Кіріспе

Энергия бірлігі, көбінесе электр энергиясын есептеу үшін қолданылады. Киловатт-сағат (бірлік таңбасы: kW⋅h немесе kW h; көбінесе kWh деп жазылады) – энергияның SI емес бірлігі, SI бірліктерінде 3,6 мегаджоульге (MJ) тең, яғни бір киловатт қуат бір сағат бойы жеткізген энергия. Киловатт-сағат электр энергиясын жеткізуші мекемелердің электр энергиясын есептеуде жиі қолданатын бірлік. Ватт-сағаттың (3,6 кДж) еселіктері мен бөлшектері үшін метрикалық префикстер қолданылады.

Анықтама

Киловатт-сағат – бір киловатт (кВт) қуаты бір сағат бойы сақталған (көбейтілген) энергияның күрделі бірлігі. Халықаралық бірліктер жүйесіндегі (СИ) энергия бірлігі – джоуль (символы J). Ватт – секундына бір джоуль екендігінің және бір сағатта 3600 секунд болатындығының салдарынан, 1 кВт·сағ 3600 килоджоульге немесе 3,6 МДж тең.

Мысалдар

2020 жылы АҚШ-тағы орташа үй шаруашылығы айына 893 кВт·сағат энергия тұтынды. Адам күшімен салыстырғанда, дені сау ересек ер адам сегіз сағаттық жұмыс күнінде шамамен жарты киловатт сағатқа тең жұмыс жасайды.

Қайта құрулар

Сол жақ бағандағы бірлікте өлшенген шаманы жоғарғы қатардағы бірліктерге айналдыру үшін, қатар мен баған қиылысатын ұяшықтағы көбейткіш санға көбейтіңіз. Жоуль Ватт-сағат Киловатт-сағат Электронвольт Калория 1 Дж = 1 кг⋅м2⋅с−2 = 1 2.77778 × 10−4 2.77778 × 10−7 6.241 × 1018 0.239 1 Вт⋅сағ = 3.6 × 103 1 0.001 2.247 × 1022 859.8 1 кВт⋅сағ = 3.6 × 106 1000 1 2.247 × 1025 8.598 × 105 1 ЭВ = 1.602 × 10−19 4.45 × 10−23 4.45 × 10−26 1 3.827 × 10−20 1 кал = 4.184 1.162 × 10−3 1.162 × 10−6 2.612 × 1019 1

kWh (энергия) және kW (қуаты) арасындағы айырмашылық

Киловатт – қуаттың бірлігі (уақыт бірлігіне энергия ағынының шамасы). Киловатт-сағат – энергияның бірлігі. Сағатына киловатт – қуат ағынының уақыт бойынша өзгеру шамасы. Жұмыс – жүйеге берілген энергияның мөлшері; қуат – энергияны жеткізудің шамасы. Энергия джоульмен немесе ватт-секундпен өлшенеді. Қуат ваттпен немесе секундына джоульмен өлшенеді. Мысалы, батарея энергияны сақтайды. Батарея энергиясын беру кезінде белгілі бір қуатпен, яғни энергияны беру шамасымен жұмыс істейді. Қуаттың жоғары болуы батареядағы сақталған энергияның жылдам жеткізілуін қамтамасыз етеді. Қуаттың жоғарылауы батареядағы сақталған энергияның қысқа мерзім ішінде тозуына себеп болады.

Жылдық қуат

Электр энергиясын өндіру және тұтыну кейде жылдық негізде, мегаватт-сағаттар (МВтж/жыл), гигаватт-сағаттар (ГВтж/жыл) немесе тераватт-сағаттар (ТВтж/жыл) сияқты бірліктерде есептеледі. Бұл бірліктер энергияны уақытқа бөлу арқылы алынғандықтан, қуат бірліктері болып табылады. Оларды жылдағы сағаттар санына, шамамен 8760-қа бөлгенде, SI жүйесіндегі қуат бірліктеріне айналдыруға болады. Демек, 1 ГВтж/жыл = 1 ГВтж / 8760 сағ ≈ 114,12.

