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Chilowattora

Chilowattora

Il chilowattora (simbolo kW⋅h , kWh o kWh ) è un'unità di energia pari a 3,6 megajoule. Se l'energia viene trasmessa o utilizzata a una velocità costante (potenza) per un periodo di tempo, l'energia totale in chilowattora è uguale alla potenza in chilowatt moltiplicata per il tempo in ore. Il chilowattora viene comunemente utilizzato come unità di fatturazione per l'energia fornita ai consumatori dai servizi elettrici.

Definizione

Il chilowattora (simbolizzato kW⋅h secondo SI) è un'unità composita di energia equivalente a un chilowatt (1 kW) di potenza sostenuta per un'ora. Un watt è uguale a 1 J / s. Un chilowattora è 3,6 megajoule, che è la quantità di energia convertita se il lavoro viene eseguito a una velocità media di mille watt per un'ora.

L'unità di energia derivata all'interno del Sistema internazionale di unità (SI) è il joule. L'ora è un'unità di tempo "esterna al SI", che rende il chilowattora un'unità di energia non SI. Il chilowattora non è elencato tra le unità non SI accettate dal BIPM per l'uso con il SI, anche se l'ora da cui deriva il chilowattora è.

Esempi

Una stufa elettrica che consuma 1000 watt (1 chilowatt) e che funziona per un'ora utilizza un chilowattora di energia. Un televisore che consuma 100 watt in funzione per 10 ore utilizza continuamente un chilowattora. Un apparecchio elettrico da 40 watt che funziona ininterrottamente per 25 ore utilizza un chilowattora. In termini di potere umano, un lavoratore manuale maschio adulto sano eseguirà un lavoro pari a circa mezzo chilowattora in un giorno di otto ore.

L'energia elettrica viene in genere venduta ai consumatori in chilowattora. Il costo di funzionamento di un dispositivo elettrico viene calcolato moltiplicando il consumo energetico del dispositivo in chilowatt per il tempo di funzionamento in ore e quindi per il prezzo per chilowattora. Il prezzo unitario dell'elettricità può dipendere dal tasso di consumo e dall'ora del giorno. I prezzi variano notevolmente in base alla località. Negli Stati Uniti i prezzi in diversi stati possono variare di un fattore tre.

Mentre i carichi dei clienti più piccoli vengono generalmente fatturati solo per energia, servizi di trasmissione e capacità nominale, i consumatori più grandi pagano anche per il consumo massimo di energia, la massima potenza registrata in un tempo abbastanza breve, come 15 minuti. Ciò compensa la compagnia elettrica per il mantenimento dell'infrastruttura necessaria per fornire il picco di potenza. Queste spese vengono fatturate al variare della domanda. Gli utenti industriali possono anche avere costi aggiuntivi in ​​base al fattore di potenza del loro carico.

La maggiore produzione o consumo di energia è spesso espressa in terawattora (TW⋅h) per un determinato periodo che è spesso un anno civile o un esercizio finanziario. Un anno di 365 giorni equivale a 8.760 ore, quindi per un periodo di un anno, la potenza di un gigawatt equivale a 8,76 terawattora di energia. Al contrario, una terawattora equivale a una potenza sostenuta di circa 114 megawatt per un periodo di un anno.

Simbolo e abbreviazioni per chilowattora

Il simbolo "kWh" è comunemente usato nelle pubblicazioni commerciali, educative, scientifiche e dei media, ed è la pratica abituale nell'ingegneria elettrica.

Altre abbreviazioni e simboli possono essere trovati:

  • "kW h" è usato meno comunemente. È coerente con gli standard SI. Lo standard internazionale per SI afferma che nella formazione di un simbolo di unità composta, "La moltiplicazione deve essere indicata da uno spazio o da un punto semi-alto (centrato) (⋅), poiché altrimenti alcuni prefissi potrebbero essere interpretati erroneamente come un simbolo di unità" (cioè, kW h o kW⋅h). Ciò è supportato da uno standard volontario emesso congiuntamente da un'organizzazione internazionale (IEEE) e nazionale (ASTM). Tuttavia, almeno una delle principali guide all'uso e lo standard IEEE / ASTM consentono "kWh" (ma non menzionano altri multipli della wattora). Una guida pubblicata da NIST raccomanda specificamente di evitare "kWh" "per evitare possibili confusioni".
  • "kW⋅h" è, come "kW h", preferito dagli standard SI, ma è usato molto raramente in pratica.
  • L'adesivo finestrino ufficiale per il consumo di carburante degli Stati Uniti sui veicoli elettrici usa l'abbreviazione "kW-hrs".
  • A volte si notano variazioni nella capitalizzazione: KWh, KWH, kwh, ecc .; questi sono incompatibili con il Sistema internazionale di unità.
  • La notazione "kW / h" non è un simbolo corretto per kilowattora, poiché indica invece kilowatt all'ora.

conversioni

Per convertire una quantità misurata in un'unità nella colonna di sinistra nelle unità nella riga superiore, moltiplicare per il fattore nella cella in cui la riga e la colonna si intersecano.

joule wattora chilowattora elettronvolt caloria
1 J = 1 kg⋅m2⋅s − 2 = 1 2.77778 × 10−4 2.77778 × 10−7 6.241 × 1018 0,239
1 W⋅h = 3,6 × 103 1 0.001 2.247 × 1022 859,8
1 kW⋅h = 3,6 × 106 1.000 1 2.247 × 1025 8.598 × 105
1 eV = 1.602 × 10−19 4,45 × 10−23 4,45 × 10−26 1 3.827 × 10−20
1 cal = 4.2 1.163 × 10−3 1.163 × 10−6 2.613 × 1019 1

Multipli ora Watt e unità di fatturazione

Tutti i prefissi SI sono comunemente applicati alla wattora: un chilowattora è 1.000 W⋅h (simboli kW⋅h, kWh o kW h); una megawattora è 1 milione di W⋅h (simboli MW⋅h, MWh o MW h); una milliwattora è 1/1000 W⋅h (simboli mW⋅h, mWh o mW h) e così via. Il chilowattora viene comunemente utilizzato dai fornitori di energia elettrica ai fini della fatturazione, poiché il consumo mensile di energia di un tipico cliente residenziale varia da poche centinaia a qualche migliaio di chilowattora. Megawattora (MW⋅h), gigawattora (GW⋅h) e terawattora (TW⋅h) sono spesso utilizzati per misurare grandi quantità di energia elettrica a clienti industriali e nella generazione di energia. Le unità terawattora e petawattora (PW⋅h) sono abbastanza grandi da esprimere convenientemente la generazione annuale di elettricità per interi paesi e il consumo energetico mondiale.

sottomultipli multipli
Valore Simbolo Nome Valore Simbolo Nome
10-3 mW⋅h milliwattora 103 kW⋅h chilowattora
10-6 μW⋅h microwattora 106 MW⋅h megawattora
109 GW⋅h gigawattora
1012 TW⋅h terawattora
1015 PW⋅h petawattora


Le ore di Petawatt possono descrivere la produzione di centrali nucleari per decenni. Ad esempio, la centrale nucleare di Gravelines in Francia è diventata nel 2010 la prima centrale elettrica a fornire un accumulo di energia elettrica petawattora.

Confusione di chilowattora (energia) e chilowatt (potenza)

Potenza ed energia sono spesso confuse: la potenza è il tasso di erogazione di energia; l'energia è il lavoro svolto.

La potenza è misurata in watt o joule al secondo . L'energia è misurata in joule o watt di secondo .

Una batteria domestica immagazzina energia. Quando la batteria eroga la propria energia, lo fa a un certo livello di potenza, ovvero la velocità di erogazione dell'energia. Più alto è il livello di potenza, più veloce viene erogata l'energia accumulata dalla batteria. Se la potenza è maggiore, l'energia accumulata della batteria si esaurirà in un periodo di tempo più breve.

In un determinato periodo di tempo, un livello più elevato di potenza significa che viene utilizzata più energia. Per un determinato livello di potenza, un periodo di funzionamento più lungo comporta l'utilizzo di più energia. Per una determinata quantità di energia, un livello più elevato di potenza significa che l'energia viene utilizzata in meno tempo.

