Киловатт-час - Kilowatt-hour

"KWH" перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. KWH (значения).
киловатт-час
Счетчик Hydro Quebec.JPG
Жилой электрический счетчик находится в Канаде
Общая информация
Система единицМетрика, не относящаяся к системе СИ
ЕдиницаЭнергия
СимволкВт⋅ч или кВтч
Конверсии
1 кВт⋅ч в ...... равно ...
   Единицы СИ   3,6 МДж
   Единицы CGS   3.6×1013 эрг
   Английские инженерные подразделения   ≈ 2,655,224 ft⋅lbf
   Британские гравитационные единицы   ≈ 85,429,300 ft⋅pdl

В киловатт-час (Символ SI: кВт⋅ч или кВт · ч; обычно пишется как кВтч) это единица измерения из энергия равно 3600килоджоули (3.6 мегаджоули ). Киловатт-час обычно используется в качестве единицы учета энергии, поставляемой потребителям. электрические сети.

Определение

Киловатт-час - сложная единица энергии, равная единице. киловатт (кВт) мощность выдерживается в течение одного часа. Выражается в стандартных единицах энергии в Международная система единиц (SI), джоуль (символ J), он равен 3600килоджоули (3,6 МДж).[1][2]

Час - это единица времени, указанная среди принимаются единицы, не относящиеся к системе СИ посредством Международное бюро мер и весов для использования с SI.[3] Поэтому его комбинация с киловаттом, стандартной единицей СИ, разрешена в рамках стандарта.

Представления единиц

Широко используемое символическое представление киловатт-часа - это «кВт-ч», от символов единиц составляющих его единиц, киловатта и часа. Он обычно используется в коммерческих, образовательных и научных публикациях и в средствах массовой информации.[4][5] Это также обычное представление единицы в электроэнергетике.[6] Это общее представление не соответствует гид по стилю из Международная система единиц (SI).[3]

Могут встречаться и другие изображения агрегата:

  • «кВт⋅ч» и «кВтч» используются реже, но они согласуются с СИ. Брошюра SI[3] гласит, что при формировании символа составной единицы "умножение должно указываться пробелом или полувысокая (по центру) точка (⋅), поскольку в противном случае некоторые префиксы могут быть неверно истолкованы как символ единицы ". Это поддерживается добровольным стандартом[7] выдается совместно международным (IEEE ) и национальный (ASTM ) организации и основным руководством по стилю.[8] Однако стандарт IEEE / ASTM допускает «кВт-ч» (но не упоминает другие значения, кратные ватт-часу). Одно руководство, опубликованное NIST особо не рекомендует "кВтч", чтобы "избежать возможной путаницы".[9]
  • На официальной в США наклейке на окно для экономии топлива для электромобилей используется аббревиатура «кВт-час».[10]
  • Иногда встречаются варианты капитализации: кВт · ч, кВт · ч, кВт · ч и т. Д., Что несовместимо с Международной системой единиц.
  • Обозначение «кВт / ч» для киловатт-часа неверно, так как оно обозначает киловатт в час.

Продажа электроэнергии

Электроэнергия обычно продается потребителям в киловатт-часах. Стоимость эксплуатации электрического устройства рассчитывается путем умножения потребляемой мощности устройства в киловаттах на время работы в часах и на цену за киловатт-час. В Цена за единицу электроэнергии, взимаемой коммунальными предприятиями, может зависеть от профиля потребления потребителя с течением времени. Цены значительно различаются в зависимости от местности. В США цены в разных штатах могут отличаться в три раза.[11]

В то время как меньшие потребительские нагрузки обычно выставляют счет только за энергию, услуги передачи и номинальную мощность, более крупные потребители также платят за пиковую потребляемую мощность, наибольшую мощность, зарегистрированную за довольно короткое время, например 15 минут. Это компенсирует энергокомпании поддержку инфраструктуры, необходимой для обеспечения пиковой мощности. Эти расходы оплачиваются при изменении спроса.[12] Промышленные пользователи также могут иметь дополнительную плату в соответствии с фактор силы их нагрузки.

