Transcript 03_enote_v_energetik..

ENOTE V ENERGETIKI
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
PREGLED SI SISTEMA ENOT - OSNOVNE ENOTE
m era
osnovna enota
dolžina
m eter
sim bol
m
m asa
kilogram
kg
čas
sekunda
s
električni tok
A m per
A
tem p eratura
K elvin
K
candela
cd
radian
rad
svetilnost
ravninski kot
prostorski kot
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
steradian
sr
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
PREGLED SI SISTEMA ENOT - IZPELJANE ENOTE
m era
izpeljana enota
sim bol
izraz iz osnovnih enot
2
2
energija
Joule
J
m oč
W att
W
Js
sila
N ew ton
N
J m
električni naboj
C oulom b
C
potencialna razlika
tlak
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
V olt
V
P ascal
Pa
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
kg m s
1
1
A s
JA
1
s
N m
1
2
PREGLED SI SISTEMA ENOT - IZPELJANE ENOTE
m era
izpeljana enota
električna upornost
sim bol
O hm
električna kapacitivnost Farad

izraz iz osnovnih enot
VA
F
m agnetni pre tok
W eber
Wb
induktivnost
H enry
H
1
A sV
V s
V sA
gostota m agnetnega toka T esla
T
gostota svetl obnega toka lum en
lm
osvetljenost
lux
lx
cd sr m
H ertz
Hz
s
frekvenca
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
1
V sm
1
cd sr
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
1
2
1
PREGLED SI SISTEMA ENOT – PREDPONE ZA POVEČEVANJE
osnovne predpone za povečevanje enot
1 000 000 000 000 000 000 = 10
18
 exa
 E
1 000 000 000 000 000 = 10
15
 peta
 P
1 000 000 000 000 = 10
12
 te ra
 T
1 000 000 000 = 10
9
 giga
 G
1 000 000 = 10
6
 m e ga  M
1 00 0 = 10
3
 kilo
1 00  10  hecto
2
10 = 10  deca
1
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
 k
 h
 da, D
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
PREGLED SI SISTEMA ENOT
osnovne predpone za pomanjševanje enot
 18
 atto
 a
 15
 fem to
 f
 12
 pic o
 p
9
 nano
 n
6
 m icro
 
