Watt, chilowatt e chilowattora spiegati (kW vs. kWh)
L’elettricità a volte può sembrare una magia. I fili entrano in casa tua trasportando energia. Tu giri un interruttore o premi un pulsante, e le luci si accendono, la TV si sveglia, o la macchina del caffè prende vita. Come funziona tutto questo?
L’articolo qui sotto è una spiegazione di come funziona l’elettricità, dai watt necessari per alimentare le tue lampadine ai chilowattora di energia elettrica usati che il tuo servizio registra sulla tua bolletta elettrica mensile.
In questa pagina:
- Che cos’è un watt?
- Come l’elettricità è come l’acqua
- Misurare il flusso di energia
- Watt, kilowatt, e chilowattora
- Come l’elettricità è come una maratona
- kW e kWh sulla tua bolletta elettrica
- Come i pannelli solari riducono i costi
- L’effetto del tuo stato sul valore dell’energia solare
Cos’è un watt?
Un watt (W) è un’unità di potenza. Pensa alla potenza come “la capacità di fare lavoro”. Tecnicamente, un watt è una misura del trasferimento di energia che equivale a un joule al secondo, ma dato che nessuno al di fuori di un laboratorio ha più pronunciato la parola “joule” dalla lezione di fisica del liceo, ci atterremo a “watt”.
Con l’elettricità, la potenza è tensione per amperaggio. O un watt (W) è uguale a un volt (V) per un ampere (A).
Un buon modo per pensare all’elettricità è che è molto simile all’acqua. Il voltaggio è la spinta, o la pressione, e l’amperaggio è il flusso. Quando si parla di elettricità, l’amperaggio è anche chiamato corrente.
Come l’elettricità è come l’acqua
Immagina un tubo con un ugello all’estremità. Diciamo che l’ugello ha tre impostazioni: spento, basso e alto. La pressione dell’acqua dietro l’ugello è costante; questa pressione è come la tensione. Nella posizione off, non c’è flusso, quindi nessuna potenza.
Gira l’ugello su “basso”, e hai potenza! Hai aumentato l’amperaggio e l’acqua scorre. Il flusso si misura in galloni al minuto, e per tornare alla nostra metafora, quel flusso sarebbe il “wattaggio”.
Gira l’ugello in alto per aumentare ancora l’amperaggio, e hai più potenza; più “wattaggio”.
Misurare il flusso di potenza
Sempre con la metafora dell’acqua: il flusso che esce è una misura della potenza. Puntate il tubo in un secchio per 10 minuti e lo riempirete. L’acqua che è fluita nel secchio è come una misura dell’energia che è fluita attraverso il tubo.
Un modo comune in cui le persone interagiscono con i watt è attraverso la lampadina. Diciamo che una lampadina da 100 watt ha bisogno di tanta potenza per brillare. Se lasci una lampadina da 100 watt accesa per un’ora, hai usato 100 watt-ora.
Un chilowatt di potenza (kW) è di 1.000 watt, quindi se si lasciano 10 lampadine da 100 watt (1 kW di lampadine) accese per un’ora, si avrà usato un chilowattora (kWh).
Questa è una ragione per cui il passaggio a lampadine a basso consumo può avere un grande impatto. Una lampadina a LED che può fare tanta luce quanto una lampadina a incandescenza da 100 watt ha bisogno solo di 14 watt. Ciò significa che è possibile far funzionare 10 LED da 14 watt per 7,25 ore e utilizzare la stessa quantità di energia totale delle lampadine a incandescenza in un’ora.
| 5 | lampadine a incandescenza da 100 watt | per 2 ore |
| 21 | 23-lampadine fluorescenti compatte da 23 watt | per 2 ore |
| 35 | 14 watt LED | per 2 ore |
Watts, Kilowatt e Kilowatt-ora: potenza vs. energia
Ancora una volta, un watt è una misura di potenza, o la capacità di fare lavoro, e un watt-ora è una misura di energia, che significa la quantità di lavoro fatto in un certo periodo di tempo.
Un kilowatt è semplicemente mille watt, e un kilowatt-ora è un record di una potenza media di mille watt in un’ora.
Un altro modo di pensare alla potenza e all’energia è quello di un maratoneta. La potenza è come la capacità di correre ad un certo ritmo, e la distanza che il corridore copre è la quantità di energia che ha usato.
Nel 2019, il maratoneta più veloce del mondo ha completato una gara in quasi esattamente 2 ore. Ciò significa che ha messo fuori abbastanza potenza per correre costantemente a circa 13,1 miglia all’ora, e le 26,2 miglia della maratona sono la misura dell’energia che ha usato.
Se abbiamo misurato la potenza di uscita costante del corridore a circa 300 watt, avrebbe speso 600 watt-ora sulle 26,2 miglia della gara. Se potesse correre con la stessa potenza per 5 ore, la sua produzione totale di energia sarebbe di 1.500 watt-ora, o 1,5 chilowatt-ora.
kW e kWh sulla tua bolletta elettrica
Quando la tua casa usa l’elettricità durante il giorno, un contatore gira (o conta-ore digitale) per registrare la quantità di energia che usi in ogni momento. Questa misurazione si somma ad un certo numero di kWh di consumo energetico alla fine del mese.
