Jeśli kiedykolwiek przyjrzałeś się uważnie licznikowi energii elektrycznej lub rachunkowi za media, być może zauważyłeś, że jednostki zużycia energii elektrycznej są podawane w kWh lub kilowatogodzinach. Jeśli nie masz formalnego wykształcenia w naukach fizycznych, ta jednostka może być myląca. Czy reprezentuje energię? Moc? A może to to samo? A może kilowatogodzina to coś zupełnie innego?
Oczywiście głównym problemem dla każdego, kto płaci rachunek za prąd, jest zrozumienie zużycia, jak może się zmieniać w trakcie kursu roku i co można zrobić, aby zmniejszyć konsumpcję w danym okresie czasu bez narażania niezbędnego domu lub miejsca pracy Funkcje. Aby to zrobić, musisz najpierw zrozumieć, czym jest kilowatogodzina i dlaczego ta jednostka jest używana w obliczeniach, a nie coś bardziej podstawowego.
Co oznacza kWh?
Jeśli nic więcej, prawdopodobnie znasz pojęcie wata, jednostki używanej do klasyfikacji żarówek. Wat jest standardową jednostką mocy w fizyce, a moc z kolei to energia na jednostkę czasu. Standardową jednostką energii jest dżul i można ją wyprowadzić na wiele sposobów; najczęstszą z nich jest siła pomnożona przez odległość. Standardową jednostką siły jest niuton, a odległości metr, więc dżul to tak naprawdę niutonometr. Nawiasem mówiąc, energia ma te same jednostki co praca i ciepło i może być wyrażona w ergach, kaloriach lub brytyjskich jednostkach termicznych, w zależności od charakteru problemu do rozwiązania.
Jeśli moc jest energią podzieloną przez czas, to kilowatogodzina musi mieć jednostki energii, ponieważ mnożenie a jednostka mocy przez jednostkę czasu anuluje czynnik czasu w mianowniku części mocy jednostka. Wiedząc, że kilowat to 1000 watów, a jedna godzina obejmuje 3600 sekund, otrzymujesz:
1 kWh = (1000 J/s) (3600 s) = (3 600 000 J) = 3,6 megadżula = 3,6 MJ.
Zużycie energii w USA na konsumenta
Według amerykańskiej Agencji Informacji Energetycznej w 2017 roku przeciętny dom zużył nieco poniżej 10 800 kWh energii elektrycznej. Niektóre artykuły gospodarstwa domowego są znanymi świniami mocy. Na przykład suszarka zużywa około 5000 watów lub 5 kW, podczas gdy górna część pochłania ponad 8000 watów lub 8 kW. Podgrzewacz wody sprawdza się z mocą 2500 watów (2,5 kW), a typowy klimatyzator ma moc około 1600 watów (1,6 kW).
Zamiana kWh/rok na waty lub kilowaty
10 800 kWh w ciągu roku to około 900 kWh miesięcznie (10 800/12 miesięcy = 900) i około 30 kWh dziennie (przy 30-dniowym miesiącu, 900/30 = 30). Wgłębiając się jeszcze głębiej, ponieważ doba ma 24 godziny, przekłada się to na około 1,25 kWh na godzinę (30/24 = 1,25). Ponieważ jednostka „godziny” w kWh/h jest skreślona, wynika z tego, że zużycie 10800 kWh energii w ciągu roku wymaga stałego poboru mocy 1,25 kW lub 1250 watów.
Jeśli 10 800 kWh rocznie przekłada się na 1,25 kW, to współczynnik konwersji wynosi:
(10800 kWh/1,25 kW) = 8640 godz.
Jest to krok po kroku sposób na ustalenie, co od samego początku mogło być jasne dla maniaków matematyki: aby uzyskać kWh rocznie na kW, wystarczy podzielić przez liczbę godzin w roku. Chociaż powyższy przykład osiąga 8640, liczba ta jest niedokładna ze względu na zaokrąglenie wykonane w zadaniu. W rzeczywistości trzeba pomnożyć liczbę godzin w ciągu dnia przez liczbę dni w roku i jeśli naprawdę chce się uzyskać fantazyjne i uwzględniają lata przestępne, średnia liczba dni w roku wynosi 365,25, a nie 365, ponieważ rok przestępny występuje co cztery lat. Zatem dokładniejszy sposób obliczenia kW z kWh/rok oznacza podzielenie przez:
(365,25)(24) = 8766 godz.
Aby zamiast tego przejść z kWh/rok do watów, wystarczy pomnożyć ten wynik przez 1000, ponieważ kilowat to 1000 watów.