Производство или потребление основной энергии часто выражается в тераватт-часах (ТВтч) за определенный период, который часто календарный год или финансовый год. 365 дней в году равняются 8 760 часам, поэтому за период в один гигаватт мощность составляет 8,76 тераватт-часов энергии. И наоборот, один тераватт-час равен постоянной мощности около 114 мегаватт в течение одного года.

Примеры

Электрический обогреватель, потребляющий 1000 ватт (1 киловатт) и работающий в течение одного часа, потребляет один киловатт-час энергии. Телевизор, потребляющий 100 Вт и работающий в течение 10 часов, непрерывно потребляет один киловатт-час. 40-ваттный электроприбор, работающий непрерывно в течение 25 часов, потребляет один киловатт-час. С точки зрения человеческая сила, здоровый взрослый мужчина физического труда выполняет работу, равную примерно половине одного киловатт-часа в течение восьмичасового рабочего дня.

Конверсии

Дальнейшая информация: Преобразование единиц энергии

Чтобы преобразовать количество, измеренное в единицах измерения в левом столбце, в единицы в верхней строке, умножьте их на коэффициент в ячейке, где пересекаются строка и столбец.

1 Дж = 1 кг⋅м2⋅s−2 =12.77778 × 10−42.77778 × 10−76.241 × 10180.239
1 Вт · ч =3.6 × 10310.0012.247 × 1022859.8
1 кВтч =3.6 × 1061,00012.247 × 10258.598 × 105
1 эВ =1.602 × 10−194.45 × 10−234.45 × 10−2613.827 × 10−20
1 кал =4.21.163 × 10−31.163 × 10−62.613 × 10191
ДжоульВатт-часКиловатт-часЭлектронвольтКалорийность

Кратные ватт-часа

Множители СИ для ватт-часов (Вт⋅ч)
ПодмножественныеКратные
ЦенитьСимволимяЦенитьСимволимя
10−3мВт⋅чмилливатт-час103кВт⋅чкиловатт-час
10−6мкВт⋅чмикроватт-час106МВт⋅чмегаватт-час
109ГВт⋅чгигаватт-час
1012TW⋅чтераватт-час
1015PW⋅hпетаватт-час
Дальнейшая информация: Метрический префикс

Все Префиксы SI обычно применяются к ватт-часам: киловатт-час составляет 1000 Втч (кВтч); мегаватт-час - 1 миллион Втч (МВтч); Милливатт-час равен 1/1000 Втч (мВтч) и т. д. Киловатт-час обычно используется поставщиками электроэнергии для целей выставления счетов, поскольку ежемесячное потребление энергии типичным бытовым потребителем колеблется от нескольких сотен до нескольких единиц. тысяч киловатт-часов. Мегаватт-часы (МВтч), гигаватт-часы (ГВтч) и тераватт-часы (ТВт-ч) часто используются для измерения больших объемов электроэнергии для промышленных потребителей и в производстве электроэнергии. Тераватт-час и петаватт-час (PWh) единицы достаточно велики, чтобы удобно выразить годовая выработка электроэнергии для целых стран и мировое потребление энергии.

Различия между киловатт-часами (энергия) и киловаттами (мощность)

Энергия - это работай выполнила; и мощность это скорость доставки энергии. Энергия измеряется в джоули, или же ватт секунды. Мощность измеряется в Вт, или же джоулей в секунду.

Например, аккумулятор накапливает энергию. Когда батарея подает свою энергию, она делает это с определенной мощностью, то есть скоростью доставки энергии. Чем выше мощность, тем быстрее будет доставлена ​​накопленная энергия аккумулятора. Более высокая выходная мощность приведет к тому, что накопленная энергия батареи будет разряжена за более короткий период времени.

