О перерасчете платы за электроэнергию для жителей Апрелевки Наро-Фоминского городского округа
16.06.2020
МосОблЕИРЦ извещает абонентов, проживающих по адресам: ул. Островского д.36, ул. Горького д.25, ул. Цветочная аллея д.11 и д.15, о перерасчете платы за электроснабжение.
В единых платежных документах с начислениями за июнь 2020 года отразятся доначисления по услугам «электроснабжение» и «ОДН электроэнергия». Перерасчет производится по распоряжению управляющей компании ООО «ДЕЗ МО №1» в связи с тем, что в период с февраля 2017 года по январь-февраль 2020 года плата за потребленную электрическую энергию не начислялась.
В соответствии с Правилами предоставления коммунальных услуг, утвержденными постановлением Правительства РФ от 06.05.2011 №354, плата за электроснабжение в многоквартирном доме включает в себя плату за индивидуальное потребление ресурса в квартирах и плату за электроэнергию, потребляемую на содержание общего имущества дома (ОДН).
Плата по услуге «электроснабжение» рассчитывается исходя из показаний индивидуального прибора учета, а при отсутствии показаний – исходя из среднего фактического потребления за прошлый период или норматива.
Стоимость услуги «ОДН электроэнергия» (включает расход электроэнергии на лифты, освещение в подъездах, на работу противопожарной системы, домофонов и прочего электрооборудования) рассчитывается исходя из объемов потребленной электроэнергии (при наличии общедомового прибора учета), тарифов и нормативов, общей площади дома и площади занимаемого жилого помещения.
Расчет задолженности за потребленную электроэнергию произведен управляющей компанией с учетом показаний приборов учета и сверки платежей, произведенных жителями.
По всем вопросам, связанным с начислением платы за электроэнергию, можно обращаться в управляющую компанию ООО «ДЕЗ МО №1», по адресу: г. Апрелевка ул. Горького д.25 пом.17, тел. 8(496) 345-44-84, www.dez-mo.ru, [email protected].
Необходимость перерасчёта платы за электроэнергию на общедомовые нужды (ОИ)
Автор:Барановский Степан Алексеевич
Российская Федерация, Республика Башкортостан
Кому:Государственный комитет Республики Башкортостан по жилищному и строительному надзору
Уважаемые Господа!
ООО «УК РЭУ-7» с Августа 2017 года по сей день начисляет плату за электроэнергию на общедомовое использование (далее ОИ) по нормативу. При этом не производит ежегодную корректировку и возврат излишне уплаченных собственниками помещений МкД сумм.
Проведённые 16.01.2019 года по инициативе совета дома контрольные снятия показаний поквартирных и общедомового приборов учёта электроэнергии выявили, что начисления по нормативу в несколько раз превышают фактическое потребление электроэнергии на ОИ нашим МкД.
Ранее на Обращение от 22.04.2019 года рег. номер 3882 (к нему приложены данные о фактическом потреблении электроэнергии на ОИ) Вами давался ответ (исх. от 21.08.2019 № 29455 ##0000922881) о том, что перерасчёт платы за электроэнергию на ОИ не предусмотрен действующим законодательством.
Однако Ваше мнение оказалось ошибочным. Это подтверждает Определение Верховного суда РФ от 10 января 2020 года № 304-ЭС19-25414, которое основано на Постановлении восьмого арбитражного апелляционного суда от 10 июня 2019 г. № 08АП-4812/2019 и Постановлении арбитражного суда западно-сибирского округа от 16 сентября 2019 года по делу № А46-557/2019 и др.
Определение Верховного суда РФ признало законным предписания Государственной жилищной инспекции Омской области от 12.12.2018 N 02-02-18/86, согласно которому УО необходимо произвести перерасчет размера платы за коммунальный ресурс (электроэнергия), необходимый в целях содержания общего имущества МКД, собственникам жилых помещений в соответствии с действующим законодательством (исходя из объема потребления коммунальных ресурсов, определяемого по показаниям общедомового прибора учета).
Доводим до Вашего сведения, что процедура перерасчёта платы за коммунальный ресурс (электроэнергия) игнорируется почти всеми управляющими организациями города Кумертау.
В связи с этим, просим Вас выдать соответствующие предписания ООО «УК РЭУ-7» и всем управляющим организациям города Кумертау, которые не производят перерасчет размера платы за коммунальный ресурс (электроэнергия).
Должна ли ресурсоснабжающая организация делать перерасчёт при отрицательном объёме коммунальных ресурсов на содержание общего имущества дома
До середины 2018 года суды, разбирая споры между управляющими организациями и РСО по вопросу перерасчётов по факту образования отрицательных объёмов ОДН, решали дело в пользу поставщиков ресурсов. Читайте о том, как эту тенденцию изменило решение, вынесенное ВС РФ в июне 2018 года.
ПП РФ № 124 не обязывает РСО учитывать отрицательные ОДН в следующих периодах
Управляющая домом организация, товарищество или жилищный кооператив вне зависимости от наличия прямого договора собственников помещений в доме с РСО обязаны заключить с поставщиком ресурсов договор ресурсоснабжения в целях поставки ресурсов для содержания общего имущества МКД (п. 4 ПП РФ № 124).
В соответствии с пп. «а» п. 21-1 ПП РФ № 124, при наличии в доме установленного общедомового прибора учёта коммунальных ресурсов объём КР на СОИ равен разнице между показаниями ОДПУ и суммой потребления ресурсов в помещениях собственников, определяемой по показаниям ИПУ или расчётными методами согласно п.п. 59, 60 ПП РФ № 354.
Если объём потребления ресурсов в жилых и нежилых помещениях собственников окажется больше, чем объём КР по общедомовому прибору учёта, то в результате образуются так называемые отрицательные ОДН.
Такое возможно, если потребители неверно передали показания в предыдущем или текущем периоде, либо объём индивидуального потребления производился расчётными методами из-за отсутствия показаний установленного ИПУ или отсутствия счётчика.
Если объём КР на СОИ в результате расчётов оказался отрицательным, РСО принимает эту сумму равной нулю в соответствии с пп. «а» п. 21-1 ПП РФ № 124. И чаще всего в следующем расчётном периоде поставщик ресурсов не учитывает эти отрицательные объёмы и не делает перерасчёт в пользу УО, ссылаясь на то, что это не предусмотрено в ПП РФ № 124.
О расчёте платы за КР на СОИ при наличии в доме «умного» счётчика
Ранее суды отказывали УО в перерасчёте в связи с минусовыми КР на СОИ
Если в расчётах между УО и РСО появился вопрос об отрицательных ОДН и поставщик ресурсов отказался учитывать их в последующих периодах, управляющие организации нередко отказывались вносить оплату по договорам ресурсоснабжения, требуя перерасчёта. Подобные споры переносились в залы суда.
До июня 2018 года, как правило, требования управляющих организаций к РСО сделать перерасчёт платы за КР на содержание общего имущества дома с учётом отрицательных объёмов ресурсов суды отклоняли.
Их решения основывались на нормах п. 21-1 ПП РФ № 124, где действительно не закреплена обязанность поставщика ресурсов делать перерасчёт, если в предыдущих периодах объём КР на СОИ оказывался отрицательным.
Так, согласно материалам дела №А26-13472/2017 поставщик электроэнергии подал иск к одной из управляющих организаций Карелии с требованием полностью оплатить задолженность двух расчётных периодов за ресурсы, поставленные по договору ресурсоснабжения в целях содержания общего имущества в МКД.
Суды первой инстанции и апелляции посчитали, что УО неправильно трактует нормы законодательства, настаивая на обязанности РСО сделать перерасчёт в случае, если объём электроэнергии, потребленной на общедомовые нужды, принял «отрицательное» значение.
Суды отметили, что суммы, возникшие в результате выявления «отрицательного баланса по МКД» при расчёте объёма обязательств управляющей организации по договору с РСО в последующих периодах не участвуют. Иск поставщика электроэнергии был удовлетворён.
К подобному выводу пришёл и суд первой инстанции по делу №А67-1077/2018, который ссылался на п. 21-1 ПП РФ № 124 и отмену распределения отрицательного ОДН в связи с признанием недействующим п. 47 ПП РФ № 354 после вступления в силу ПП РФ № 1498.
Могут ли отличаться тарифы на СОИ для жилых и нежилых помещений в МКД
Верховный суд РФ обязал РСО учитывать отрицательные ОДН при расчётах
Управляющие организации, пытаясь добиться от РСО перерасчёта в связи с отрицательными объёмами КР на СОИ, натыкались на нормы ПП РФ № 124 и проигрывали суды. Но ситуация изменилась после того, как ВС РФ 20 июня 2018 года принял решение по делу №АКПИ18-386.
Управляющая организация из Белгородской области обратилась в Верховный суд РФ с требованием признать недействительным п. 21-1 ПП РФ № 124, на который суды ссылаются при отказе в перерасчёте объёмов КР на СОИ при отрицательном ОДН.
