能量轉換效率(energy conversion efficiency,η )是指一個能量轉換設備所輸出可利用的能量相對其輸入能量的比值。輸出的可利用能量可能是電能、機械功或是熱量。輸入能量與輸出可利用能量的差值,稱為能量損耗。當能量轉換流程的效率愈高,能量損耗就愈少。工程師都會盡可能提高能量轉換效率,以節省能量損耗產生的浪費與費用。
能量轉換效率沒有一致的定義,主要和輸出能量可利用的程度有關。
:
\eta = \frac{P_\mathrm{out}}{P_\mathrm{in}}
一般而言能量轉換效率是一個介於0到1之間的無量綱數字,有時也會用百分比表示。能量轉換效率不可能超過100%,因为永動機不存在。不過像熱泵之類的設備將熱由一處移到另一處,不是進行能量的轉換,其性能係數往往會超過100%。
以下的效率都是能量轉換效率。
*電效率,可用功率輸出及總耗電的比例。
*机械效率,由一種機械能(例如水的位能)轉換成另一種機械能或機械功。
*熱效率或,可用的熱或功輸出與輸入能量(或消耗燃料對應的能量)的比例。
*總效率,一般用在汽電共生的場合,可用的電能及熱能相對輸入能量的比例。
*照明效率,所產生電磁輻射在可見光範圍內的比例。
燃料熱值和效率
燃料的燃燒熱可以以其HHV(高熱值)或LHV(低熱值)表示,高熱值的燃燒熱是在燃燒後,生成物的水蒸氣已凝結成液態時的燃燒熱,因此加上水凝結時的潛熱。低熱值的燃燒熱則是在燃燒後,生成物的水蒸氣仍維持氣態時的燃燒熱,不考慮水凝結時的潛熱。
燃料熱值的選用會影響其能量轉換效率的計算。在歐洲一燃料可產生的能量是其低熱值表示,不考慮水凝結時的潛熱,以若此方式計算的「熱效率」,其數值可能會超過100%,其原因是其工作原理會利用到部份水凝結時的潛熱,但計算輸入能量時未考慮此部份所造成,不違反熱力學第一定律。在歐洲以外的國家,一燃料可產生的能量是其高熱值表示,已考慮水凝結時的潛熱,以此為基礎計算能量轉換效率,其數字就不可能超過100%。
不同能量轉換方式的效率
參考资料
评论 (0)