Годовая мощность

Производство и потребление электроэнергии иногда сообщается на годовой основе в таких единицах, как мегаватт-часы в год (МВт-ч / год), гигаватт-часы в год (ГВт-ч / год) или тераватт-часы в год (ТВт-ч / год). Эти единицы имеют измерения энергии, разделенные на время, и, следовательно, являются единицами мощности. Их можно преобразовать в единицы мощности СИ, разделив на количество часов в году примерно 8766 ч / год.

Таким образом, 1 ГВтч / год ≈ 114.08 кВт.

Неправильное использование ватт в час

Многие составные единицы для различных видов ставок явно указывают единицы времени, чтобы указать на изменение во времени. Например: мили в час, километры в час, доллары в час. Единицы мощности, такие как кВт, уже измеряют норму энергии в единицу времени (кВт =кДж /s ). Киловатт-часы - это продукт мощности и времени, а не скорость изменения мощности со временем.

Ватт в час (Вт / ч) - это единица измерения изменение мощности в час, то есть ускорение подачи энергии. Он используется для измерения дневного изменения спроса (например, наклона утиная кривая ) или нарастающее поведение электростанции. Например, электростанция, выходная мощность которой составляет 1 МВт из 0 МВт за 15 минут имеет скорость нарастания 4 МВт / ч. Гидроэлектростанции электростанции имеют очень высокую скорость разгона, что делает их особенно полезными при пиковых нагрузках и в аварийных ситуациях.

Другое использование терминов, например ватт в час вероятны ошибки.

Другое использование

По определению единиц, потребление 1 кВтч / (100 км) в точности эквивалентно силе сопротивления 36 Н (ньютон),[13] идея, подхваченная Диаграмма Кармана – Габриэлли.

Другие связанные энергоблоки

Основная статья: Единицы энергии

Несколько других единиц, относящихся к киловатт-часам, обычно используются для обозначения мощности или энергоемкости или использования в определенных областях применения.

Среднегодовое производство или потребление электроэнергии можно выразить в киловатт-часах в год. Это используется с нагрузками или производительностью, которые меняются в течение года, но одинаковы каждый год. Например, полезно сравнить энергоэффективность бытовых приборов, энергопотребление которых меняется в зависимости от времени или сезона года. Другой вариант использования - измерение энергии, производимой распределенным источником питания. Один киловатт-час в год равен примерно 114,08 милливатты применяется постоянно в течение одного года.

Энергетическая ценность аккумулятор обычно косвенно выражается его способностью в ампер-часы; Чтобы преобразовать ампер-час (Ач) в ватт-часы (Втч), значение ампер-часа необходимо умножить на напряжение источника питания. Это значение является приблизительным, поскольку напряжение батареи не является постоянным во время ее разряда, а также потому, что более высокая скорость разряда снижает общее количество энергии, которое может обеспечить батарея. В случае устройств, которые выводят напряжение, отличное от напряжения батареи, это напряжение батареи (обычно 3,7 В для Литий-ионный ), который должен использоваться для расчета, а не выход устройства (например, обычно 5,0 В для USB портативные зарядные устройства). В результате USB-устройство на 500 мА проработает около 3,7 часов от аккумулятора 2500 мАч, а не пять часов.

В Торговая палата (BOTU) - устаревший британский синоним киловатт-часа. Термин происходит от названия Совет по торговле который регулировал электроэнергетику до 1942 г., когда Министерство энергетики взял на себя.[14]