ВС РФ, рассмотрев обстоятельства дела, в иске УО отказал, однако сделал существенные замечания, которые изменили судебную практику в пользу управляющих организаций и ТСЖ:
- Положения пп. «а» пункта 21-1 ПП РФ № 124 о нулевом объёме коммунального ресурса на СОИ не исключают перерасчёт по договору ресурсоснабжения в следующих периодах.
- В случае образования отрицательного ОДН объём КР на СОИ, подлежащий оплате управляющей организацией в следующих расчётных периодах, уменьшается на получившуюся «минусовую» разницу.
- Подобный перерасчёт исключает для РСО возможность получить плату за не оказанные услуги, устраняет несоответствие фактического потребления КР, вызванного невозможностью одновременно снять показания со всех приборов учёта.
Сформировалась положительная для УО судебная практика о перерасчётах в связи с отрицательными ОДН
Выводы ВС РФ о том, что поставщик ресурсов должен уменьшать объёмы КР на СОИ в периоде, следующем за периодом с отрицательным объёмом ОДН, позволили управляющим организациям подать апелляции на уже существующие решения судов, которые ранее отказали им в иске.
В уже упомянутом деле №А67-1077/2018 в ноябре 2018 года апелляционный суд отменил решение суда первой инстанции, постановив РСО сделать перерасчёт платы, которую УО должна внести за поставленные на содержание общего имущества дома ресурсы, с учётом отрицательных объёмов, полученных в предыдущих периодах.
В деле № А17-9233/2017 апелляционный суд в постановлении от 16 ноября 2018 года отметил, что если по итогам расчётного периода объём ресурса на ОДН имеет отрицательное значение (меньше 0), то в этом периоде ОДН признается равным 0. В следующем периоде (периодах), если объём КР на СОИ имеет положительное значение (больше 0), оно подлежит уменьшению на ранее полученное отрицательное значение объёма этих ресурсов.
Уменьшить сумму долга УО за ресурсы, поставленные РСО на содержание общего имущества многоквартирных домов, постановили суды разных инстанций в делах № А67-4295/2018 и № А67-5467/2017.
Плюсы и минусы установки в многоквартирном доме «умных» счётчиков
УО должна требовать перерасчёт при минусовых объёмах КР на СОИ
После решения ВС РФ от 20.06.2018 года по делу №АКПИ18-386 активно начала складываться положительная для управляющих организаций и ТСЖ практика в спорах об отрицательных объёмах коммунальных ресурсов, потреблённых на содержание общего имущества собственников в многоквартирных домах.
Чтобы не попасть в ситуацию, когда поставщик ресурсов принуждает управляющую организацию оплатить объём КР на СОИ без учёта ранее полученных отрицательных показателей, УО следует:
- Вести учёт и контроль показаний, снятых с ОДПУ и ИПУ, установленных в домах под её управлением.
- Проверять сделанные РСО расчёты и вести учёт отрицательных объёмов КР на СОИ по каждому дому отдельно.
- При получении отрицательной разницы между показаниями ОДПУ и суммой объёмов потребления в помещениях собственников проверять, чтобы в последующем периоде поставщик ресурсов при объёме КР на СОИ более 0 учёл отрицательные показатели прошлого месяца.
Если РСО отказывается делать перерасчёт, то управляющая организация может поступить двумя способами: отказаться платить за завышенные объёмы ресурсов, ожидая, когда поставщик обратится в суд, либо же подать иск и потребовать от ресурсоснабжающей организации учесть в расчётах отрицательные ОДН.
Начисления и перерасчет
Начисления за услугу «Обращение с ТКО» в жилых помещениях производятся на постоянно и временно проживающих, а в случае их отсутствия – на собственников жилого помещения (ст.148(34) – 148(36) Правил предоставления коммунальных услуг, утв. ПП РФ от 06.05.11).
Уточнить данные о количестве жильцов либо сделать перерасчет в связи с временным отсутствием можно, подав письменное заявление и подтверждающие документы в клиентский офис (адрес указан в квитанции), на сайте www.omesc.ru в разделе «обращения» или в личном кабинете (прикрепить скан или фото).
№ пп | Вид проживания в жилом помещении | Подтверждающие документы |
1 | Постоянно зарегистрированные | — Копия л/счета/ выписка из домовой книги, справка о составе семьи, — договор найма (при долгосрочном договоре более 1 года, требуется регистрация в Росреестре.) |
2 | Временно зарегистрированные или временно проживающие более 5 дней подряд | — Копия свидетельства о временной регистрации, — Акт о проживании исполнителя коммунальных услуг (жилищной организации) |
3 | Наличие собственников и отсутствие постоянно и временно проживающих в жилом помещении | — Свидетельства о праве собственности на всех собственников или выписка из Единого государственного реестра прав — копия л/счета с данного адреса; |
4 | Временное отсутствие: В том числе: | — копия л/счета с данного адреса — счета за проживание в гостинице, общежитии или другом месте временного пребывания или их заверенные копии; — справка организации, осуществляющей вневедомственную охрану жилого помещения, в котором потребитель временно отсутствовал; — свидетельство о регистрации по месту временного пребывания; |
Проживание на даче | — копия л/счета с данного адреса — справка дачного, садового, огороднического товарищества, подтверждающая период и место нахождения; | |
Нахождение в командировке | — копия л/счета с данного адреса — копия командировочного удостоверения, справки или решения (приказа, распоряжения) о направлении в командировку с приложением копий проездных билетов; | |
Нахождение на лечении | — копия л/счета с данного адреса — справка о нахождении на лечении в стационарном лечебном учреждении или на санаторно-курортном лечении | |
5 | При отсутствии собственников | — копия л/счета с данного адреса, — свидетельство о смерти, — справка ЕГРН. подтверждается каждые полгода. |
Внимание! При наличии потребления электроэнергии по прибору учета составляется акт о проживании и производится начисление за «Обращение с ТКО» на временно проживающих | ||
6 | При строительстве дома | Если постройка не является жилым помещением, подтверждается документально: — справка СНТ — акт, оформленный совместно с представителями ООО «ОЭК», подтверждается каждые полгода. |
ПРИМЕР АКТА ФАКТИЧЕСКОГО ПРОЖИВАНИЯ
Новости Центр
«КолАтомЭнергоСбыт» произведет перерасчет платы за электроэнергию в Североморске
В квитанциях за июнь-июль 2017 года гарантирующий поставщик электроэнергии на территории Мурманской области «КолАтомЭнергоСбыт» произведет перерасчет для жителей многоквартирных домов г. Североморска, обслуживаемых ООО «Североморскжилкомхоз».
Гражданам-потребителям будет доначислен объем электроэнергии, потребленной на общедомовые нужды, в период с июля по декабрь 2016 года. Перерасчет будет произведен по решению Арбитражного суда и полностью согласован Государственной жилищной инспекцией по Мурманской области.
В период с июля по декабрь 2016 года весь сверхнормативный объем электроэнергии, потребленной на ОДН в вашем доме, выставлялся филиалом «КолАтомЭнергоСбыт» в адрес управляющей компании. Гражданам объем электроэнергии, потребленной на ОДН, выставлялся строго в пределах норматива.
Однако при рассмотрении Арбитражным судом Мурманской области исковых заявлений АО «АтомЭнергоСбыт» к ООО «Североморскжилкомхоз» о взыскании задолженности по оплате сверхнормативного расхода на общедомовые нужды управляющей компанией был предоставлен протокол общего собрания собственников помещений о полном распределении между собственниками объема коммунальных услуг на общедомовые нужды, в том числе сверх норматива.
В соответствии с указанным протоколом общего собрания собственников, а также решением суда гарантирующий поставщик вынужден произвести перерасчет и начислить объемы электроэнергии, потребленные на ОДН сверх норматива в период с июля по декабрь 2016 года, собственникам и нанимателям помещений в многоквартирных домах.
По всем возникшим вопросам потребители могут обратиться лично в офис обслуживания по адресу: г. Североморск, ул. Падорина, д. 3 (пн. 09:00-18:00, вт.-пт. 09:00-17:00; перерыв 13:00-14:00; сб., вс. – выходной).
Пресс-служба филиала «КолАтомЭнергоСбыт»
Другие новости
Как начисляется ОДН. Как, когда и кем снимаются показания с этих приборов учета
Сокращение «ОДН» расшифровывается как «общедомовые нужды». В каждый многоквартирный дом поступает определенное количество коммунальных ресурсов, основная доля которых потребляется жильцами, некоторая же часть ресурсов идет на обслуживание дома и содержание общедомового имущества. Согласно Постановлению Правительства РФ от 06.05.2011 № 354, собственники обязаны оплачивать как коммунальные услуги внутри квартиры, так и коммунальные услуги, идущие на общедомовые нужды. В настоящий момент ОДН начисляется по трем коммунальным услугам: электроэнергия, холодное водоснабжение и горячее водоснабжение.
