Виды энергоресурсов и единицы их измерения

Энергоресурсы, которые иногда называют первичными источниками энергии, естественным образом подразделяются на невозобновляемыс и возобновляемые.

Невозобновляемые энергоресурсы человечество может использовать лишь однократно, так как их запасы практически не пополняются. К таким энергоресурсам относятся ископаемые органические топлива (горючие ископаемые): торф, бурый и каменный угли, антрациты, горючие сланцы, нефть, природный горючий газ. Невозобновляемыми являются также различные виды ядерного горючего и тепловая энергия недр Земли (геотермальная).

Возобновляемые источники энергии постоянно пополняются - или непрерывно, или циклически. Непрерывно поступает энергия излучения Солнца. Часть этой энергии на Земле превращается в химическую энергию биомассы живых организмов, в кинетическую энергию движения воздушных масс в атмосфере (ветровую), энергию рек и некоторые иные формы. Возобновляемой является также энергия морских приливов, обусловленная взаимодействием Земли и Луны.

Значительную часть энергии, получаемой от первичных источников, для удобства ее распределения и использования преобразуют в энергию промежуточных энергоносителей - электричества, пара, горячей воды, искусственного топлива и т.п. Такие энергоносители иногда называют вторичными источниками энергии.

При оценке объема энергоресурсов и масштабов их потребления используют различные единицы измерения. Принятая в нашей стране международная система единиц измерения СИ выражает количество энергии в джоулях (Дж ).

Работа есть произведение силы на путь её действия. Единице работы присвоено наименование – джоуль:

1 Дж = 1 Н▪м = 1 кг▪(м/с²)▪м.

Так как работа есть форма передачи энергии от одного тела к другому, то энергия измеряется в тех же единицах, что и работа, т.е. в Дж.

Мощность есть работа в единицу времени. Измеряется в ваттах, 1 Вт = Дж/с.

Количество энергии, расходуемое или используемое за определенное время, характеризует мощность источника или потребителя энергии. Основной единицей мощности в системе СИ является ватт (1 Вт = 1 Дж/с).

На практике часто используют киловатт-часы (кВт▪ч) и тонны условного топлива (т.у.т.).

Найдем соотношение между указанными единицами.

Так как 1 Дж = 1 Вт▪с, то

1 кВт▪ч = 1000х3600 Дж = 3,6▪10⁶ Дж.

Для теплоэнергетиков важной характеристикой топлива является теплота сгорания, под которой понимается количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг топлива (Дж/кг).

Условным принято считать такое топливо, при сгорании 1 кг которого можно получить 7000 ккал (около 29309 кДж) энергии. Таким образом, 1 т.у.т. соответствует 29,3▪10⁹ Дж = 8,14▪10³ кВт▪ч.

Часто используются единицы энергии, кратные указанным, но больше их в известное число раз. В этом случае к обозначению единицы добавляют приставки:

кило (к) — в 10³ раз; мега (М) — в 10⁶ раз;

гига (Г) — в 10⁹ раз; тера (Т) — в 10¹² раз.

Например, 1 кВт▪ч = 1▪10³ Вт▪ч;

1 МДж = 10⁶ Дж и т.д.

ГОСТ (государственный стандарт) разрешает применение относительных единиц:

процент % сотая часть чего - либо;

миллионная доля (ppm) - 0,000001

Для теплоэнергетиков важна оставшаяся от старого ГОСТа единица – килокалория. Расчеты потребности в теплоте на отопление и горячее водоснабжение ведут в кило - или гигакалориях.

Килокалория – это количество теплоты, которое надо затратить, чтобы нагреть 1 кг дистиллированной воды на 1 градус (с 19,5 до 20,5⁰С).

1 Гкал = 106 ккал = 109 кал;

1 ккал = 4,187 кДж;

1 ккал/ч = 1,162 Вт;

1 кВт▪ч = 860 ккал.