Alla fine di ogni ciclo di fatturazione, la compagnia “legge” il tuo contatore e registra un totale per l’uso di energia. Poi applicano i loro fantasiosi (e talvolta estremamente complicati) calcoli e ti fatturano un certo tasso di centesimi per kWh.
Se usi 1.000 kWh al mese, e la tua tariffa elettrica è di $.15/kWh – la tua bolletta sarà di $150.00, più eventuali costi aggiuntivi di connessione e servizio.
Come i pannelli solari riducono i tuoi costi energetici
I pannelli solari producono energia per far funzionare il tuo condizionatore, la lavastoviglie e altri apparecchi e dispositivi. L’energia solare riduce la tua bolletta energetica sostituendo l’elettricità che altrimenti avresti comprato dalla società di servizi.
L’elettricità viene creata dai pannelli solari quando i fotoni di luce eccitano gli elettroni in uno strato della superficie di un pannello. Questi elettroni eccitati sono attratti dall’altro strato del pannello, e viaggiano attraverso un filo conduttore per arrivare all’altro lato. Deviando quel viaggio attraverso i fili della vostra casa, l’elettricità solare può essere utilizzata per alimentare la vostra casa.
Ogni pannello solare è valutato per convertire un certo numero di fotoni in elettroni in pieno sole – cioè per produrre un certo numero di watt. La potenza media di picco di un pannello solare in questi giorni è di circa 340 watt. Un tipico sistema solare per una casa ha bisogno di circa 18 di quei pannelli, per una potenza totale di circa 6 kW di potenza.
Sappiamo che un sistema di pannelli solari da 6 kW può produrre tanta potenza in pieno sole, ma mentre il sole splende tutto il giorno, è tecnicamente “pieno” solo a mezzogiorno. Durante le altre parti del giorno, il sole brilla con un angolo inferiore.
Per tornare alla discussione sulla tensione/amperaggio di cui sopra, non appena abbastanza sole tocca la superficie di un pannello solare, la sua piena tensione è pronta, ma il numero di fotoni che eccitano gli elettroni è basso, quindi il suo amperaggio (corrente) è basso.
Come il sole sale e brilla più direttamente sul pannello, il numero di elettroni eccitati aumenta fino al massimo, o pieno sole. Se si osserva la produzione di energia solare durante il giorno, sembra una curva a campana con i numeri più bassi all’alba e al tramonto e un picco arrotondato nel mezzo.
Per rendere più facile capire quanta energia può produrre un pannello solare durante il giorno medio, le persone che studiano il solare hanno inventato il concetto di ore di sole di picco.
Guardano tutta l’energia solare disponibile in un dato posto sulla terra durante un anno intero, e la dividono per 365 per ottenere un numero medio di ore in cui il sole dovrebbe brillare dal suo punto più alto nel cielo per produrre tanta energia.
Si supponga di vivere in una zona con una media di 5 ore di sole di punta al giorno. Il vostro sistema solare da 6 kW potrebbe generare circa 30 kWh di elettricità in un giorno medio. Naturalmente, la maggior parte dei giorni non sono medi, quindi è più probabile che la produzione del tuo sistema produrrà più o meno energia in un dato giorno, ma finirebbe a circa 10.950 kWh all’anno (365 volte 30 kWh/giorno).
Utilizzando il nostro esempio di cui sopra, una casa che ha bisogno di 12.000 kWh all’anno può ridurre la quantità di elettricità che ottiene dalla rete giù a soli 1.050 kWh con il nostro sistema di esempio 6-kW e 5 ore di sole di picco al giorno. Questo rappresenta un risparmio di 1.642,50 dollari in quel periodo di tempo, grazie al solare.
Come il tuo stato influisce sul valore dell’energia solare
Ogni kWh solare è creato uguale, ma a meno che tu non abbia un sistema di misurazione netta, non sono tutti accreditati allo stesso modo sulla tua bolletta energetica.
Il conteggio netto è una regola che assicura che ogni kWh di energia solare ottenga un credito completo sulla vostra bolletta. Se i vostri pannelli solari producono più del vostro utilizzo mensile di elettricità, guadagnate un credito che viene applicato alla bolletta del mese successivo.
Impara di più: Cos’è il conteggio netto e come funziona?
La maggior parte degli stati hanno regole di conteggio netto in atto, ma alcuni non lo fanno. Senza il pieno credito al dettaglio per l’energia prodotta dai tuoi pannelli solari, andare al solare non è così vantaggioso dal punto di vista finanziario.
Leggi le nostre guide solari statali per ottenere informazioni sul net metering, e usa il più accurato calcolatore di pannelli solari online per vedere il costo stimato e il risparmio per i pannelli solari sul tuo tetto specifico.
Quanto puoi risparmiare con il solare?
Punti chiave
- Watts e Kilowatts sono misure di potenza, o la capacità di fare lavoro.
- Kilowatt-ore sono una misura di energia, o lavoro fatto nel tempo.
- Apparecchi e dispositivi usano energia, e tenerli accesi nel tempo si traduce in uso di energia, che viene misurata e registrata come chilowattora sulla bolletta elettrica.
- I pannelli solari producono energia, e il sole che splende su di loro nel tempo produce chilowattora di energia che riducono la bolletta elettrica del numero di chilowattora prodotti.