Согласно постановлению Правительства № 354 методика расчета ОДН различается в зависимости от наличия в доме общедомового прибора учета.
Если в доме установлен общедомовой прибор учёта (ОПУ), то ОДН определяется как разница между объёмом, который показал ОПУ, и суммой показаний индивидуальных счётчиков и расходов по нормативу в квартирах, не оборудованных приборами учёта. Эта разница распределяется между всеми собственниками пропорционально площади их квартиры. Таким образом, расход на ОДН, например, для трёхкомнатной квартиры будет больше, чем для однокомнатной – вне зависимости от количества проживающих в ней граждан.
Объем холодной и горячей воды и электрической энергии, предоставленный за расчетный период на общедомовые нужды в многоквартирном доме, где установлен ОПУ, рассчитывается по формуле.
7.jpg Кроме того, согласно Постановлению Правительства от 16.04. 2013 № 344 с 1 июня 2013 года размер начислений на коммунальные услуги ОДН по общедомовому прибору учета не может быть выше соответствующих нормативов потребления. Если начисления на многоквартирный дом будут больше, то образовавшуюся разницу будет обязан оплатить исполнитель коммунальных услуг.
На общем собрании собственники могут принять решение о распределении разницы между всеми жилыми и нежилыми помещениями пропорционально размеру общей площади каждого жилого и нежилого помещения.
Однако если исполнителем коммунальных услуг является ресурсоснабжающая организация, а не управляющая компания, то оплачивать образовавшуюся разницу собственники будут должны в обязательном порядке, без проведения собрания.
Суд Мурманска обязал сделать перерасчет за ОДН на электроэнергии
Новости | 02 11 2015, 12:52 | СеверПост
Первомайский районный суд Мурманска обязал ОАО «КолАтомЭнергосбыт» сделать перерасчет платы за общедомовые нужды на электроэнергию. С иском обратился один из жителей областного центра. В решение суда сказано, что «КолАтомЭнергосбыт» не имел права взыскивать ОДН сверхнорматива, установленного государством.
— Теперь граждане могут требовать в судебном порядке перерасчета по ОДН, собственники могут идти в суд, и судебные органы должны рассматривать каждый случай в отдельности, — рассказала СеверПост главный государственный жилищный инспектор Мурманской области Алена Кузнецова.
Пока в «КолАтомЭнергосбыте» не комментируют решение суда. СеверПост в пресс-службе предприятия сообщили, что сегодня пройдет несколько совещаний по данному вопросу с участием представителей органов власти, Минэнерго и ГЖИ. Только после этого энергетики готовы будут сделать официальное заявление.
Ранее похожие решения выносили суды в других регионах, так летом этого года Ржевский городской суд удовлетворил иск местной жительницы, которая оспорила законность начисления платы за потребленную электроэнергию на общедомовые нужды. Есть похожее Определение Верховного Суда РФ о признании незаконными действий ресурсоснабжающей организации по начислению и взиманию платы ОДН за электроэнергию.
Читайте также на СеверПост: В 2016 году будет составлен подробный план капремонта всех домов в Заполярье
Калькулятор энергопотребления
, счет за электроэнергию + 2 примера
Калькулятор энергопотребления рассчитывает, сколько единиц электроэнергии (киловатт-часов или кВтч) устройство потребляет за час, день, неделю и месяц.
В двух приведенных ниже примерах вы также узнаете, как рассчитать счет за электроэнергию (стоимость эксплуатации устройства с электрическим приводом), используя среднюю цену на электроэнергию (0,1319 доллара США за кВтч).
Вот сколько ватт потребляют обычные бытовые электроприборы.
Расчет счета за электроэнергию
Потребление электроэнергии зависит только от одного: от мощности устройства. На листе технических характеристик вы найдете мощность или мощность (выраженную в ваттах).
Калькулятор энергопотребления выше рассчитывает, сколько кВтч потребляет определенное устройство. Например, устройство мощностью 1000 Вт потребляет столько кВтч при работе в течение определенного периода времени:
Мы можем подсчитать, насколько это повлияет на наш ежемесячный счет за электроэнергию. Для этого нам нужно знать цену на электроэнергию.Предположим, что мы используем кондиционер мощностью 1000 Вт непрерывно в течение 1 месяца, при этом средняя цена на электроэнергию составляет 0,1319 доллара за кВтч.
В ежемесячном счете нам нужно будет оплатить 360 кВтч электроэнергии. Вот как можно рассчитать ежемесячный счет за электроэнергию:
Стоимость электроэнергии = 360 кВтч * 0,1319 USD / кВтч = 47,48 USD
Короче говоря, непрерывная работа блока мощностью 1000 Вт в течение месяца в среднем будет стоить около 50 долларов.
Давайте посмотрим на 2 примера, где мы оценим потребление электроэнергии:
Пример 1: Использование электроэнергии стиральной машиной мощностью 500 Вт, работающей 3 часа
Сколько электричества в среднем потребуется для стирки? Предположим, у нас есть стиральная машина мощностью 500 Вт, которая работает 3 часа.Просто подключите 500 Вт к калькулятору энергопотребления выше, и мы получим:
Мы видим, что стиральная машина мощностью 500 Вт потребляет 0,5 кВтч в час. За 3 часа это 1,5 кВтч. Чтобы получить сумму в долларах, нам нужно умножить потребление электроэнергии на стоимость электроэнергии. Если предположить, что стоимость электроэнергии составляет 0,1319 доллара США за киловатт-час, то одна стирка обойдется нам в
.
Стоимость электроэнергии = 1,5 кВтч * 0,1319 USD / кВтч = 0,20 USD
Пример 2: Энергопотребление большого кондиционера мощностью 3000 Вт в месяц
Лето бывает жарким. Предположим, мы устанавливаем мини-сплит-кондиционер мощностью 3000 Вт (3000 Вт равняются примерно 30 000 БТЕ). Подсчитаем, сколько будет стоить запуск такого устройства в месяц, если у нас оно будет включено 24 часа в сутки. На самом деле, мы запускаем блок переменного тока примерно 8 раз в день, и мы также рассчитаем расходы на электроэнергию для этого.
Давайте воспользуемся калькулятором потребления электроэнергии, указанным выше:
Мы видим, что каждый час устройство мощностью 3000 Вт потребляет 3 кВт · ч электроэнергии. При его эксплуатации в течение месяца будет израсходовано 2160 кВтч электроэнергии.Давайте посчитаем стоимость этого:
Стоимость электроэнергии = 2160 кВтч * 0,1319 USD / кВтч = 284,90 USD
Как мы видим, работа с ним 24 часа в сутки приведет к увеличению нашего ежемесячного счета за электроэнергию на 284,90 долларов. Однако на практике мы используем его 8 часов в день, что обойдется нам менее чем в 100 долларов в месяц.
Расчет использования энергии: как затраты влияют на экономию — Урок
|
Аннотация: Потребители часто не знают о стоимости энергии, используемой электронными устройствами.На самом деле стоимость электроэнергии зачастую превышает закупочную цену оборудования в течение года! Простые расчеты показывают затраты на электроэнергию устройства и способствуют экономии. В этой заметке по применению обсуждается, как точно рассчитать затраты на электроэнергию, и представлен онлайн-калькулятор, который делает расчет еще проще.
Почему важен мониторинг энергопотребления
Эксперты сходятся во мнении, что наиболее действенная тактика борьбы с изменением климата, загрязнением окружающей среды и потреблением энергии — это сокращение количества потребляемой нами энергии. «Ватты, которые мы не используем» — всегда самый дешевый источник энергии и гораздо менее затратный, чем строительство новых электростанций, независимо от того, являются ли эти новые электростанции традиционными или используют альтернативные источники энергии.
Шаг первый — осознание: подумайте об экономии энергии. Как потребители, мы, естественно, думаем о крупных бытовых приборах, таких как холодильник и печь. В офисе мы думаем об освещении, настольных компьютерах и заводском оборудовании. Но устройства меньшего размера, которые работают большую часть дня, могут на самом деле тайно потреблять большие объемы энергии!
Генеральный директор Максима с удивлением обнаружил, что медиа-сервер в его доме стоит 473 доллара (U.Долларов) в год в электричестве. Всего за год устройство стоило ему больше мощности, чем его покупная цена! Как потребители и инженеры, мы задаемся вопросом, серьезно ли проектировщики этих устройств учитывают затраты конечных пользователей на электроэнергию.
Зная стоимость использования энергии , будет приводить к экономии. Ясно, что мы можем сэкономить деньги себе и нашим клиентам, если сделаем правильный выбор дизайна для окружающей среды — часто без особых жертв.
Расчет затрат на электроэнергию
Как известно каждому инженеру, расчет энергии прост.Единицей измерения электрической энергии является киловатт-час (кВтч), который определяется умножением потребляемой мощности (в киловаттах, кВт) на количество часов, в течение которых потребляется мощность. Умножьте это значение на стоимость киловатт-часа, и вы получите общую стоимость энергии.
