Что такое киловатт-час?

 

Первое, что нужно знать для понимания темы - это отличие между мощностью и энергией. Энергия измеряется в киловатт-часах (кВт*ч), джоулях, килоджоулях, мегаджоулях и т.п. При этом, 1 кВт*ч=3,6МДж (мегаджоулей). 1МДж=1000кДж (килоджоулей)=1000000Дж(джоулей). Обозначение энергии в кВт/ч (киловатт В час) - ошибочно и приводит к путанице.

1 Джоуль - это, примерно, энергия, необходимая, чтобы поднять вес грузом в 1 килограмм на 10 сантиметров. То, что вносится в книжку по оплате за электроэнергию - это расход энергии за период.

Мощность - это скорость расхода энергии, она измеряется в ваттах (Вт), киловаттах (1кВт=1000Вт) и т.п. Еще есть лошадиная сила, которая равна примерно 750 ватт. 1 ватт - это расход одного джоуля в секунду. Например, если вы поднимаете рукой один килограмм на 1 метр за одну секунду, то вы вырабатываете мощность в 10 ватт.

Горящая лампочка накаливания в 100 ватт тратит столько энергии, что ее хватило бы для подьема 10 килограмм на 1 метр каждую секунду. За 10 часов эта лампочка сожжет 1 кВт*ч. Бензогенератор мощностью 2кВт может вырабатывать 2кВт*ч за один час. Насос мощностью 500 ватт израсходует 1 кВт*ч за два часа. Одна конфорка электроплиты мощностью 2 кВт тратит столько энергии, что ее хватило бы на подьем двухсот литров воды на один метр каждую секунду. В каждом килограмме дров содержится примерно 3 кВт*ч химической энергии, которую можно преваратить в тепло, а в литре бензина - порядка 12 кВт*ч. И т.д.

У системы, в которой перерабатывается энергия, может быть ПИКОВАЯ и СРЕДНЯЯ мощность. Пиковая мощность достигается, когда система работает наиболее интенсивно. Например, если вы включите в розетку все электроприборы, которые есть у вас дома, вы получите пиковую мощность. Но, на самом деле, в кваритре есть пробки, которые ограничивают пиковую мощность и тем самым защищают провода от прогорания, поэтому у вас может и не получиться одновременно включить все электроприборы. Если я не ошибаюсь, то для квартиры без электроплиты эта пиковая мощность равна 4 кВт.

Средняя мощность - это общий расход энергии за период, деленный на длительность периода. Например, в обычной городской квартире тратится порядка 100-400 кВт*ч в месяц. Средняя мощность при расходе в 200 кВт*ч равна 200кВт*ч/24ч/30дней~=280 ватт. При этом, энергия тратится неравномерно - ее потребление колеблется от нуля до пиковой мощности, ограниченной пробками или количеством приборов, которые вы используете одновременно. Поэтому, встает вопрос о сглаживании неравномерности потребления. В единой энергосистеме сглаживание происходит двумя способами:

1. За счет большого числа потребителей. Вряд ли все жители города одновременно включат фен, поэтому мощность может быть меньше, чем суммарная пиковая мощность всех потребителей.

2. За счет маневренных мощностей. Поскольку все встают примерно в одно и то же время, они почти одновремнно могут включить электроплиту или освещение. Закон изменнеия потребления энергии более-менее предсказуем, поэтому в единой энергосистеме имеются специальные резервные электростанции для покрытия пиковых нагрузок.

В автономной энергосистеме согласование выработки и расхода энергии сложнее, поскольку потребитель - только один, а иметь много электростанций - дорого. Для такого согласования обычно используются аккумуляторы. Также, для нестабильно работающих возобновляемых источников энергии можно подстраивать потребление энергии под ритм ее поступления. Например, подул ветер - включили дрель. Перестал дуть - выключили.

Будяк Д.В.