Uso improprio di watt all'ora

Le unità di potenza misurano il tasso di energia per unità di tempo. Molte unità composte per vari tipi di tariffe menzionano esplicitamente le unità di tempo: ad esempio miglia all'ora, chilometri all'ora, dollari all'ora. Le chilowattora sono un prodotto di potenza e tempo, non un tasso di cambiamento di potenza con il tempo.

I watt all'ora (W / h) sono un'unità di un cambio di potenza all'ora, ovvero una "accelerazione" nella fornitura di energia. Il suo uso è raro, ma potrebbe occasionalmente essere usato per misurare il comportamento di accelerazione delle centrali elettriche. Ad esempio, una centrale elettrica che raggiunge una potenza di 1 MW da 0 MW in 15 minuti ha una velocità di accelerazione di 4 MW / h. Le centrali idroelettriche hanno un tasso di accelerazione molto elevato, che le rende particolarmente utili in caso di carichi di picco e situazioni di emergenza. Altri usi di termini come watt all'ora sono probabilmente errori.

Altro uso

Per definizione delle unità, un consumo di 1 kW⋅h / 100 km equivale esattamente a una forza di resistenza di 36 N (newton), un'idea ripresa dal diagramma di von Kármán – Gabrielli.

Altre unità connesse all'energia

Diverse altre unità sono comunemente utilizzate per indicare la potenza o la capacità di energia o l'uso in aree di applicazione specifiche.

La produzione o il consumo medio annuo di energia possono essere espressi in chilowattora all'anno; ad esempio, quando si confronta l'efficienza energetica degli elettrodomestici il cui consumo energetico varia con il tempo o la stagione dell'anno o l'energia prodotta da una fonte di energia distribuita. Un chilowattora all'anno equivale a circa 114,08 milliwatt applicati costantemente durante un anno.

Il contenuto energetico di una batteria è di solito espresso indirettamente dalla sua capacità in ampere-ore; per convertire ampere-ora (A⋅h) in wattora (W⋅h), il valore di ampere-ora deve essere moltiplicato per la tensione della fonte di alimentazione. Questo valore è approssimativo, poiché la tensione della batteria non è costante durante la sua scarica e poiché velocità di scarica più elevate riducono la quantità totale di energia che la batteria può fornire. Nel caso di dispositivi che emettono una tensione diversa rispetto alla batteria, è la tensione della batteria (in genere 3,7 V per Li-ion) che deve essere utilizzata per calcolare anziché l'uscita del dispositivo (ad esempio, in genere 5,0 V per caricabatterie portatili USB ). Ciò si traduce in un dispositivo USB da 500 mA in esecuzione per circa 3,7 ore con una batteria da 2500 mAh, non per cinque ore.

La Board of Trade unit (BOTU) è un sinonimo nel Regno Unito obsoleto di chilowattora. Il termine deriva dal nome del Board of Trade che regolò l'industria elettrica fino al 1942, quando il Ministero del Potere prese il potere.

L'unità termica britannica o BTU (da non confondere con BOTU), è un'unità di energia termica con diverse definizioni, tutte di circa 1055 joule o 0,293 wattora. Il quad, abbreviazione di quadrilione di BTU, o 1015 BTU, viene talvolta utilizzato nelle discussioni sull'energia su scala nazionale negli Stati Uniti. Un quad è di circa 293 TW⋅h o 1.055 exajoule (EJ).

Un equivalente TNT è una misura di energia rilasciata nella detonazione del trinitrotoluene. Una tonnellata di TNT equivalente è di circa 4.184 gigajoule o 1.163 chilowattora.

Una tonnellata di petrolio equivalente è la quantità di energia rilasciata bruciando una tonnellata di petrolio greggio. Sono circa 41,84 gigajoule o 11.630 chilowattora.

In India, il chilowattora viene spesso chiamato semplicemente Unità di energia. Un milione di unità, designate MU , è un gigawattora e una BU (miliardi di unità) è un terawattora.

Il burnup di combustibile nucleare è normalmente quotato in megawatt giorni per tonnellata (MW⋅d / MTU), dove tonnellata si riferisce a una tonnellata metrica di uranio metallico o suo equivalente e megawatt si riferisce all'intera potenza termica, non alla frazione che viene convertita in di energia elettrica.