Общая стоимость энергии = (Мощность в ваттах / 1000) × часы работы × стоимость за кВтч
Калькулятор стоимости энергии от Maxim делает расчет еще проще.
Хотя расчет энергии прост, есть переменные, которые следует учитывать.Вам необходимо учитывать:
- Различные тарифы на электроэнергию
- Разница между указанной и реальной мощностью
- Сколько часов в сутки работает аппарат
- Различные режимы работы (например, рабочий и резервный)
Различные ставки
В большинстве сообществ затраты на энергию непостоянны. Ставки на жилье часто бывают «многоуровневыми». Чем больше вы используете, тем больше платите. Некоторые коммунальные предприятия взимают плату даже в дневное время, а в непиковые часы — по более низким тарифам.
Вы должны рассчитать затраты на , ваш самый высокий уровень использования (т. Е. Ваш самый высокий «уровень»). Это то, сколько вы платите за каждый киловатт-час, который вы добавляете или вычитаете из своего текущего использования. Это сумма, которую вы сэкономите, если сократите использование. Средняя ставка для населения в США составляет около 11,5 центов за кВтч (данные Министерства энергетики США за ноябрь 2008 г.), но вы можете платить 36 центов или больше за каждый дополнительный кВтч! Чтобы определить расценки, посмотрите свой счет за электричество или посетите веб-сайт своей коммунальной компании.
Вам также необходимо учитывать время суток, если ваши ставки меняются в часы пик и непиковые часы.
Для получения дополнительной информации об использовании электроэнергии и ее стоимости в США посетите: Управление энергетической информации.
Энергопотребление
Далее необходимо узнать, сколько энергии потребляет устройство. Самый точный способ — измерить использование с помощью измерителя мощности (доступен в США по цене от 20 до 60 долларов).
Как вариант, вы можете посмотреть этикетку на продукте. Но маркировка часто бывает не очень точной, поскольку показывает максимальную мощность.Многие устройства потребляют намного меньше, чем указано на этикетке. Для устройств с фиксированным питанием, таких как лампочка, этикетка является точной.
Наконец, не забудьте произвести расчет на прилагаемые аксессуары, например, дисплей компьютера.
Возможно, вам придется выполнить некоторые математические вычисления, чтобы рассчитать потребление в ваттах:
Мощность (ватт, Вт) = ток (амперы, А) × напряжение (вольт, В)
Например, устройство, рассчитанное на ток 2,5 А и работающее от домашнего тока в США (120 В), использует 2. 5 × 120 = 300Вт.
Часы работы и режимы
Некоторые устройства работают с полной нагрузкой 24 часа в сутки. Многие устройства потребляют питание даже в выключенном состоянии. Зарядные устройства, которые остаются подключенными, пока устройства, которые они заряжают, отключены, все еще могут потреблять электроэнергию, особенно в старых моделях.
Медиа-сервер особенно расточителен: диск вращается, и все блоки питания работают на полную мощность, даже когда медиа-сервер бездействует.
Некоторые устройства различаются потребляемой мощностью в зависимости от того, как они используются.Рассмотрим, например, кофейник. Он потребляет 800 Вт, но только в течение 10 минут, затем переходит в режим подогрева посуды на один час и потребляет незначительную мощность. Если вы делаете одну чашку кофе в день, ваша потребляемая мощность составляет 0,133 кВтч в день или 4 кВтч в месяц. Эта энергия стоит всего 40 центов в месяц.
В спящем режиме компьютер будет потреблять меньше энергии. Лампа мощностью 25 Вт, которая горит весь день, потребляет больше энергии, чем тостер мощностью 1500 Вт, который включен утром на 40 секунд.
Рабочий цикл
Наконец, рассмотрите рабочий цикл для устройств, которые меняют свое использование в течение дня.Нагреватель, управляемый термостатом, потребляет энергию только тогда, когда он включен.
Эффекты второго порядка
В помещении с кондиционером потраченная впустую энергия обходится вам вдвое! Дополнительный ватт энергии, производимый в охлаждаемом помещении, увеличивает нагрузку на кондиционер. Это сложно подсчитать, но если вы будете помнить об этом, это поможет вам расставить приоритеты в деятельности по энергосбережению.
Сила спасения
Как только вы узнаете, какие устройства потребляют больше всего энергии, вы сможете найти способы снизить потребление.Самая большая экономия — это просто удаление устройства, которое вам больше не нужно.
Самая легкая экономия может быть получена за счет отключения устройств, которые вы на самом деле не используете, особенно таких элементов, как медиа-сервер или свет, который работает весь день. Вычислительное оборудование, такое как принтеры, можно выключить. Разветвители питания и таймеры (или контроллеры домашней автоматизации) могут отключать неиспользуемые предметы. Но будь осторожен. Использование удлинителя для отключения питания аналогично отключению устройств от сети; некоторые устройства могут выйти из строя или потерять данные, если они часто отключаются без использования переключателя питания.
Во многих случаях замена старого оборудования может сэкономить вам деньги. Рассмотрите все электронные устройства вокруг вас и внимательно посмотрите на самых опытных пользователей. Затем воспользуйтесь калькулятором энергии, чтобы определить, что сэкономит более энергоэффективная замена.
© 18 марта 2009 г., Maxim Integrated Products, Inc. |
Содержимое этой веб-страницы защищено законами об авторских правах США и зарубежных стран. Для запросов на копирование этого контента свяжитесь с нами.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4448: 18 марта 2009 г. Учебник 4448, AN4448, AN 4448, г. APP4448, Appnote4448, Appnote 4448 |
Значение 1 единицы электроэнергии — расчет энергопотребления
1 единица электроэнергии — это количество электроэнергии, потребляемой нагрузкой номинальной мощностью 1 кВт за 1 час . Это в основном единица измерения потребления электроэнергии в Джоулях . 1 кВтч (киловатт-час) и 1 единица — то же самое.1 кВтч — это количество энергии, потребляемой нагрузкой на 1 кВт за один час. Следовательно, 1 единица = 1 кВтч .
С,
1 единица электроэнергии = 1 кВтч
= 1 кВт x 1 час
= 1000 Вт x 3600 секунд
= 3,6 × 10 6 Джоуль
Следовательно, 1 единица электроэнергии равна 3,6 × 10 6 Джоулей потребления электроэнергии.
Возможно, вы видели счет за электричество в своем доме. Сумма счета зависит от стоимости 1 Единицы электроэнергии и количества потребленных Единиц.
Расчет энергопотребления
Потребляемая мощность — это в основном потребление энергии. Таким образом, когда мы говорим о расчете энергопотребления, мы в основном имеем в виду расчет энергопотребления за определенный период времени.
Потребляемая мощность электроприборов измеряется в единицах.Вы можете легко увидеть энергопотребление в киловатт-часах на вашем счетчике энергии. Разница между двумя последовательными показаниями счетчика электроэнергии за определенный период времени дает количество единиц электроэнергии, потребленной за этот период.
Пусть первоначальное показание счетчика электроэнергии в начале месяца = x кВтч
Окончательное показание счетчика электроэнергии в конце месяца = y кВтч
Тогда общее количество киловатт-часов, потребленных за этот месяц = (y-x)
Но 1 единица = 1 кВтч
Следовательно,
Всего единиц потребленной электроэнергии = (y-x) единиц
Тариф на электроэнергию дан в расчете на единицу стоимости.Если стоимость единицы электроэнергии составляет $ R, то общая сумма, взимаемая за потребление электроэнергии, определяется путем умножения $ R на количество потребляемых единиц.
Таким образом, общий счет за электроэнергию за один месяц
= $ (y-x)
рэнд
Если вы хотите перепроверить счет за электроэнергию, вам просто нужно снять показания счетчика электроэнергии в киловатт-часах в начале и в конце месяца. После этого возьмите разницу двух показаний и умножьте ее на удельную стоимость электроэнергии, чтобы получить фактическую сумму счета за электроэнергию.
Как я могу рассчитать потребление электрического прибора? — Энергид
Чтобы рассчитать потребление электроприбора в кВтч, необходимо принять во внимание три фактора:
- мощность вашего электроприбора, выраженная как ватт .
- количество часов , в течение которых прибор используется за один день.
- количество дней в году, когда прибор используется.
Расчет выглядит следующим образом:
[количество часов использования] x [количество дней использования] x ([мощность устройства, выраженная в ваттах] / 1000) = количество кВтч
Емкость следует разделить на 1000, чтобы преобразовать количество ватт в количество киловатт. Это, наконец, дает нам количество кВтч (киловатт-часов).
Расчет энергопотребления радиосигнализации
Радиобудильник включен постоянно и поэтому постоянно потребляет энергию.