В Индии киловатт-час часто называют просто Единица измерения энергии. Миллион единиц, обозначенных MU, - гигаватт-час, а BU (миллиард единиц) - тераватт-час.[15][16]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Томпсон, Эмблер и Тейлор, Барри Н. (2008). Руководство по использованию Международной системы единиц (СИ) В архиве 3 июня 2016 г. Wayback Machine (Специальная публикация 811). Гейтерсбург, доктор медицины: Национальный институт стандартов и технологий. 12.
  2. ^ «Половинные точки или пробелы используются для обозначения производной единицы, образованной из двух или более других единиц путем умножения», Барри Н. Тейлор. (Издание 2001 г.) Международная система единиц. В архиве 3 июня 2016 г. Wayback Machine (Специальная публикация 330). Гейтерсбург, доктор медицины: Национальный институт стандартов и технологий. 20.
  3. ^ а б c «Международная система единиц (СИ)» (PDF). Международное бюро мер и весов (BIPM). 2019. стр. 147. Получено 7 апреля 2020.
  4. ^ IEC Electropedia, запись 131-11-58 В архиве 14 марта 2016 г. Wayback Machine
  5. ^ См. Например: Справочное руководство по ветроэнергетике, часть 2: Определения энергии и мощности В архиве 26 ноября 2007 г. Wayback Machine Датская ассоциация ветроэнергетики. Проверено 9 января 2008 г .; «Киловатт-час (кВтч)» В архиве 2 марта 2016 г. Wayback Machine BusinessDictionary.com. Проверено 9 января 2008 г .; «Атомная энергетика США» В архиве 26 ноября 2007 г. Wayback Machine www.world-nuclear.org. Проверено 9 января 2008 г .; «Энергия. Руководство для новичков: понимание единиц» В архиве 26 ноября 2007 г. Wayback Machine Продлить онлайн (Великобритания). В Открытый университет. Проверено 9 января 2008 года.
  6. ^ ASTM SI10-10, IEEE / ASTM SI 10 Американский национальный стандарт для метрической практики, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2010, [www.astm.org] «Символы для некоторых составных единиц в электроэнергетике обычно пишутся без разделения. , таким образом: ватт-час (Втч), киловатт-час (кВтч), вольтампер (ВА) и киловольтампер (кВА) "
  7. ^ Стандарт использования международной системы единиц (СИ): Современная метрическая система. (1997). (IEEE / ASTM SI 10-1997). Нью-Йорк и Западный Коншохокен, Пенсильвания: Институт инженеров по электротехнике и электронике и ASTM. 15.
  8. ^ «10.57: Единицы, производные от основных единиц СИ». Чикагское руководство стиля (17-е изд.). Чикаго: Издательство Чикагского университета. 2017 г.. Получено 1 апреля 2020.
  9. ^ «Руководство по использованию Международной системы единиц (СИ)» (PDF). Национальный институт стандартов и технологий. 2008. Получено 6 апреля 2020. Ссылка [4: ISO 31-0] предполагает, что если пробел используется для обозначения единиц, образованных умножением, пробел может быть опущен, если это не вызывает путаницы. Эта возможность отражена в обычной практике использования символа кВтч, а не кВт orч или кВтч для киловатт-часа. Тем не менее, в данном Руководстве всегда следует использовать точку или пробел половинной высоты, чтобы избежать путаницы;
  10. ^ «Электромобили: узнайте больше о новой этикетке». fueleconomy.gov. Министерство энергетики США. Получено 10 августа 2014.
  11. ^ Средняя цена на электроэнергию для конечных потребителей по сектору конечного использования, Управление энергетической информации США, апрель 2018 г.
  12. ^ «Понимание спроса на электроэнергию» В архиве 6 июня 2016 г. Wayback Machine, Национальная сеть
  13. ^ Полезные данные - Кембриджский репозиторий сайт repository.cam.ac.uk; см. страницу 328.
  14. ^ "Торговая палата 1621-1970 гг.". Архивировано из оригинал на 2010 год.
  15. ^ "Узнайте об электричестве". Финансовый экспресс. 20 декабря 2004 г. Архивировано с оригинал 8 сентября 2012 г.. Получено 29 ноября 2009.
  16. ^ «Установки, произведенные BHEL, производят рекордную мощность». Индуистский. Press Trust of India. 24 июля 2008 г. Архивировано с оригинал 7 ноября 2012 г.. Получено 29 ноября 2009.