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1 Guida del principiante sull Energia e la Potenza L'articolo presentato da N Packer, Staffordshire University, UK, febbraio Energia L'energia è la capacità di fare lavoro. Come spesso accade, le unità di energia sono il nome di un ricercatore il cui contributo ad un settore particolare è stato fondamentale per la sua comprensione. A livello internazionale (non USA) l unità riconosciuta di energia è il Joule. James Joule ( ), fisico e birraio, dedicò una carriera (35 anni) all'esame di varie forme di conversione di energia con una precisione molto maggiore rispetto ai ricercatori impiegati in questo campo. Osservò molti casi di conversione di energia meccanica in calore o energia termica. Ha trovato l equivalenza tra l impiego di una quantità di lavoro e il calore risultante. Il suo lavoro ha confermato il principio di conservazione dell'energia per l'esattezza quando l'attrito e la resistenza dell'aria è presa in considerazione. 1 Joule non è esattamente una grande quantità di energia e cosi un'altra unità, i chilowatt-ora (abbreviato in kwh) è più comune. La conversione è: 1 kwh = 3,6 milioni Joule (abbreviato in 3.6MJ). In termini di tempo di funzionamento continuo 1 kwh di energia, ad esempio, offrono: 2 giorni utilizzo di una piccola lampada fluorescente compatta 10 ore uso della televisione 5 ore di PC 70 minuti di utilizzo forno a microonde 60 minuti di sfalcio erba 4 minuti di caldaia domestica continua a piena potenza 100 secondi di una piccola automobile continua a piena potenza Si può vedere che lo stesso kwh non è un importo particolarmente elevato di energia e il termine Megawatt-ora (abbreviato in MWh) per esempio 1000kWh, è anche in uso. Carburante confronto Storicamente abbiamo acquisito la nostra energia in gran parte dal consumo di combustibili fossili in modo da valutare e confrontare fonti di combustibile in termini di quantità di energia che contengono per unità di fonte acquistata sarebbe istruttivo. Alcune indicazioni (con valori medi) è riportato di seguito. 1 kg di antracite (contenuto di umidità 4%) = 36MJ = 10kWh 1 kg di carbon (5-10% di umidità) = = 37MJ 10.3kWh 1m3 di gas naturale = 39MJ = 10.8kWh 1 litro di benzina = 34MJ = 9.4kWh 1 litro di gasolio = 40MJ = 11.1kWh 1 litro di gasolio = 41MJ = 11.4kWh 1 litro di gasolio = 44MJ = 12.2kWh Per confronto, un 1kg di un combustibile rinnovabile come una biomassa legnosa può in genere contenere 4.2kWh. Il contenuto dei prezzi di energia è un concetto interessante. Per esempio, un litro di gasolio contiene energia circa il 18% più di 1 litro di benzina, eppure il suo prezzo alla pompa del carburante è solo una piccola percentuale in eccesso di benzina. 1

2 Potenza L ingegnere scozzese ed inventore James Watt ( ) era impiegato presso l Università di Glasgow allo scopo di riparare un modello di macchina a vapore tra i più avanzati del suo tempo, la macchina Newcomen. Watt ideò una serie di migliorie in ambito meccanico e termico per la macchina che ne incrementava l efficienza del 300% permettendo di essere adottati universalmente in ogni caso dove era richiesta della potenza. Un Watt equivale all impiego di 1 Joule al secondo. Il valore della potenza viene comunemente indicato sul consumo di energia e dispositivi di produzione di energia e ci dice qualcosa su quanto rapidamente l'energia viene utilizzata o sia fatta. 1 Watt non è esattamente una grande quantità di energia e quindi una unità multipla, i chilowatt (abbreviato in kw), 1000Watts esempio, è comunemente in uso. A scopo illustrativo la potenza di alcuni dispositivi è il seguente: I personal computer: W (consumo) Forni a microonde: W (consumo) --Tosaerba : 1-1.7kW (consumo) 20m2 di mono-cristallino fotovoltaico: 2.5kWpeak (generazione) Un domestico di biomassa caldaia a pellet: 15 kw (generazione) Una 50m diametro orizzontale turbine eoliche asse: 500kWpeak (generazione) turbine a vapore: fino a 60MW (generazione) Le turbine a gas: fino a 100 MW (generazione) Energia - Potenza relazione Energia e potenza sono inestricabilmente intrecciate. L'applicazione di potenza per un tempo determinato saranno o la combinazione (generazione) o richiede (consumo) di energia. Matematicamente il collegamento è semplice, se vi ricordate per ottenere le unità (kwh, kw e ore) a destra. Il link è: Energia (kwh) = Potenza (kw) x tempo (ore). esempi 1. Un riscaldatore elettrico convettori nominale di 1 kw a sinistra su per: 1 ora consumerà 1 x 1 = 1 kwh 30 minuti si consumano 1 x (30/60) = ½ kwh 2. Una lampada fluorescente compatta nominale di 20Watts lasciato acceso per8 ore consumerà (20/1000) x 8 = 0.16kWh Parole finali Potenza (espressa in chilowatt) ed energia (misurata in chilowattora o Joule) non sono identici o intercambiabili. Tuttavia la loro conversione è relativamente semplice con un po di pratica. Se volete saperne di più, segui i link qui sotto. Neil Packer è un ingegnere e docente senior presso la Facoltà di Informatica, Ingegneria e Tecnologia, Staffordshire University, UK. E 'docente di ingegneria termo-fluido e ambientali per quasi 20 anni e agisce come un consulente bassa emissione di carbonio fornisce una gamma di servizi energetici alle imprese, l'industria e le autorità locali. 2

3 Contatti Faculty of Computing, Engineering and Technology Staffordshire University Beaconside, Stafford, ST18 0AD Tel Questa informazione è stata presentata come parte del Progetto Renewable Energies Transfer System (RET) finanziato da INTERREG IVC attraverso il Fondo europeo di sviluppo regionale. La linea del tempo del progetto è gennaio 2010 al dicembre Per ulteriori informazioni e per partecipare alla nostra comunità online visita: 3

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