Ефикасности - конверзии на енергија и употреблива енергија
Која е ефикасноста?
Како што е веќе опишано во делот за заштеда на енергија и енергија, практично секоја енергетска конверзија создава и форми на енергија што не се бараат или не можат да се користат. Колоквијално ова се нарекува „загуба на енергија“.
Во случај на блескаво ламба, на пример, само многу мал дел (приближно 5%) од електричната енергија се претвора во посакуваната форма на енергија, имено светлина, додека најголемиот дел (приближно 95%) се претвора во (несакана) топлина.
Не само што моторот на автомобилот генерира кинетичка енергија, туку и небитниот дел од енергијата конвертирана преку согорување се ослободува во околината преку издувните гасови или загревањето на моторот или водата за ладење.
Практично, целата количина на првично достапна енергија никогаш не може да се искористи. Одреден дел секогаш се претвора во непожелни и затоа неупотребливи форми на енергија. Колку е поголем уделот на употреблива енергија, толку е подобра енергетската конверзија.
Се повикува односот помеѓу употребливиот дел од енергијата и вкупната испорачана енергија Ефикасност η (Грчка буква „Ета“). Колку е поголема ефикасноста, толку поефикасно се претвора енергијата.
Ефикасност
Количникот на пропорцијата на употребливата енергија на испорачаната енергија во исто време се нарекува ефикасност η:
Бидејќи процентот на употреблива енергија е секогаш помал од процентот на испорачана енергија, ефикасноста е секогаш помала од 1 или 100%.
Примери за ефикасност
Ефикасност од 0,35 или 35% значи дека 35% од испорачаната енергија може да се искористи. Другиот дел, т.е. 65%, не се користи, но најмногу оди во околината како топлина.
Бидејќи енергијата не се губи во кој било процес, но еден дел не може да се искористи, се зборува и за Девалвација на енергијата.
Причини за непосакувано ослободување на топлинска енергија (топлинска енергија) во околината (а со тоа и за девалвација на енергијата) се првенствено триење и отпадна топлина од издувни гасови или вода за ладење.
Според 2-от закон за термодинамика, претворањето на топлинската енергија во механичка енергија во принцип не е целосно возможно без да се испушти дел од енергијата во околината. Затоа, претворањето на топлинската енергија во електрична енергија во принцип е поврзано со прилично големи загуби на енергија.
Пример централа за јаглен
Постојат централи со лигнит и тврд јаглен. Пред да гори, јагленот прво мора да се исуши и да се скрши. Кога гори 1 кг тврд јаглен станува количина на енергија од околу 29 МJ (MegaJoule) бесплатно. Оваа енергија тогаш е во форма на топлинска енергија.
Со цел да се претвори оваа топлинска енергија во електрична енергија, водата прво се загрева и испарува. Топла пареа (температура до 600 ° C, притисок приближно 250 бари) се користи за возење турбини преку цевка (→ кинетичка енергија или ротациона енергија), при што притисокот паѓа. Турбините придвижуваат генератори кои кинетичката енергија ја претвораат во електрична енергија.
По чистењето, издувниот гас се ослободува во околината, водената пареа се кондензира и се враќа во комората за согорување.
На крајот на денот, учеството на употребливата (електрична) енергија одговара на приближно 40% од енергијата претворена со согорување на јагленот. Ефикасноста е 0,4 или 40%. Во овој случај, нешто помалку од 12MJ (29MJ · 0,4) може да се претвори од 29MJ примарна енергија во електрична енергија.
Следното Дијаграм на проток на енергија ги илустрира енергетските конверзии во термоцентралата и важноста на ефикасноста:
Дијаграм на проток на енергија на термоцентрала
Многу термоцентрали имаат ефикасност што е сè уште под 40%.
Ако, исто така, се земат предвид загубите на линиите за време на транспортот на електрична енергија, како и загубите на конверзија кај крајниот корисник, може да се претпостави дека на крајот, по правило, може да се користат помалку од 30% од примарната енергија што се користи.