часов / день | 24 часа |
дней / год | 365 |
Емкость радиосигнализации | 10 Вт |
Годовое потребление энергии радиосигналом: 24 x 365 x (10 Вт / 1000) = 87.6 кВтч
Расчет энергопотребления пылесоса
В приведенной ниже таблице предполагается, что пылесос используется два часа один раз в неделю.
часов / день | 2 часа |
дней / год | 52 дня |
Емкость пылесоса | 2000 Вт |
Годовое потребление энергии пылесосом: 2 x 52 x (2000 Вт / 1000) = 208 кВтч
Взгляните на список потребления наиболее распространенных бытовых электроприборов.
Расчет энергопотребления светодиодов и счетчик счетов за электроэнергию
Калькулятор энергопотребления светодиодной лампы
Введите общее количество часов использования, мощность светодиодной лампы и цену за единицу, затем нажмите кнопку расчета, чтобы получить общую потребляемую мощность светодиодной лампы.
По умолчанию вы можете получить значение потребляемой мощности светодиодной лампы мощностью 9 Вт, стоимости электроэнергии в день, в час в месяц и в год. Вы можете изменить мощность.
Кнопка сброса удаляет значение в поле и устанавливает значения по умолчанию.
Расчет энергопотребления светодиодной лампы:
Светодиодная лампа
— это не что иное, как светодиод. Светодиоды обеспечивают лучшую эффективность и длительный срок службы по сравнению с лампами КЛЛ с точки зрения затрат и экономии энергии. В среднем светодиоды обеспечивают 80-90 люмен на ватт, что в 5 раз больше, чем у ламп накаливания (16 люмен / ватт). Обычно, чтобы получить световой поток 900 люмен, мы можем использовать только 10 Вт вместо ламп накаливания мощностью 60 Вт.Таким образом, мы получаем чистую экономию энергии в 50 Вт.
Ежегодно вы получаете 432 единицы (кВтч) чистой экономии от светодиодных ламп.
Давайте посмотрим, как рассчитать потребляемую мощность светодиодной лампы.
Стоимость в час: стоимость Энергопотребление светодиодной лампы в час. Эти данные можно получить из емкости самого светодиода. Любое производство дает только мощность в час. То есть, если вы планируете купить светодиод на 10 Вт, потребление в час будет 10 Вт, в таком случае потребление за полчаса будет 5 Вт.
Таким же образом можно рассчитать потребление электроэнергии за день и за год.
Кроме того, цена будет объявлена правительством только за единицу или кВтч (киловатт-час).
Несколько лет назад Индия начала делать скидки на светодиодные лампы. Таким образом, использование светодиодных ламп увеличивается день ото дня.
Однако стоимость является основным фактором при покупке осветительной продукции правильно? Чтобы снизить стоимость, производители снижают качество и срок службы светодиодных ламп.
Давайте рассмотрим несколько примеров экономии энергии светодиодами,
Потребляемая мощность светодиодной лампы мощностью 10 Вт:
Согласно нормам, ваш светодиод потребляет 10 Вт в час.
Если вы запустите лампу на 24 часа, значит, общая потребляемая мощность составит 24 * 10 = 240 Вт
В случае, если вы продлите срок его работы на один год, общая потребляемая мощность 10-ваттного светодиода составит 10 * 24 * 365 = 86700 ватт-час. В дополнение к этому, мы должны включить потерю энергии. Что составляет 10% от потребления перегрузки.Следовательно, общее потребление равно 86700 + 8670 = 96270 Вт
.
Для преобразования ватт в единицы потребление составит 96270/1000 = 96,2 кВтч. = 96 шт.
Если вы живете в штате Тамилнад, это означает, что до 100 единиц ваш счет за электроэнергию равен нулю. следовательно, вам не нужно платить одну рупию за светодиод на 10 Вт.
Потребляемая мощность светодиодной лампы мощностью 3 Вт:
Светодиод мощностью 3 Вт потребляет 3 Вт в час.
Энергопотребление в день = 3 * 24 = 72 Вт.Следовательно, светодиод мощностью 3 Вт потребляет 72 Вт в день.
Энергопотребление в год: 3 * 24 * 365 = 26280 Вт. + 10% потерь = 26280 + 2628 = 28908 Ватт-час.
Потребляемая мощность светодиодной лампы мощностью 9 Вт:
Часовое потребление: 9 Вт в час,
День Энергопотребление: 9 * 24 = 216 Вт / ч
Годовое энергопотребление = 9 * 24 * 365 + 10% потери мощности = 78840 + 7884 = 86724 Вт-час.
Пересчет в единицы 86,7 единиц в год.
Потребляемая мощность светодиодной лампы 5 Вт в час:
Часовое потребление: 5 Вт в час,
День Энергопотребление: 5 * 24 = 120 Вт / ч
Годовое энергопотребление = 5 * 24 * 365 + 10% потери мощности = 43800 + 4380 = 48180 Вт / ч.
Преобразование в единицы 48,18 единиц в год — это годовое потребление светодиодных ламп мощностью 5 Вт.
Потребляемая мощность 0-ваттной лампы:
Многие производители светодиодов используют слово «нулевое энергопотребление», на самом деле никто не может создать светодиоды с нулевым потреблением энергии. Ноль ватт — это простая маркетинговая стратегия. Чистая потребляемая мощность светодиода мощностью 0 Вт составляет 1 Вт в час.
Часовое потребление: 1 Ватт в час,
День Энергопотребление: 1 * 24 = 24 Вт / ч
Годовое энергопотребление = 1 * 24 * 365 + 10% потери мощности = 8670 + 867 = 9627 Ватт-час.
Преобразование в единицы 9,63 единицы в год — это годовое потребление светодиодных ламп мощностью 0 Вт.
Потребляемая мощность светодиодной лампы 0,5 Вт:
Часовое потребление: 0,5 Вт в час,
День Энергопотребление: 0,5 * 24 = 12 Вт / ч
Годовое энергопотребление = 0,5 * 24 * 365 + 10% потери мощности = 4813 Вт / ч.
Преобразование в единицы 4,81 единицы в год — это годовое потребление светодиодных ламп мощностью 0,5 Вт.
Что такое светодиодное видео:
EV design — расчет батареи — x-engineering.org
Высоковольтная батарея — это один из наиболее важных компонентов электромобиля с аккумуляторной батареей (BEV) . Параметры аккумулятора оказывают значительное влияние на другие компоненты и характеристики автомобиля, например:
- максимальный крутящий момент тягового двигателя
- максимальный крутящий момент рекуперативного тормоза
- диапазон автомобиля
- общий вес автомобиля
- цена автомобиля
Практически все Основные аспекты чисто электрического транспортного средства (EV) зависят от параметров высоковольтной батареи .
Для нашей конструкции аккумуляторной батареи электромобиля мы собираемся начать с 4 основных входных параметров:
- химия
- напряжение
- среднее энергопотребление транспортного средства за цикл движения
- диапазон транспортного средства
Аккумулятор состоит из одного или более электрохимических элементов ( аккумуляторные элементы ), которые преобразуют химическую энергию в электрическую энергию (во время разрядки) и электрическую энергию в химическую энергию (во время зарядки). Тип элементов, содержащихся в батарее, и химические реакции во время разрядки-зарядки определяют химию батареи .
Элемент батареи состоит из пяти основных компонентов: электродов — анода и катода, сепараторов, клемм, электролита и корпуса или корпуса. В автомобильной промышленности используются различные типы элементов [1]:
Изображение: Литий-ионные аккумуляторные элементы различной формы
Кредит: [1]
Отдельные аккумуляторные элементы сгруппированы в единый механический и электрический блок, называемый аккумулятором модуль .Модули электрически соединены, образуя аккумуляторный блок .
Существует несколько типов аккумуляторов (химические), используемых в силовых установках гибридных и электромобилей, но мы собираемся рассматривать только литий-ионные элементы . Основная причина в том, что литий-ионные батареи имеют более высокую удельную энергию [Втч / кг] и удельную мощность [Вт / кг] по сравнению с другими типами [2].
Изображение: диаграмма уровня ячеек Рагона, адаптированная из Van Den Bossche 2009
Предоставлено: [2]
Уровень напряжения батареи определяет максимальную электрическую мощность, которая может подаваться непрерывно.Мощность P [Вт] — это произведение между напряжением U [V] и током I [A] : \ [P = U \ cdot I \ tag {1} \]
Чем выше ток, тем больше диаметр высоковольтных проводов и тем выше тепловые потери. По этой причине ток должен быть ограничен до максимума, а номинальная мощность достигается за счет более высокого напряжения. Для нашего приложения мы будем рассматривать номинальное напряжение 400 В, .
В статье «Конструкция электромобиля — энергопотребление» мы рассчитали среднее энергопотребление силовой установки E p как 137.8 Втч / км на ездовом цикле WLTC. Помимо энергии, необходимой для приведения в движение, высоковольтная батарея должна обеспечивать энергией вспомогательные устройства автомобиля E aux [Вт · ч / км] , например: электрическая система 12 В, обогрев, охлаждение и т. Д. необходимо учитывать КПД трансмиссии η p [-] при преобразовании электрической энергии в механическую.
