Watt, kilowatt és kilowattóra magyarázata (kW vs. kWh)
A villamos energia néha varázslatosnak tűnik. Vezetékek jönnek be a házadba, amelyek áramot szállítanak. Meghúzol egy kapcsolót vagy megnyomsz egy gombot, és máris kigyulladnak a fények, felébred a tévé, vagy életre kel a kávéfőző. Hogyan működik mindez?
Az alábbi cikkben elmagyarázzuk, hogyan működik az elektromosság, az izzók működtetéséhez szükséges wattoktól kezdve a felhasznált elektromos energia kilowattórájáig, amelyet a közműszolgáltató a havi villanyszámlán rögzít.
Az oldalon:
- Mi az a watt?
- Hogyan hasonlít a villamos energia a vízhez
- A teljesítményáram mérése
- Watt, kilowatt, és kilowattórák
- Hogy az elektromosság olyan, mint egy maraton
- kW és kWh a villanyszámlán
- Hogyan csökkentik a napelemek költségeit
- Az államunk hatása a napenergia értékére
Mi az a watt?
A watt (W) a teljesítmény egy mértékegysége. Gondolj úgy a teljesítményre, mint “a munka elvégzésének képességére”. Technikailag a watt az energiaátvitel mértékegysége, amely másodpercenként egy joule-nak felel meg, de mivel a “joule” szót a középiskolai fizikaóra óta senki sem ejti ki a laboratóriumon kívül, maradjunk a “wattnál”.
A villamos energia esetében a teljesítmény a feszültség szorozva az áramerősséggel. Vagyis egy watt (W) egyenlő egy volt (V) szorozva egy amperrel (A).
Az elektromosságról úgy lehet gondolkodni, hogy olyan, mint a víz. A feszültség a nyomást, vagyis a nyomást, az áramerősség pedig az áramlást jelenti. Amikor az elektromosságról beszélünk, az áramerősséget áramnak is nevezik.
Hogyan hasonlít az elektromosság a vízhez
Képzeljünk el egy tömlőt, amelynek a végén egy szórófej van. Mondjuk, hogy a fúvókának három beállítása van: kikapcsolt, alacsony és magas. A fúvóka mögötti víznyomás állandó; ez a nyomás olyan, mint a feszültség. Kikapcsolt állásban nincs áramlás, tehát nincs áram.
A fúvókát “alacsony” állásba kapcsolja, és máris van áram! Megnövelte az áramerősséget, és folyik a víz. Az áramlást gallon per percben mérjük, és hogy visszatérjünk a metaforánkhoz, ez az áramlás lenne a “teljesítmény”.
A fúvókát magasra kapcsolja, hogy ismét növelje az áramerősséget, és máris nagyobb teljesítményt kap; több “wattot”.
A teljesítmény áramlásának mérése
A víz metaforánál maradva: a kiáramló áramlás a teljesítmény mértékegysége. Irányítsd a tömlőt egy vödörbe 10 percre, és megtelik. A vödörbe ömlő víz olyan, mint a tömlőn átáramló energia mértéke.
Az emberek gyakran a wattokkal a villanykörtén keresztül érintkeznek. Mondjuk egy 100 wattos izzónak ennyi energiára van szüksége ahhoz, hogy világítson. Ha egy 100 wattos izzót egy órán át égve hagyunk, akkor 100 wattórát használtunk el.
Egy kilowatt teljesítmény (kW) 1000 watt, tehát ha 10 darab 100 wattos izzót (1 kW izzót) egy órán át égve hagyunk, akkor egy kilowattórát (kWh) használtunk el.