-3
 m ili
 m
2
 centi
 c
0,000 000 000 000 000 001 = 10
0,000 000 000 000 001 = 10
0,000 000 000 001 = 10
0,000 000 001 = 10
0,000 001 = 10
0,001 = 10
0,0 1  10
0,1 = 10  deci
-1
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
 d
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
ENOTE, KI TEMELJIJO NA NAFTI
Tona naftnega ekvivalenta (tonne of oil equivalent) toe
Je toplota, ki nastane pri zgorevanju 1000 kg nafte.
Enota temelji na masi!
Tako gostota nafte kot tudi toplota, ki jo oddaja,
se spreminja od nahajališča do nahajališča!
Privzeta povprečna vrednost 1 toe je 41,88 GJ oziroma 41 880 MJ.
Svet na leto porabi približno 10 100 Mtoe.
Sodček nafte ima prostornino
42 US gallons ali 35 British gallons ali 160 litrov.
Enota temelji na prostornini!
Enota izvira iz velikosti soda prve vrtine v Pensilvaniji leta 1860.
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
ENOTE, KI TEMELJIJO NA NAFTI
Liter surove nafte ima energijsko vrednost 36 MJ.
Ker je bencin, ki ga uporabljamo za pogon avtomobilov lažji od surove nafte,
je energijska vrednost enega litra bencina 33 MJ.
Primer sodčka z nafto, Pensilvanija, okoli leta 1870.
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
ENOTE, KI TEMELJIJO NA NAFTI
1 tona nafte = 7,33 sodčka
Sodček naftnega ekvivalenta (barrel of oil equivalent) boe = 5,71 GJ
Enota, primerna za opis proizvodje v naftni industriji je:
Milijon sodčkov dnevno (million barrels per day) (Mbd)
V letu 2000 je bila povprečna poraba nafte 73,9 Mbd
V letu 2000 je bila povprečna poraba primarne energije 203 Mbd
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
ENOTE, KI TEMELJIJO NA PREMOGU
Tona premogovega ekvivalenta (tonne of coal equivalent) tce
Je toplota, ki nastane pri zgorevanju 1000 kg premoga.
Enota temelji na masi!
Lastnosti premoga precej bolj variirajo kot lastnosti nafte!
Tako je lahko 1 tce med 20 GJ in 30 GJ.
V energetskih statistikah je privzeta vrednost nekje bodisi
1 tce = 28 GJ drugod 1 tce = 29,3 GJ.
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
ENOTE, KI TEMELJIJO NA PREMOGU
Polnjenje kleti v Londonu s premogom, osemnajsto in devetnajsto stoletje.
Kleti so imele posebne odprtine z umetelno izdelanimi kovanimi pokrovi.
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
NEKATERE RELACIJE MED ENOTAMI V ENERGETIKI
kalorija  cal
Jo u le  J
1 cal = 4,196 J
1 J = 0,239 cal
tona naftnega ekvivalenta  toe
tona prem ogovega ekvivalenta  tce
1 toe = 42,0 G J = 10 034 M cal
1 tce = 29,3 G J =
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
7 000 M cal
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
NEKATERE RELACIJE MED ENOTAMI V ENERGETIKI
3
1000 m zemeljskega plina = 36 GJ = 8600 M cal = 0,857 toe
1 t utekočinjenega zem eljskega plina = 46 G J = 11000 M cal = 1,096 toe
1000 kW h = 9,36 G J= 2236 M cal = 0,223 to e
1 tona drv = 0,380 toe
1 tona urana v navadnih reaktorjih =
10 000 toe
1 tona urana v oplodnih reaktorjih = 50 0 000 toe
1 sod nafte = 0,136 t
1 čevelj  1 ft
2
1 ft = 0,3048 m
6
1 ft = 0,09290 m
3
1 M cm = 10 m 1 B cm = 10 9 m 3
2
1 m = 10,764 ft
2
3
1 ft = 0,028317 m
1 m = 3,281 ft
2
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
3
NEKATERE RELACIJE MED ENOTAMI V ENERGETIKI
3
0
1 N m 1 norm alni kubični m eter plina (0 C , 101,325 kP a)
1 Sm
3
0
1 standardni kubični m eter plina (1 5 C , 101, 325 kP a)
1 kg ekvivalenta prem oga = 1 kg prem oga s kurilnostjo
29 307,6 kJ ali 7 000 kcal
1 kg ekvivalenta nafte
= 1 kg naft e s kurilnostjo
41 868 kJ ali 10 000 kcal
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
NEKATERE RELACIJE MED ENOTAMI V ENERGETIKI
 toplotna vrednost 1 kg prem oga ali kapljevinastih goriv
kJ/kg
kJ/S m  toplotna vrednost 1 S m plina
3
3
kJ/kW h  toplotna vrednost 1 kW h pri porabi
ali
potr ebna toplotna energija za proizv odnj o
1 kW h električne energije
kg/kW h  specifična poraba prem oga ali tek očih goriv za proizvodnjo
1 kW h električne energi je
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
PREGLED SI SISTEMA ENOT - KONVERZIJSKI FAKTORJI
m era
im e
sim bol
energija
elektron volt
eV
1,6021x10
energija
erg
erg
10
energija
kalori ja
cal
energija
B ritish therm al unit
vrednost
-1 9
-7
J
J
4,184 J
B tu
1055,06 J
Q
10
18
B tu
q uad
q
10
15
B tu
of oil equivalent
toe
4,19x10
energija barrels o f oil equivalent
boe
energija tons of coal equivalent
tce
energija
Q
energija
energija tons
energija kilovatna ura
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
kW h
J
9
5,71x 10 J
2,93x10
10
7
J
3,6x10 J
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
10
PREGLED SI SISTEMA ENOT - KONVERZIJSKI FAKTORJI
m era
im e
konjska m oč
m oč
m oč
sim bol vrednost
hp
kilovatna ura na leto kW h/le to
745,7 W
0,114 W
8 -1
radioaktivnost
C urie
Ci
3,7x10 s
radioaktivnost
B ecquerel
Bq
1s
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
-1
PREGLED SI SISTEMA ENOT - KONVERZIJSKI FAKTORJI
m era
im e
sim bol
vrednost
tem peratura
stopinja celzija
0
C
K -273,15
tem peratura
stopinja Fahrenheita
0
F
9/5 C + 32
čas
m inuta
m
60 s
čas
ura
h
3600 s
čas
leto
y
8760 h
tlak
atm osfera
atm
1,013x10 N m
m asa
funt
lb
0,4536 kg
dolžina
čevelj
ft
0,3048 m
dolžina
m ilja
mi
1609 m
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
0
5
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
-2
INTERPRETACIJA PODATKOV V ENERGETIKI
Pri interpretaciji podatkov je potrebno biti previden.
Biti moramo pozorni na privzete definicije !
npr. o porabi, proizvodnji, bruto domačem proizvodu.
Različne države imajo lahko precej različne definicije.
Biti moramo pozorni na privzete konverzije med enotami !
Nekatere so povsem enolične, druge so stvar dogovora.
Konverzije so lahko med seboj precej razlikujejo.
Biti moramo pozorni na privzete konvencije (dogovore) !
npr. primarna energija je enaka električni energiji pri
hidroelektrarnah.
npr. primarna energija je enaka trikratni vrednosti električne
energije pri vseh konverzijah razen pri hidroelektrarnah.
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI
INTERPRETACIJA PODATKOV V ENERGETIKI
KONVENCIJE (DOGOVORI) PRI OBRAVNAVANJU PRETVORBE
PRIMARNE ENERGIJE V ELEKTRIČNO ENERGIJO
termoelektrarna
hidroelektrarna
300 units of fuel input: 300 enot goriva na vhodu
combustion of fuel: zgorevanje goriva
270 units in steam or hot gases: 270 enot pare in vročih plinov
turbina and generator: turbina in generator
100 units of electric power: 100 enot električne moči
Prof.dr. Božidar Šarler
2007/2008
30 units in flue gases etc.:30 enot v zgorelih plinih itd.
100 units of electric power: 100 enot električne moči
100 units of input power from water: 100 enot moči iz vode
turbine and generator: turbina in generator
ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE
ENOTE V ENERGETIKI