\ [E_ {avg} = \ left (E_ {p} + E_ {aux} \ right) \ cdot \ left (2 — \ eta_ {p} \ right) \ tag {2} \]
Для вспомогательных устройств потребление энергии мы собираемся использовать данные из [3], которые содержат типичные требования к мощности некоторых общих электрических компонентов транспортного средства (вспомогательные нагрузки).Длительные электрические нагрузки (фары, мультимедиа и т. Д.) И периодические нагрузки (обогреватель, стоп-сигналы, дворники и т. Д.) Потребляют в среднем 430 Вт электроэнергии. Продолжительность цикла WLTC составляет 1800 с (0,5 ч), что дает энергию 215 Втч для вспомогательных нагрузок. Если мы разделим его на длину ездового цикла WLTC (23,266 км), мы получим среднее потребление энергии для вспомогательных нагрузок E aux из 9,241 Втч / км .
Даже если Втч / км на самом деле не энергия, а факторизованная энергия, поскольку она измеряется на единицу расстояния (км), для простоты мы будем называть ее средней энергией.
Постоянный ток (DC), подаваемый батареей, преобразуется инвертором в переменный (AC). Это преобразование происходит с соответствующими потерями. Кроме того, у электродвигателя и трансмиссии есть некоторые потери, которые необходимо учитывать. Для этого упражнения мы собираемся использовать средний КПД η p 0,9 от аккумулятора до колеса.
Замена значений в (2) дает среднее потребление энергии:
\ [E_ {avg} = \ left (137.8 + 9.241 \ right) \ cdot 1.1 = 161.7451 \ text {Wh / km} \]
Аккумуляторная батарея рассчитана на среднее потребление энергии 161,7451 Wh / km .
Архитектура аккумуляторных блоков
Все высоковольтные аккумуляторные блоки состоят из аккумуляторных батарей , элементов , собранных в цепочки и модули. Элемент батареи можно рассматривать как наименьшее деление напряжения.
Изображение: Элемент батареи
Отдельные элементы батареи могут быть сгруппированы параллельно и / или последовательно как модули .Кроме того, аккумуляторные модули могут быть подключены параллельно и / или последовательно для создания аккумуляторного блока . В зависимости от параметров батареи может быть несколько уровней модульности.
Общее напряжение аккумуляторной батареи определяется количеством последовательно соединенных ячеек. Например, общее (цепное) напряжение 6 последовательно соединенных ячеек будет суммой их индивидуальных напряжений.
Изображение: цепочка аккумуляторных ячеек
Чтобы увеличить текущую емкость аккумулятора, необходимо подключить больше цепочек параллельно .Например, 3-х гирлянды, соединенные параллельно, утроят емкость и допустимый ток аккумуляторной батареи.
Изображение: ряды аккумуляторных элементов, подключенные параллельно
Высоковольтный аккумуляторный блок Mitsubishi i-MiEV состоит из 22 модулей, состоящих из 88 элементов, соединенных последовательно. Каждый модуль содержит 4 призматических ячейки. Напряжение каждой ячейки составляет 3,7 В, а общее напряжение аккумуляторной батареи 330 В.
Изображение: Аккумулятор (модули и элементы)
Кредит: Mitsubishi
Другой пример — высоковольтный аккумуляторный блок Tesla Model S, который имеет:
- 74 элемента в параллельной группе
- 6 последовательных групп для модуля
- 16 последовательных модулей
- Всего 7104 элемента
Изображение: Аккумулятор Tesla Model S
Кредит: Tesla
Аккумулятор расчет
Чтобы выбрать, какие аккумуляторные элементы будут в нашем пакете, мы проанализируем несколько моделей аккумуляторных элементов, доступных на рынке.В этом примере мы сосредоточимся только на литий-ионных элементах. Входные параметры аккумуляторных элементов приведены в таблице ниже.
Примечание : Поскольку производители аккумуляторных элементов постоянно предлагают новые модели, возможно, данные, используемые в этом примере, устарели. Это менее важно, поскольку цель статьи — объяснить, как выполняется расчет. Тот же метод можно применить и к любым другим элементам батареи.
Производитель | Panasonic | A123-Systems | Molicel | A123-Systems | Toshiba | Kokam | ||
Тип | цилиндрический | цилиндрический | цилиндрический | цилиндрический | цилиндрический | цилиндрический | мешочек | мешочек |
Модель | NCR18650B | ANR26650m1-B | ICR-18650K | 20Ah | 20Ah | SLPB7570270 | [6] | [7] | [8] | [9] |
Длина [м] | 0.0653 | 0,065 | 0,0652 | 0 | 0 | 0 | ||
Диаметр [м] | 0,0185 | 0,026 | 0,0186 | 0 | 0 | 0 | ||
Высота [м] | 0 | 0 | 0 | 0,227 | 0,103 | 0,272 | ||
Ширина [м] | 0 | 0 | 0 | 0.16 | 0,115 | 0,082 | ||
Толщина [м] | 0 | 0 | 0 | 0,00725 | 0,022 | 0,0077 | ||
Масса [кг] | 0,0485 | 0,076 | 0,05 | 0,496 | 0,51 | 0,317 | ||
Емкость [А · ч] | 3,2 | 2,5 | 2,6 | 19,5 | 20 | 15.6 | ||
Напряжение [В] | 3,6 | 3,3 | 3,7 | 3,3 | 2,3 | 3,6 | ||
C-rate (продолжение) | 1 | 10 | 1 | 1 | 1 | 2 | ||
C-rate (пик) | 1 | 24 | 2 | 10 | 1 | 3 |
На основе параметров ячейки предоставленные производителями, мы можем рассчитать энергосодержание, объем, гравиметрическую плотность и объемную плотность для каждой ячейки. 2} {4} \ cdot L_ {bc} \ tag {1} \]
где:
D bc [м] — диаметр элемента батареи
L bc [м] — длина элемента батареи
\ [V_ { pc} = H_ {bc} \ cdot W_ {bc} \ cdot T_ {bc} \ tag {2} \]
где:
H bc [м] — высота аккумуляторного элемента
W bc [м] — ширина элемента батареи
T bc [м] — толщина элемента батареи
Энергия элемента батареи E bc [Вт · ч] рассчитывается как:
\ [E_ {bc} = C_ {bc} \ cdot U_ { bc} \ tag {3} \]
где:
C bc [Ач] — емкость элемента батареи
U bc [В] — напряжение элемента батареи
Плотность энергии элемента батареи рассчитывается как:
- объемная плотность энергии , u V [Вт · ч / м 3 ]
\ [u_ {V} = \ frac {E_ {bc}} {V_ {cc (pc)}} \ tag {4 } \]
- гравиметрическая плотность энергии , u G [Втч / кг]
\ [u_ {G} = \ frac {E_ {bc}} {m_ {bc}} \ tag {5} \] 9 0002 где:
m bc [кг] — масса элемента батареи
Плотность энергии для каждой ячейки сведена в таблицу ниже.
Производитель | Panasonic | A123-Systems | Molicel | A123-Systems | Toshiba | Kokam | |||||||||
Тип | цилиндрический | цилиндрический | цилиндрический | цилиндрический | цилиндрический | цилиндрический | мешочек | мешочек | |||||||
Модель | NCR18650B | ANR26650m1-B | ICR-18650K | 20Ah | 20Ah | SLPB7570270 | |||||||||
Энергия [Вт · ч] 1157 | 8,25 | 9,62 | 64,35 | 46 | 56,16 | ||||||||||
Объем [л] | 0,017553 | 0,034510 | 0,017716 | 0,263320 | 0,260590 | 0,171756 | Энергия плотность гравиметрическая [Втч / кг] | 237,53 | 108,55 | 192,40 | 129,74 | 90,20 | 177,16 | ||
Плотность энергии объемная [Втч / л] | 656. 31 | 239,06 | 543,01 | 244,38 | 176,52 | 327 |
Для лучшего обзора параметров ячеек и упрощения их сравнения основные параметры отображаются в виде гистограмм на изображениях ниже .
Изображение: Напряжение аккумуляторного элемента | Изображение: Емкость аккумуляторного элемента |
Изображение: Объемная плотность энергии аккумуляторного элемента | Изображение: Гравиметрическая плотность энергии аккумуляторного элемента |
С учетом вышеуказанных параметров элемента и основных требований к батарее (номинальное напряжение, среднее энергопотребление и запас хода транспортного средства) мы рассчитываем основные параметры высоковольтной батареи.
Требуемая общая энергия аккумуляторного блока E bp [Wh] рассчитывается как произведение среднего энергопотребления E avg [Wh / км] и запаса хода D v [км]. Для этого примера мы спроектируем блок высоковольтной аккумуляторной батареи для диапазона движения автомобиля 250 км .