Ez az egyik oka annak, hogy a kis teljesítményű izzókra való áttérés olyan nagy hatással lehet. Egy LED-izzó, amely ugyanannyi fényt képes kibocsátani, mint egy 100 wattos izzó, mindössze 14 wattot igényel. Ez azt jelenti, hogy 10 darab 14 wattos LED-et 7,25 órán keresztül működtethetünk, és ugyanannyi teljes energiát használunk fel, mint az izzók egy óra alatt.
| 5 | 100 wattos izzót | 2 órán keresztül | |
| 21 | 23-at | .wattos kompakt fénycsövek | 2 órán át |
| 35 | 14 wattos LED izzók | 2 órán át |
Watt, Kilowatt és kilowattóra: Power vs. energia
A watt a teljesítmény, vagyis a munkavégzésre való képesség mértékegysége, a wattóra pedig az energia, vagyis az egy bizonyos idő alatt elvégzett munka mennyisége.
A kilowatt egyszerűen ezer watt, a kilowattóra pedig az ezer watt átlagos teljesítményének egy órán keresztül történő rögzítése.
A teljesítményről és az energiáról gondolkodhatunk úgy is, mint egy maratoni futóról. A teljesítmény olyan, mint az a képesség, hogy egy bizonyos tempóban tudunk futni, a futó által megtett távolság pedig az általa felhasznált energia mennyisége.
2019-ben a világ leggyorsabb maratonfutója szinte pontosan 2 óra alatt teljesítette a versenyt. Ez azt jelenti, hogy elég energiát adott le ahhoz, hogy következetesen körülbelül 13,1 mérföld/óra sebességgel fusson, és a maraton 26,2 mérföldje a felhasznált energia mértéke.
Ha a futó következetes teljesítményét körülbelül 300 wattban mértük, akkor a verseny 26,2 mérföldje alatt 600 wattórát használt fel. Ha 5 órán keresztül ugyanezzel a teljesítményteljesítménnyel tudna futni, akkor a teljes energiakibocsátása 1500 wattóra, azaz 1,5 kilowattóra lenne.
kW és kWh a villanyszámlán
Amint otthonunkban a nap folyamán áramot használunk, egy mérőóra pörög (vagy digitálisan számol), amely folyamatosan rögzíti a felhasznált áram mennyiségét. Ez a mérés a hónap végén összeadódik egy bizonyos számú kWh energiafogyasztássá.
Minden számlázási ciklus végén a vállalat “leolvassa” az Ön mérőóráját, és rögzíti az energiafelhasználás összegét. Ezután alkalmazzák a flancos (és néha rendkívül bonyolult) számításaikat, és kiszámlázzák Önnek a kWh-ként meghatározott centenkénti árat.
Tegyük fel, hogy havonta 1000 kWh-t használ el, és az áramdíja $.15/kWh – a számlája 150,00 $ lenne, plusz minden további csatlakozási és szolgáltatási díj.
Hogyan csökkentik a napelemek az energiaköltségeket
A napelemek energiát termelnek a légkondicionáló, a mosogatógép és más készülékek és eszközök működtetéséhez. A napenergia csökkenti az energiaszámláját azáltal, hogy helyettesíti az áramot, amelyet egyébként a közműszolgáltatótól vásárolt volna.
A napelemek akkor termelnek áramot, amikor a fény fotonjai elektronokat gerjesztenek a panel felületének egyik rétegében. Ezeket a gerjesztett elektronokat a panel másik rétege vonzza, és egy vezető dróton keresztül jutnak el a másik oldalra. Ha ezt az utazást átirányítjuk az otthoni vezetékeken, a napenergiából származó villamos energia felhasználható otthona energiaellátására.
Minden napelem arra van méretezve, hogy teljes napsütés esetén bizonyos számú fotont alakítson át elektronokká – azaz bizonyos wattmennyiséget adjon le. Egy napelem átlagos csúcsteljesítménye manapság körülbelül 340 watt. Egy tipikus otthoni napelemes rendszerhez körülbelül 18 ilyen panelre van szükség, ami összesen körülbelül 6 kW névleges teljesítményt jelent.
