Введение
Киловатт-час (обозначение: кВт⋅ч или кВт ч; обычно записывается как кВт⋅ч) — это внесистемная единица энергии, равная 3,6 мегаджоуля (МДж) в системе СИ, представляющая собой энергию, потребляемую мощностью в один киловатт в течение одного часа. Киловатт-часы широко используются в качестве единицы измерения при оплате электроэнергии, поставляемой электроснабжающими организациями. Метрические приставки применяются для кратных и дольных единиц основной единицы — ватт-часа (3,6 кДж).
A kilowatt hour (unit symbol: kW⋅h or kW h; commonly written as kWh) is a non SI unit of energy equal to 3.6 megajoules (MJ) in SI units which is the energy delivered by one kilowatt of power for one hour. Kilowatt hours are a common billing unit for electrical energy supplied by electric utilities. Metric prefixes are used for multiples and submultiples of the basic unit, the watt hour (3.6 kJ).
Определение
Киловатт-час – это составная единица энергии, равная одному киловатту (кВт), действующему в течение (умноженному на) одного часа. Международная система единиц (СИ) определяет джоуль (символ J) как единицу энергии. Поскольку ватт по определению равен одному джоулю в секунду, а в часе 3600 секунд, один кВтч равен 3600 килоджоулям или 3,6 МДж.
Примеры
В 2020 году среднее домохозяйство в Соединенных Штатах потребляло 893 кВтч в месяц. Если пересчитать в человеческую мощность, здоровый взрослый мужчина, занимающийся физическим трудом, выполняет работу, эквивалентную примерно половине киловатт-часа за восьмичасовой рабочий день.
Переводы
Для преобразования величины, измеренной в единице в левом столбце, в единицы в верхнем ряду, умножьте на коэффициент в ячейке, где пересекаются строка и столбец. Джоуль Ватт-час Киловатт-час 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⋅ч = 3.6 × 10³ 1 0.001 2.247 × 10²² 859.8 1 кВт⋅ч = 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
Различие между kWh (энергия) и kW (мощность)
Киловатт – это единица мощности (скорость потока энергии в единицу времени). Киловатт-час – это единица энергии. Киловатт в час означал бы скорость изменения потока мощности во времени. Работа – это количество энергии, переданной системе, а мощность – это скорость передачи энергии. Энергия измеряется в джоулях или ватт-секундах. Мощность измеряется в ваттах или джоулях в секунду. Например, батарея накапливает энергию. Когда батарея отдает свою энергию, она делает это с определенной мощностью, то есть с определенной скоростью отдачи энергии. Чем выше мощность, тем быстрее расходуется накопленная в батарее энергия. Более высокая выходная мощность приведет к тому, что накопленная энергия батареи будет израсходована за меньший промежуток времени.
Годовая мощность
Производство и потребление электрической энергии иногда представляются в годовом исчислении, в таких единицах, как мегаватт-часы в год (MWh/год), гигаватт-часы в год (GWh/год) или тераватт-часы в год (TWh/год). Эти единицы измеряют энергию, деленную на время, и, следовательно, являются единицами мощности. Их можно преобразовать в единицы мощности СИ, разделив на количество часов в году, которое составляет примерно 8760. Таким образом, 1 ГВтч/год = 1 ГВтч / 8760 ч ≈ 114,12.
Неправильное использование ватт в час
Многие составные единицы измерения для различных видов скоростей явно указывают единицы времени, чтобы обозначить изменение во времени. Например: мили в час, километры в час, доллары в час. Единицы мощности, такие как кВт, уже измеряют скорость потребления энергии во времени (кВт = кДж/с). Киловатт-часы – это произведение мощности на время, а не скорость изменения мощности во времени. Ватт в час (Вт/ч) – это единица изменения мощности в течение часа, то есть ускорение подачи энергии. Она используется для измерения суточных колебаний спроса (например, наклона кривой "утиного профиля") или скорости набора мощности электростанциями. Например, электростанция, которая увеличивает мощность от 0 до 1 за 15 минут, имеет скорость набора мощности 4. Любое другое использование терминов вроде ватт в час, скорее всего, является ошибкой.
Другие связанные энергетические единицы
Несколько других единиц, связанных с киловатт-часом, обычно используются для обозначения мощности или энергоемкости, или объема потребления в конкретных областях применения. Среднегодовое производство или потребление энергии может быть выражено в киловатт-часах в год. Это используется для нагрузок или выходной мощности, которые меняются в течение года, но годовые итоги которых примерно одинаковы из года в год. Например, это полезно для сравнения энергоэффективности бытовых приборов, потребление которых меняется со временем или в зависимости от сезона. Другое применение – измерение энергии, производимой распределенным источником питания. Один киловатт-час в год эквивалентен примерно 114,08 милливатт, подаваемым постоянно в течение одного года. Энергоемкость аккумулятора обычно выражается косвенно его емкостью в ампер-часах; для преобразования ампер-часов (Ач) в ватт-часы (Вт·ч) значение ампер-часов необходимо умножить на напряжение источника питания. Это значение приблизительное, поскольку напряжение батареи не постоянно во время разряда, и более высокие скорости разряда уменьшают общее количество энергии, которое может обеспечить батарея. В случае устройств, выдающих напряжение, отличное от напряжения батареи, для расчета следует использовать напряжение батареи (обычно 3,7 В для литий-ионных аккумуляторов), а не выходное напряжение устройства (например, обычно 5,0 В для портативных USB-зарядных устройств). В результате USB-устройство с током 500 мА будет работать около 3,7 часов от аккумулятора емкостью 2500 мАч, а не пять часов. Единица Торгового совета (B. T. U.) – устаревший британский синоним для киловатт-часа. Термин происходит от названия Торгового совета, который регулировал электроэнергетическую отрасль до 1942 года, когда эту функцию взяло на себя Министерство энергетики. Это не следует путать с британской тепловой единицей (BTU), которая равна 1055 Дж. В Индии киловатт-час часто называют просто единицей энергии. Миллион единиц, обозначаемый как МУ, равен гигаватт-часу, а БУ (миллиард единиц) – тераватт-часу.