Kilowatthodina, energia, Friedrich Balck
Fyzická jednotka pre prácu
Fyzická jednotka pre výkon
Výkon = práca za čas
1 watt s (Ws) = 1 Newton meter (Nm) = 1 joule (J)
1 kiloWatthodina (kWh) = 3 600 000 Nm = 3 600 000 Ws = 3 600 000 J = 3 600 kJ
Príklad:
= 3 600 metrov x 1 000 newtonov
= 3 600 metrov x 100 kg x 9,81 m/sІ
tj zdvih cca 100 kg na 3 600 metrov Poznámka *)
alebo zdvihnite približne 1 200 kg na 300 metrov.
Elektrická energia
1 kilowatthodina (kWh) = 3 600 000 watt sekúnd (Ws)
čo zodpovedá 20 ct (od roku 2008); 28 ct vrátane DPH od roku 2014
Tepelná energia
Zahrejte 1 kg vody na 100 ° C, W = 4,19 x 1000 x 100 watt-sekúnd
= 419 000 watt sekúnd = 0,12 kWh (kilowatthodina)
Zahrejte 8,6 kg vody o 100 °, W = 1 kWh
(1/0,12 = 8,6)
Odparí sa 1 kg vody, W = 2 100 000 watt sekúnd = 0,58 kWh
(2100/3600 = 0,58), (pri separačných prácach pre bubliny pár je to 2256 kJ/kg)
Odparí sa 1,7 kg vody, W = 1 kWh
Chemická energia
1 milión zemného plynu má 8,9 kilowatthodín alebo 0,11 milióna zemného plynu má 1 kWh
zodpovedá približne 7 ct (v závislosti od polohy a tlaku vzduchu, od roku 2008); 9,3 ct vrátane DPH od roku 2014
| 1 kg alkoholu (85%) | 25 300 kJ | 7 kWh |
| 1 kg benzínu | 42700 kJ | 11,9 kWh |
| 1 kg čierneho uhlia | 30 000 kJ | 8,3 kWh |
| 1 kg propánu/butánu | 46 000 kJ | 12,7 kWh |
| 1 kg dreva (suché) | 16 000 kJ | 4,4 kWh |
| 1 kg vykurovacieho oleja EL | 41 000 kJ | 11,4 kWh |
| Obr. 01: Eiffelova veža je vysoká viac ako 300 metrov. (FB) | Obr. 02: Toto Volvo váži okolo 1 200 kg. Jej zdvihnutie na Eiffelovu vežu je zhruba ekvivalent kilowatthodiny. (FB) |
| Obr. 03: Rýchlovarná kanvica a váha, ako aj merač energie, praktický experiment na stanovenie odparovacieho tepla a tepelného výkonu rýchlovarnej kanvice. 1,7 kg odparovanej vody zodpovedá jednej kWh (FB) | Obr. 04: Energetický obsah bukového dreva, 1 kg, má asi 4 kWh (FB) |
| Obr. 05: Ohrev vody liehovým sporákom, 143 g alkoholu zodpovedá jednej kWh (FB) | Obr. 06: Ohrev vody kempingovým plynovým sporákom, 78 g plynu zodpovedá jednej kWh. (FB) |
| Obr. 07: Zodpovedá jedna kilowatthodina. (Náklady na horný Harz v roku 2006) | |
Tepelná energia, výkon, zvýšenie teploty
Keď teplota stúpa, je badateľný značný stratový výkon, čo vedie k čoraz väčšej sploštenej krivke. Výkon skutočne prichádzajúci do vody, určený z gradientu, sa s rastúcou teplotou zmenšuje a zmenšuje. Rast teploty je preto pomalší.
Po vypnutí kúrenia sa dá z chladiacich kriviek zistiť strata výkonu. Pri zhruba 95 stupňoch je to okolo 200 wattov.
Pri ohrievači s výkonom 200 W by bolo preto nemožné zahriať až na 100 stupňov.
Spotrebovaná tepelná energia sa pohybuje okolo 0,1 kWh, čo je cena okolo 2 ct. (2008) (FB)
Elektrická energia: 5 000 kWh ročne, to je 5 000 x 0,20 ct = 1 000 eur/rok
alebo za deň: 13,7 kWh a 2,75 eura
Zemný plyn: 30 000 kWh ročne (3 370 miliónov zemného plynu), čo je 30 000 x 7 ct = 2 100 eur/rok
alebo 82 kWh za deň a 5,7 eur za deň
Drevo: 30 000 kWh ročne (6810 kg palivového dreva, asi 10 až 12 metrov kubických buka)
* Meranie gravitácie, stanovenie gravitačného zrýchlenia
=> Zdvihnite 100 kg na 3 600 m.