Tudjuk, hogy egy 6 kW-os napelemes rendszer teljes napsütés esetén képes ennyi energiát termelni, de bár a nap egész nap süt, technikailag csak délben “teljes”. A nap többi részében a nap alacsonyabb szögben süt.
A fenti feszültség/áramerősség vitához visszatérve, amint elegendő nap éri a napelem felületét, a teljes feszültség készen áll, de az elektronokat gerjesztő fotonok száma alacsony, így az áramerősség (áram) alacsony.
Amint a nap felkel és egyre közvetlenebbül süt a panelre, a gerjesztett elektronok száma megnő a maximumig, vagyis a teljes napfényig. Ha megnézzük a napenergia-termelést napközben, az egy haranggörbére hasonlít, a legalacsonyabb számokkal napkeltekor és napnyugtakor, és egy lekerekített csúccsal a közepén.
Azért, hogy könnyebb legyen megérteni, hogy egy napelem mennyi energiát képes termelni egy átlagos nap folyamán, a napenergiát tanulmányozó emberek kitalálták a napsütéses csúcsidő fogalmát.
Megvizsgálják a Föld egy adott pontján az egész év során rendelkezésre álló összes napenergiát, és ezt elosztják 365-tel, hogy megkapják az átlagos órák számát, amikor a Napnak az ég legmagasabb pontjáról kell sütnie ahhoz, hogy ennyi energiát termeljen.
Tegyük fel, hogy olyan területen élünk, ahol átlagosan 5 napcsúcs-óra van naponta. Az Ön 6 kW-os napelemes rendszere várhatóan körülbelül 30 kWh villamos energiát termelhet egy átlagos napon. Természetesen a legtöbb nap nem átlagos, így valószínűbb, hogy a rendszer termelése egy adott napon több vagy kevesebb energiát termel, de a végeredmény körülbelül 10 950 kWh lenne évente (365-ször 30 kWh/nap).
A fenti példánkat használva, egy olyan otthon, amelynek évente 12 000 kWh-ra van szüksége, a hálózatból származó villamos energia mennyiségét mindössze 1050 kWh-ra csökkentheti a példánkban szereplő 6 kW-os rendszerrel és napi 5 napsütéses csúcsórával. Ez a napenergiának köszönhetően 1 642,50 USD megtakarítást jelent ebben az időszakban.
Hogyan befolyásolja az állam a napenergia értékét
Minden napenergia-kilowattóra egyenlő, de hacsak nem rendelkezik nettó méréssel, nem mindegyiket írják jóvá egyformán az energiaszámlán.
A nettó mérés egy olyan szabály, amely biztosítja, hogy minden egyes kWh napenergia teljes kiskereskedelmi árú jóváírást kapjon a számláján. Ha a napelemek többet termelnek, mint a havi villamosenergia-felhasználás, akkor jóváírást kap, amely a következő havi számlán kerül jóváírásra.
Tudjon meg többet!
A legtöbb államban léteznek nettó mérési szabályok, de van, ahol nem. A napelemek által termelt energia teljes kiskereskedelmi jóváírása nélkül a napenergiára való áttérés pénzügyileg nem olyan előnyös.
Olvassa el állami napelemes útmutatónkat, hogy tájékoztatást kapjon a nettó mérésről, és használja a legpontosabb online napelemes kalkulátort, hogy megnézze a napelemek becsült költségeit és megtakarításait az adott tetőn.
Mennyit takaríthat meg a napelemmel?
Főbb tudnivalók
- A watt és a kilowatt a teljesítmény, vagyis a munkavégzés képessége.
- A kilowattóra az energia, vagyis az idővel végzett munka mértéke.
- A készülékek és eszközök energiát használnak, és ezek bekapcsolva tartása idővel energiafelhasználást eredményez, amelyet kilowattórában mérnek és rögzítenek a villanyszámlán.
- A napelemek energiát termelnek, és a rájuk sütő nap idővel kilowattórányi energiát termel, amely a termelt kilowattórák számával csökkenti a villanyszámlát.