\ [E_ {bp} = E_ {avg} \ cdot D_ {v} = 161.7451 \ cdot 250 = 40436.275 \ text {Wh} = 40.44 \ text {kWh} \ tag {6} \]
Выполняются следующие вычисления для каждого типа ячеек.В этом примере мы будем считать, что аккумуляторная батарея состоит только из нескольких цепочек, соединенных параллельно .
Количество элементов батареи, соединенных последовательно N cs [-] в цепочке, рассчитывается путем деления номинального напряжения аккумуляторной батареи U bp [В] на напряжение каждого элемента батареи U bc [ V]. Количество строк должно быть целым числом. Поэтому результат вычисления округляется до большего целого числа.
\ [N_ {cs} = \ frac {U_ {bp}} {U_ {bc}} \ tag {7} \]
Энергосодержание строки E bs [Вт · ч] равно произведению между количеством элементов батареи, соединенных последовательно N cs [-], и энергией элемента батареи E bc [Вт · ч].
\ [E_ {bs} = N_ {cs} \ cdot E_ {bc} \ tag {8} \]
Общее количество комплектов батарейного блока N sb [-] рассчитывается путем деления батареи упаковать полную энергию E bp [Wh] до содержания энергии строки E bs [Wh].Количество строк должно быть целым числом. Поэтому результат вычисления округляется до большего целого числа.
\ [N_ {sb} = \ frac {E_ {bp}} {E_ {bs}} \ tag {9} \]
Теперь мы можем пересчитать общую энергию батарейного блока E bp [Wh] как произведение между количеством струн N sb [-] и содержанием энергии каждой струны E bs [Вт-ч].
\ [E_ {bp} = N_ {sb} \ cdot E_ {bs} \ tag {10} \]
Емкость аккумуляторной батареи C bp [Ач] рассчитывается как произведение количества строк N sb [-] и емкость аккумуляторного элемента C bc [Ач].
\ [C_ {bp} = N_ {sb} \ cdot C_ {bc} \ tag {11} \]
Общее количество ячеек в аккумуляторном блоке N cb [-] рассчитывается как произведение между количество строк N sb [-] и количество ячеек в строке N cs [-].
\ [N_ {cb} = N_ {sb} \ cdot N_ {cs} \ tag {12} \]
Размер и масса высоковольтной батареи — очень важный параметр, который следует учитывать при проектировании аккумуляторного электромобиля (BEV) . В этом примере мы собираемся рассчитать объем аккумуляторной батареи, учитывая только ее элементы.На самом деле необходимо учитывать и другие факторы, например: электронные схемы, контур охлаждения, корпус батареи, проводку и т. Д.
Масса аккумуляторного блока (только элементы) м п.н. элементов N cb [-] и масса каждого элемента батареи m bc [кг].
\ [m_ {bp} = N_ {cb} \ cdot m_ {bc} \ tag {13} \]
Объем аккумуляторной батареи (только элементы) V bp [m 3 ] — это произведение между общим количеством элементов N cb [-] и массой каждого элемента батареи V cc (pc) [m 3 ]. Этот объем используется только для оценки окончательного объема аккумуляторной батареи, поскольку он не принимает во внимание вспомогательные компоненты / системы аккумуляторной батареи.
\ [V_ {bp} = N_ {cb} \ cdot V_ {cc (pc)} \ tag {14} \]
Объем также может быть вычислен функцией количества строк и количества ячеек в строке. Этот метод расчета больше подходит для цилиндрической ячейки, так как объем, занимаемый цилиндрической ячейкой, должен учитывать воздушный зазор между ячейками.
Пиковый ток цепочки I spc [A] является произведением между пиковым значением C для аккумуляторного элемента C-rate bcp [h -1 ] и емкостью аккумуляторного элемента C bc [Ах].
\ [I_ {spc} = \ text {C-rate} _ {bcp} \ cdot C_ {bc} \ tag {15} \]
Пиковый ток аккумуляторной батареи I bpp [A] — это продукт между пиковым током цепочки I spc [A] и количеством цепочек аккумуляторной батареи N sb [-].
\ [I_ {bpp} = I_ {spc} \ cdot N_ {sb} \ tag {16} \]
Пиковая мощность аккумуляторного блока P bpp [Вт] — это произведение между пиковым током аккумуляторного блока I bpp [A] и напряжение аккумуляторной батареи U bp [В].
\ [P_ {bpp} = I_ {bpp} \ cdot U_ {bp} \ tag {17} \]
Непрерывный ток строки I scc [A] — это произведение между непрерывной скоростью C аккумуляторная ячейка C-rate bc [h -1 ] и емкость аккумуляторной ячейки C bc [Ач].
\ [I_ {scc} = \ text {C-rate} _ {bcc} \ cdot C_ {bc} \ tag {18} \]
Батарейный блок непрерывного тока I bpc [A] является продуктом между цепочкой постоянного тока I scc [A] и количеством цепочек аккумуляторной батареи N sb [-].
\ [I_ {bpc} = I_ {scc} \ cdot N_ {sb} \ tag {19} \]
Аккумулятор , непрерывное питание P bpc [Вт] является продуктом между аккумуляторным блоком постоянного тока I bpc [A] и напряжение аккумуляторной батареи U bp [V].
\ [P_ {bpc} = I_ {bpc} \ cdot U_ {bp} \ tag {20} \]
Результаты уравнений (7) — (20) обобщены в таблице ниже.
Производитель | Panasonic | A123-Systems | Molicel | A123-Systems | Toshiba | Kokam |
Количество ячеек в строке [-] | 112 | 122 | 109 | 122 | 174 | 112 |
Энергия струны [Втч] | 1290 | 1007 | 1049 | 7851 | 8004 | 6290 |
Количество строк [ -] | 32 | 41 | 39 | 6 | 6 | 7 |
Энергия ВР [кВтч] | 41.29 | 41,27 | 40,89 | 47,10 | 48,02 | 44,03 |
Емкость BP [А · ч] | 102,4 | 102,5 | 101,4 | 117 | 120 | 109,2 |
# Всего ячеек [-] | 3584 | 5002 | 4251 | 732 | 1044 | 784 |
Масса BP [кг] * | 173.8 | 380,2 | 212,6 | 363,1 | 532,4 | 248,5 |
Объем BP [л] * | 63 | 173 | 75 | 193 | 272 | 135 |
Пиковый ток BP [A] | 102,4 | 2460 | 202,8 | 1170 | 120 | 327,6 |
Пиковая мощность BP [кВт] | 40,96 | 984 | 81.12 | 468 | 48 | 131,04 |
Постоянный ток BP [A] | 102,4 | 1025 | 101,4 | 117 | 120 | 218,4 |
BP длительная мощность [кВт ] | 40,96 | 410 | 40,56 | 46,8 | 48 | 87,36 |
BP — аккумуляторный блок
* — с учетом только аккумуляторных элементов
Из данных таблицы видно, что пакет Ячейки такого типа имеют лучшее энергосодержание и большую емкость по сравнению с цилиндрическими ячейками.
Те же результаты могут быть отображены в виде гистограмм для облегчения сравнения между различными типами аккумуляторных элементов.
Изображение: Энергия аккумуляторного блока | Изображение: Емкость аккумуляторного блока |
Изображение: Общее количество ячеек аккумуляторного блока | |
Изображение: Масса аккумуляторного блока (только элементы) | Изображение: Объем аккумуляторного блока (только элементы) |
Из-за малой емкости цилиндрических элементов по сравнению с ячейками пакета количество элементов, необходимых для аккумуляторного блока, значительно выше.Большое количество ячеек может вызвать дополнительные проблемы в области проводки, контроля напряжения, надежности батареи.
Масса и объем рассчитываются только на уровне ячейки с учетом размеров и массы ячейки. Аккумулятор, который будет в автомобиле, будет иметь дополнительные компоненты (провода, электронные компоненты, пайка, корпус и т. Д.), Что увеличит как конечный объем, так и массу. Тем не менее, глядя только на объем и массу клеток, мы можем оценить, какая модель будет лучше по сравнению с другой.По массе и объему нет четкого различия между цилиндрическими ячейками и ячейками мешочка. Однако кажется, что аккумулятор с ячейками-чехлами немного тяжелее и больше.
Батарейные элементы, производимые A123-Systems, имеют очень высокий максимальный непрерывный ток разряда и максимальный импульсный (пиковый) ток разряда. Что касается энергии и емкости, элементы пакетного типа имеют более высокий пиковый (непрерывный) ток и мощность, чем цилиндрические элементы.
На основании расчетных данных и выводов мы можем выбрать, какие аккумуляторные элементы подходят для аккумуляторной батареи нашего электромобиля.Из наших примеров кажется, что элементы Kokam имеют лучший компромисс между массой, объемом и плотностью энергии / мощности.
