Каква е ефективността на
Каква е ефективността на
Решихме да разберете какво е ефективна. Най-малко по отношение на техниката, където често се отъждествява с ефективност, ефикасност. Както се оказа, ефективността не винаги е възможно да се измери, понякога се оказва, че повече от сто процента, а често и повече - не означава, че по-добре.
Ефективност, по дефиниция, е съотношението на енергията, получена от изразходваната. Ако двигателят изгаря гориво, и само една трета от получената топлинна енергия се превръща в движение на автомобила, ефективността е равна на една трета или (закръглено до числа) 33%. Ако лампата осигурява светлинната енергия до петдесет пъти по-малка от консумираната електроенергия, нейната ефективност е 1/50 или 2%. Но тук веднага възниква въпросът: какво ще стане ако крушката се продава под формата на инфрачервено излъчване? След като продажбата е забранена лампи с нажежаема жичка са абсолютно същите в строителните устройства са били продадени като "инфрачервени нагреватели", тъй като тя се превръща в топлина в повече от 95% енергия.
Обикновено, отделената топлина по време на работа на всичко, записано в загуба. Но това не е сигурно. Мощност, например, преобразува електрическата енергия в около една трета газ, изпуснати по време на горенето на въглища или топлинна енергия, обаче, все още част от енергията може по този начин да отидете на отоплителната вода. Ако топлата вода и топло батерията също написани на полезните резултати от комбинирано производство, ефективността ще се увеличи с 10-15%.
По подобен пример е автомобил "печката": я предава към вътрешната част на топлината, генерирана по време на работа на двигателя. Тази топлина може да бъде полезно и необходимо, но може да се разглежда като загуба: поради тази причина, той обикновено не фигурира в изчисляването на ефективността на двигателя на колата.
Открояват устройства като термопомпи. Тяхната ефективност, ако смятаме, че във връзка издаден топлинна и електрическа енергия, прекарано, повече от 100%, но това не отрича основите на термодинамиката. Термопомпата помпи топлина от по-малко загрява до по-топъл тяло и изразходват за тази енергия, защото без разходите за енергия като топлина преразпределение е забранено същите термодинамиката. Ако термопомпата отнема от изхода киловата на и произвежда пет киловата топлина, четирите киловата ще бъдат взети от въздуха, водата или почвата далеч от дома. Средата, в мястото, където устройството черпи топлина затопляне и изстиване на къщата. Но след това тази топлина с енергията, прекарано помпа все още се разсее в пространството.
Голяма част или ефективно?
Някои устройства имат много висока ефективност, но в същото време - неуместна власт.
Електрически двигатели, толкова по-ефективно те са, обаче, постави локомотив в играчка на детето е физически невъзможно и икономически безсмислени. Ето защо, в локомотив ефективността на двигателя над 95%, а в малката машина за радиото - на 80% мощност. Освен това, в случай на електрическия двигател неговата ефективност зависи и от натоварването: underloaded или претоварен мотор работи с по-малко ефективност. Правилният избор на оборудване може да означава дори повече, отколкото просто набор от устройства с максимална ефективност, посочени.
Електрически двигатели, между другото, консумират почти половината от електроенергията, произвеждана от човечеството, така че дори разлика от една стотна процента в световен мащаб би могло да означава необходимостта да се изгради още един ядрен реактор или друга единица на когенерацията.
Ефективно или евтини?
Енергийната ефективност не винаги е идентичен с икономическите. Илюстративен пример - LED лампи, които доскоро са загубили нажежаема и флуоресцентна "energosberegaykam". Сложността на производството на бели светодиоди, високата цена на суровините и, от друга страна, лекотата на нажежаема принудени да избират по-малко ефективен, но евтини източници на светлина.
Друг пример е ефективна, но много скъпи устройства - соларни клетки на базата на галиев арсенид (GaAs полупроводникови с формула). Тяхната ефективност достига почти 30%, което е половина до два пъти на батериите, използвани в света на базата на много по-често силиций. Висока ефективност е оправдано само в пространството, където доставката на един килограм може да струва почти толкова, един килограм злато. Докато спестяване на тегло на батерията ще бъде оправдано.
Ефективността на електропроводи може да се увеличи чрез замяна на медта върху по-добре проводима среброто, но сребърни кабели са твърде скъпи и затова се използват само в няколко случая. Но идеята за изграждане на предаване свръхпроводящ линия на пътя и трябва да бъде охладен с течен азот редкоземни керамика през последните години, няколко пъти се разглеждат в практиката. По-специално, това Кабелът вече е и свързан в германския град Есен. Той е класиран на 40 мегавата електрическа енергия при напрежение от десет киловолта. Освен, че топлинните загуби са сведени до нула (а вместо това трябва да се грижим криогенни инсталации), този кабел е много по-малък от обикновено и поради това може да се спестят пари за закупуване на скъпи земя в центъра на града или не изгради допълнителни тунели.
от общите правила не
Разбира се, много училище забравя, че ефективността не може да надвишава 100% и е по-висок, толкова по-голяма разликата между температурата на кондензатора и нагревателя. Все пак, това е вярно само за така наречените топлинни двигатели: парната машина, двигателя с вътрешно горене, реактивни и ракетни двигатели, газ и парни турбини.
Електрически двигатели и всички електрически устройства, които не са предмет на това правило, тъй като те не се загрява на машината. За тях единственото вярно, че ефективността не може да надвишава сто процента, и частни ограничения във всеки отделен случай се определя по различни начини.
В случай на слънчеви батерии загуби са дефинирани както квантовите ефекти върху усвояването на фотони, и загубата на отражението на светлината от повърхността на батерията и за абсорбция в насочени огледала. Изчисленията показват, че за да надхвърля 90% от слънчевата батерия не може по принцип, но на практика постижими стойности от около 60-70%, а тези с по-сложна структура на фотоклетки.
Тя има прекрасна ефективност на горивните клетки. В тези устройства не влиза в определени вещества, които влизат в химична реакция помежду си и предоставят на електрически ток. Процесът отново не е на цикъла на топлинния двигател, така че ефективността се получава достатъчно висок, около 60%, а дизеловото гориво или бензинов двигател обикновено не надхвърля 50%.
Това, че горивните клетки са били на полет до Луната космическия кораб "Аполо", и те могат да бъдат експлоатирани, например, водород и кислород. Единственият им недостатък е, че водород трябва да бъде достатъчно чиста и освен това трябва да се съхранява някъде и по някакъв начин се прехвърля от централата на потребителите. Технологии за подмяна на нормален водород, метан, все още не е доведен до масова употреба. Само експериментални автомобили и редица подводници, работещи на водород и горивни клетки.
Ion и плазмени двигатели вече съществуват, но и да работят във вакуум. Освен това им насока е твърде малък и под тежестта на реда на самото устройство - от земята, те дори нямаше скочиха в отсъствието на въздух. Но по време на междупланетни мисии трайно в продължение на много месеци и дори години на слаб тяга компенсира от ефективност и надеждност.