Vzorec W = m g h predpokladá, že g je všade rovnaké. Je to však iba približne pravda!
Bežne sa používa 9,81 m/sІ. V zjednodušenom vyjadrení sa počíta s 10 m/sІ.
Presne so špecifikáciou 9,81 m/sІ 3669 m namiesto toho 3 600 m.
Je to pravda v Nemecku?
Môžete to vyskúšať tu:
http://www.bkg.bund.de/nn_175462/DE/Bundesamt/Geodaesie/GeodIS-WA/WApp/SwrBer/swrber00__node.html__nnn=true
(program počíta iba výšky do 3 100 m)
Napr. Existuje rozdiel medzi Lьbeck a Mьnchen pre napr.
54 °; 10,2 ° (asi Lübeck) výška 0 => 9,8142; Výška 3100 => 9,80818
48,1 °; 11,6 ° (Mníchov) výška 0 => 9,80816; Výška 3100 => 9,80207 stredná hodnota okolo 9,805
Vidíte, že aj v rôznych výškach vychádza niečo iné.
Bolo by to pre Mníchov 3529,8 m, ale stále je ich o niečo menej, pretože Mníchov je na rozdiel od toho, čo je uvedené v návrhu zákona, už asi 540 m n.
Tento výpočet by však mal študentov ohromiť. Počítajte teda s 10!
ohrievač, Plyn/olej alebo elektrický
Vykurovanie elektrickou energiou je podstatne nákladnejšie ako plynom.
Kilowatthodina plynu stojí okolo 9 centov, cena elektrickej energie okolo 28 centov. To ťa robí Faktor 3.1 (2014).
Ak potrebujete na vykurovanie v obidvoch prevádzkových režimoch približne rovnaký počet kilowatthodín, potom za elektrické kúrenie zaplatíte trojnásobok ceny.
Ak vezmeme do úvahy straty v potrubí, komíne, zásobovaní atď., Výhoda plynu sa trochu zníži.
ohrievač, Plyn s drevom
Januára 2015
| Zdroj tepla | Kombinovaný kotol CTC vyrobený v roku 1982 | Plynový kondenzačný kotol |
| palivo | Drevené brikety (štiepky) | zemný plyn |
| spotreba | 30 kg | 10 minút |
| Obsah energie | 4,8 kWh/kg | 8,9 kWh/min |
| Množstvo tepla | 144 kWh | 89 kWh |
V januári 2015 stálo 30 kg drevnej štiepky 6,9 eura.
Výsledkom 89 kWh plynu je 9,3 ct/kWh (vrátane DPH od roku 2014) 8,3 euraCena palivového dreva je iba (6,9/8,3
0,83) 83% v porovnaní s plynom
Ak k tomu pripočítate náklady na prepravu brikiet, cenový rozdiel je ešte menší.
Pri maximálnom zaťažení automobilu s vodičom 400 kg musí človek splniť túto požiadavku na teplo asi každých 13 dní cesta k predajcovi.
Výlet so 40 kusmi balíkov s hmotnosťou 10 kg * 2,3 eura/balík znamená 92 eur za drevo plus benzín, opotrebenie a čas.
Predpokladaná výhoda kúrenia drevom oproti kúreniu plynom sa tak ešte viac zmenšuje.
Kúrenie pomocou elektrického tepelného čerpadla
Tepelné čerpadlo prenáša množstvo tepla z nižšej teplotnej úrovne (ktorú nemožno použiť v radiátore) na vyššiu. napr. teplota Zeme 8 ° -> teplota vykurovacej vody 35 °.
Potrebuje na to pohonnú energiu. The Výkonnostný údaj (v zmysle „účinnosti“) označuje, koľko tepelnej energie získate na energiu pohonu. Bežné sú koeficienty výkonu od 3 do 4. Ak je teplotný rozdiel malý, je vyšší a ak je väčší, je menší.
napr. 8 ° -> 35 ° má vyšší výkonový koeficient ako 8 ° -> 45 °. (Chladnejšie podlahové kúrenie v porovnaní s teplejšími radiátormi)
V praxi sú však nižšie teploty často ešte nižšie.
Vplyv na využiteľné množstvo tepla (kilowatthodina):
Ak sa v elektrárni pri výrobe elektrickej energie stratia 2/3 primárnej energie, zostane iba 1/3. Ak teraz pracuje elektricky poháňané tepelné čerpadlo s koeficientom výkonu 3, potom je celková hodnota
the Faktor 1/3 * 3 = 1.
t.j.
Ak primárnu energiu používate priamo na vykurovanie, získate rovnakú celkovú účinnosť.
Šetríte náklady na systémy, elektrické vedenie atď.