Сағатына ватты дұрыс қолданбау

Көптеген күрделі шамалардың бірліктері түрлі жағдайлардағы өзгерісті көрсету үшін уақыт бірліктерін нақты көрсетеді. Мысалы: сағатына миль, сағатына километр, сағатына доллар. КВт сияқты қуат бірліктері уақыт бірлігіне шаққандағы энергия мөлшерін өлшейді (кВт=кДж/с). Киловатт-сағат – қуат пен уақыттың көбейтіндісі, қуаттың уақыт бойынша өзгеру шамасы емес. Ватт сағатына (Вт/сағ) – қуаттың сағат сайынғы өзгеруінің бірлігі, яғни энергия берудің үдеуі. Ол сұраныстың күндізгі өзгерісін (мысалы, «үйрек қисығының» еңістігін) немесе электр станцияларының қуатты арттыру қабілетін өлшеу үшін қолданылады. Мысалы, 15 минут ішінде қуатын 0-ден 1-ге дейін арттыратын электр станциясының қуатты арттыру жылдамдығы 4-ке тең. Ватт сағатына сияқты терминдердің қолданылуы қате болуы мүмкін.

Басқа энергетикалық бірліктер

Киловатт-сағатқа байланысты басқа да бірліктер қуатты немесе энергия сыйымдылығын көрсету үшін, сондай-ақ нақты қолдану салаларында қолданылуын білдіру үшін жиі қолданылады. Жылдық орташа энергия өндірісі немесе тұтынуы жылына киловатт-сағаттармен өлшеніп көрсетіледі. Бұл жыл бойы ауытқып отыратын, бірақ жылдық қорытындысы бір жылдан екіншісіне шамалас жүктемелерге немесе өнімге қатысты қолданылады. Мысалы, уақытқа немесе жыл мезгіліне байланысты қуатты тұтынуы өзгеретін тұрмыстық техникалардың энергия тиімділігін салыстыруға ыңғайлы. Тағы бір қолданысы – таратылған қуат көзінен алынған энергияны өлшеу. Жылдық бір киловатт-сағат шамамен 114,08 милливаттқа тең, ол бір жыл бойы үздіксіз қолданылса. Аккумулятордың энергиясы көбінесе оның ампер-сағаттармен (Ач) сыйымдылығы арқылы жанама түрде көрсетіледі. Ампер-сағатты (Ач) ватт-сағатқа (Вт⋅сағ) түрлендіру үшін ампер-сағат мәні қуат көзінің кернеуімен көбейтілуі керек. Бұл шамамен есептеледі, себебі батареяның кернеуі разрядталу кезінде тұрақты болмайды, және жоғары разряд жылдамдықтары батарея бере алатын энергияның жалпы мөлшерін азайтады. Егер құрылғы батареядан өзге кернеу шығарса, есептеу үшін құрылғының кернеуін емес, батареяның кернеуін (әдетте, литий-ионды батарея үшін 3,7 В) пайдалану қажет (мысалы, USB портативті зарядтағыштар үшін әдетте 5,0 В). Соның салдарынан 500 мА USB құрылғысы 2500 мАч батареямен шамамен 3,7 сағат жұмыс істейді, емес 5 сағат. Сауда кеңесінің бірлігі (Б.Т.А.) – киловатт-сағаттың ескірген британдық синонимі. Бұл термин 1942 жылға дейін электр энергетикасын реттеген Сауда кеңесінің атынан шыққан, содан кейін Энергетика министрлігі басқаруды қолға алды. Оны 1055 Дж-ге тең британдық жылу бірлігімен (БЖБ) шатастырмау керек. Үндістанда киловатт-сағатты көбінесе энергия бірлігі деп атайды. Бір миллион бірлік – гигаватт-сағат (ГВт⋅сағ), ал бір миллиард бірлік – тераватт-сағат (ТВт⋅сағ).