the lower cost compared to solar electric panels, both of these systems generally have had a much shorter return on investment than solar electric systems.

Solar electric panels are made from arrays of solar cells that generally have a blue cast to them.  Each panel is framed in aluminum with a glass front.

Solar panel consisting of solar cells

The image below shows a roof covered with a combination of 3 collectors and an array of solar panels.

Photovoltaic (PV) panels produce electricity directly from sunlight.  This electricity is DC (like a battery) and flows in one direction only so it must be converted into AC (alternating current) in order to provide power to our homes.  An electronic device called an inverter performs this function.

Power is sent from the inverter to the main electrical panel in your house.  If the solar array is generating more power than you are using in your house, then the utility meter runs backwards.  In most places, the utility credits you for the energy you feed back into the grid.  In a sense you are banking this energy for future use and using the utility as your storage medium.  In an off-grid solar power system energy is stored in batteries for use overnight and when there is no sun.

My solar array consists of 31 panels, each with its own micro inverter that converts the power to 240 V AC right behind each panel.  In the summer I have an energy surplus that is banked and used up in the fall.

Solar electric array on left and collectors on right

Solar panels and collectors are designed to operate in bright direct sunlight, but can also produce some useful energy and heat on overcast days.  The collectors on my building shown above are facing due south, and since I had no large south facing roof; I mounted the solar panels on the west facing roof which required about 30% more panels than if they had been facing due south.

I hope this helps to clarify the difference between these two renewable energy sources.

Easy composting using an Envirocycle

Nearly 20 years ago I purchased an Envirocycle composter and have used it continuously ever since.  This elegant and simple to use device has been around for over 25 years and is made in America from recycled plastic and shipped in packaging made from 100% recycled materials.  

I put kitchen scraps in it every week or so and occasionally add dry materials as needed such as sawdust or leaves in the fall.  Every week or so I rotate the barrel 3 full rotations, this mixes the contents and accelerates the composting process.  When everything is in balance, there is little to no smell and I leave the unit off the side of the front porch where it is easy to rotate.  The black drum warms up in the sun which also enhances the composting.  Liquids drain through into the liquid collecting base that can store up to a gallon of compost tea.  In the spring and fall I drain this tea into a 5 gallon bucket and then dilute it about 10:1 and use it to fertilize my blueberry bushes and raised vegetable beds.  When I want to use the compost, I simply roll the barrel across the garden to where I need to empty it and then shovel the compost directly onto the vegetable bed or locations where it will be applied.

adding fresh kitchen scraps

Draining the compost tea from the base

diluted compost tea on the left