Pokud jste se někdy podrobně podívali na účet za elektroměr nebo elektřinu, možná jste si všimli, že jednotky spotřeby elektřiny jsou uvedeny v kWh neboli kilowatthodinách. Pokud nemáte formální vzdělání ve fyzice, je tato jednotka pravděpodobně matoucí. Představuje to energii? Napájení? Nebo jsou stejné? Nebo je kilowatthodina něco úplně jiného?
Hlavním problémem pro každého, kdo platí účet za elektřinu, je samozřejmě pochopení spotřeby, jak by mohla v průběhu času kolísat roku a co by se dalo udělat pro snížení spotřeby v daném časovém období bez ohrožení důležitého domova nebo pracoviště funkce. Chcete-li to provést, musíte nejprve pochopit, co je kilowatthodina a proč je tato jednotka použita ve výpočtech, spíše než něco základnějšího.
Co představuje kWh?
Pokud nic jiného, pravděpodobně jste obeznámeni s pojmem watt, jednotka používaná ke klasifikaci žárovek. Watt je standardní jednotka výkonu ve fyzice a výkon je zase energie za jednotku času. Standardní jednotkou energie je joule a lze ji odvodit mnoha způsoby; nejběžnější je síla vynásobená vzdáleností. Standardní jednotkou síly je newton, zatímco vzdálenost je metr, takže joul je opravdu newtonmetr. Energie má mimochodem stejné jednotky jako práce a teplo a může být vyjádřena jako ergs, kalorie nebo britské tepelné jednotky, v závislosti na povaze problému, který má být vyřešen.
Pokud je síla energie rozdělená časem, pak kilowatthodina musí mít jednotky energie, protože vynásobením a jednotka výkonu jednotkou času ruší časový faktor ve jmenovateli výkonové části jednotka. Když víte, že kilowatt je 1 000 wattů a jedna hodina zahrnuje 3 600 sekund, pak máte:
1 kWh = (1 000 J / s) (3 600 s) = (3 600 000 J) = 3,6 megajoulů = 3,6 MJ.
Spotřeba energie v USA na jednoho spotřebitele
Podle Úřadu pro informace o energii v USA spotřebovala průměrná domácnost v roce 2017 mírně méně než 10 800 kWh elektrické energie. Některé předměty pro domácnost jsou notoricky známé. Například sušička spotřebuje přibližně 5 000 wattů nebo 5 kW, zatímco špičková řada spotřebuje více než 8 000 wattů nebo 8 kW. Ohřívač vody se přihlásí s výkonem 2 500 W (2,5 kW) a typická klimatizace má výkon přibližně 1 600 W (1,6 kW).
Převod kWh / rok na watty nebo kilowatty
10 800 kWh za jeden rok je přibližně 900 kWh za měsíc (10 800/12 měsíců = 900) a přibližně 30 kWh za den (s použitím měsíce 30 dnů, 900/30 = 30). Když se podíváme ještě hlouběji, protože tam je 24 hodin denně, znamená to asi 1,25 kWh za hodinu (30/24 = 1,25). Jelikož je „hodinová“ jednotka v kWh / h zrušena, vyplývá z toho, že vynaložení 10 800 kWh energie v průběhu roku vyžaduje stálý odběr energie 1,25 kW nebo 1 250 wattů.
Pokud se 10 800 kWh za rok převede na 1,25 kW, pak je přepočítací koeficient:
(10 800 kWh / 1,25 kW) = 8 640 hodin.
Jedná se o postupný postup, jak zjistit, co mohlo být matematikům jasné hned od začátku: Chcete-li se dostat z kWh za rok na kW, stačí vydělit počtem hodin za rok. Ačkoli výše uvedený příklad dosáhne 8 640, je toto číslo nepřesné kvůli zaokrouhlování provedenému v problému. Ve skutečnosti musíte vynásobit počet hodin za den počtem dní v roce, a pokud opravdu chcete získat fantazie a faktor v přestupných letech, průměrný počet dní v roce je 365,25, ne 365, protože přestupný rok nastává každé čtyři let. Přesnější způsob, jak odvodit kW z kWh / rok, znamená vydělit:
(365,25) (24) = 8 766 hodin.
Chcete-li místo toho přejít z kWh / rok na watt, jednoduše vynásobte tento výsledek 1 000, protože kilowatt je 1 000 wattů.