Все параметры, уравнения, результаты и графики реализованы в файле Scilab (* .sce). Для скачивания подпишитесь на страницу Patreon.
Вы также можете проверить свои результаты, используя калькулятор ниже.
Электронный калькулятор батареи (он-лайн)
Ссылки:
[1] Моой, Роберт и Айдемир, Мухаммед и Селигер, Гюнтер. (2017). Сравнительная оценка различных форм литий-ионных аккумуляторных элементов.Процедуры Производство. 8. 104–111. 10.1016 / j.promfg.2017.02.013.
[2] Бернардини, Анналиа и Барреро, Рикардо и Махарис, Кэти и Ван Мирло, Джоэри. (2015). Технологические решения, направленные на рекуперацию энергии торможения в метро: пример многокритериального анализа. BDC — Bollettino del Centro Calza Bini — Università degli Studi di Napoli Federico II. 14. 301-325. 10.6092 / 2284-4732 / 2929.
[3] Том Дентон, Автомобильные электрические и электронные системы, Третье издание. Эльзевир Баттерворт-Хайнеманн, 2004 г., стр. 129.
[4] https://industrial.panasonic.com/
[5] http://www.a123systems.com/
[6] http://www.molicel.com/
[7] http: // www.a123systems.com/
[8] http://www.toshiba.com/
[9] http://www.kokam.com/
Электропитание | Физика
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Рассчитайте мощность, рассчитав изменения энергии во времени.
- Изучите энергопотребление и расчеты стоимости потребляемой энергии.
Что такое мощность?
Рис. 1. Эта мощная ракета космического корабля «Индевор» действительно работала и потребляла энергию с очень высокой скоростью. (кредит: НАСА)
Power — это слово вызывает в воображении множество образов: профессиональный футболист, отталкивающий своего противника, драгстер, ревущий от стартовой линии, вулкан, выбрасывающий лаву в атмосферу, или взрывающаяся ракета, как на рисунке 1.
Эти образы силы объединяет быстрое выполнение работы, что соответствует научному определению мощности ( P ) как скорости выполнения работы.
Мощность
Мощность — это скорость выполнения работы.
[латекс] \ displaystyle {P} = \ frac {W} {t} \\ [/ latex]
Единица измерения мощности в системе СИ — Вт (Вт), где 1 ватт равен 1 джоуль в секунду (1 Вт = 1 Дж / с).
Поскольку работа — это передача энергии, мощность — это также скорость, с которой энергия расходуется. Например, лампочка мощностью 60 Вт потребляет 60 Дж энергии в секунду. Большая мощность означает большой объем работы или энергии, выработанный за короткое время. Например, когда мощный автомобиль быстро разгоняется, он выполняет большой объем работы и потребляет большое количество топлива за короткое время.
Расчет мощности по энергии
Пример 1. Расчет мощности для подъема по лестнице
Какова выходная мощность для женщины весом 60,0 кг, которая преодолевает лестничный марш высотой 3,00 м за 3,50 с, начиная с состояния покоя, но имея конечную скорость 2,00 м / с? (См. Рисунок 2.)
Рис. 2. Когда эта женщина бежит наверх, начиная с отдыха, она превращает химическую энергию, исходную из пищи, в кинетическую энергию и гравитационную потенциальную энергию. Ее выходная мощность зависит от того, как быстро она это сделает.2 \ right) \ left (3.00 \ text {m} \ right)} {3.50 \ text {s}} \\\ text {} & = & \ frac {120 \ text {J} +1764 \ text {J} } {3.50 \ text {s}} \\\ text {} & = & 538 \ text {W} \ end {array} \\ [/ latex]
Обсуждение
Женщина выполняет 1764 Дж работы, чтобы подняться по лестнице, по сравнению со всего лишь 120 Дж, чтобы увеличить свою кинетическую энергию; таким образом, большая часть ее мощности требуется для подъема, а не для ускорения.
Впечатляет, что полезная выходная мощность этой женщины чуть меньше 1 лошадиных сил (1 л.с. = 746 Вт)! Люди могут генерировать более лошадиные силы с помощью мышц ног в течение коротких периодов времени, быстро превращая доступный в крови сахар и кислород в объем работы. (Лошадь может выдавать 1 л.с. в течение нескольких часов подряд.) Как только кислород истощается, выходная мощность снижается, и человек начинает быстро дышать, чтобы получить кислород для метаболизма большего количества пищи — это известно как этап аэробных упражнений . Если бы женщина поднималась по лестнице медленно, то ее выходная мощность была бы намного меньше, хотя объем выполняемой работы был бы таким же.
Установление соединений: домашнее расследование — измерьте номинальную мощность
Определите собственную номинальную мощность, измерив время, необходимое вам, чтобы подняться по лестнице.Мы проигнорируем выигрыш в кинетической энергии, так как приведенный выше пример показал, что это была небольшая часть выигрыша в энергии. Не ожидайте, что ваша мощность будет больше 0,5 л.с.
Примеры мощности
Рис. 3. Огромное количество электроэнергии вырабатывается угольными электростанциями, такими как эта в Китае, но еще большее количество энергии идет на передачу тепла в окружающую среду. Здесь большие градирни необходимы для передачи тепла так же быстро, как оно производится.Передача тепла характерна не только для угольных электростанций, но является неизбежным следствием выработки электроэнергии из любого топлива — ядерного, угля, нефти, природного газа и т.п. (Источник: Kleinolive, Wikimedia Commons)
Примеры силы ограничены только воображением, потому что существует столько же видов, сколько и форм работы и энергии. (См. Некоторые примеры в таблице 1.) Солнечный свет, достигающий поверхности Земли, несет максимальную мощность около 1,3 киловатт на квадратный метр (кВт / м 2 ).Крошечная часть этого сохраняется на Земле в течение длительного времени. Наш уровень потребления ископаемого топлива намного превышает скорость его хранения, поэтому они неизбежно будут исчерпаны. Сила подразумевает, что энергия передается, возможно, меняя форму. Невозможно полностью преобразовать одну форму в другую, не потеряв часть ее в виде тепловой энергии. Например, лампа накаливания мощностью 60 Вт преобразует в свет всего 5 Вт электроэнергии, а 55 Вт рассеивается в тепловую энергию.
Кроме того, обычная электростанция преобразует только 35-40% топлива в электричество. Оставшаяся часть превращается в огромное количество тепловой энергии, которая должна рассеиваться в виде теплопередачи так же быстро, как и создается. Электростанция, работающая на угле, может производить 1000 мегаватт; 1 мегаватт (МВт) — это 10 6 Вт электроэнергии. Но электростанция потребляет химическую энергию в размере около 2500 МВт, создавая передачу тепла в окружающую среду в размере 1500 МВт. (См. Рисунок 3.)
Таблица 1. Выходная или потребляемая мощность | |
---|---|
Объект или явление | Мощность в ваттах |
Сверхновая (в пике) | 5 × 10 37 |
Галактика Млечный Путь | 10 37 |
Крабовидная туманность пульсар | 10 28 |
Солнце | 4 × 10 26 |
Извержение вулкана (максимальное) | 4 × 10 15 |
Молния | 2 × 10 12 |
Атомная электростанция (полная передача электроэнергии и тепла) | 3 × 10 9 |
Авианосец (полезная и теплопроводная) | 10 8 |
Драгстер (общий полезный и теплопередающий) | 2 × 10 6 |
Автомобиль (общий полезный и теплоотдача) | 8 × 10 4 |
Футболист (общий полезный и теплопередающий) | 5 × 10 3 |
Сушилка для белья | 4 × 10 3 |
Человек в состоянии покоя (вся теплопередача) | 100 |
Типичная лампа накаливания (общая полезная и теплопередающая) | 60 |
Сердце, человек в состоянии покоя (общая полезная и теплоотдача) | 8 |
Часы электрические | 3 |
Карманный калькулятор | 10 −3 |
Мощность и энергопотребление
Обычно нам приходится платить за энергию, которую мы используем. Стоимость энергии для электроприбора интересно и легко оценить, если известны его потребляемая мощность и затраченное время. Чем выше уровень энергопотребления и чем дольше прибор используется, тем выше его стоимость. Уровень потребляемой мощности [латекс] P = \ frac {W} {t} = \ frac {E} {t} \\ [/ latex], где E — энергия, поставляемая электроэнергетической компанией. Таким образом, энергия, потребляемая за время т , составляет
E = балла
В счетах за электроэнергию указывается использованная энергия в единицах киловатт-часов (кВт⋅ч) , , которая является произведением мощности в киловаттах и времени в часах. Этот блок удобен тем, что потребление электроэнергии на уровне киловатт в течение нескольких часов является типичным.
Пример 2. Расчет затрат на электроэнергию
Какова стоимость эксплуатации компьютера мощностью 0,200 кВт, 6 часов в день в течение 30 дней, если стоимость электроэнергии составляет 0,120 доллара США за кВт⋅ч?
Стратегия
Стоимость основана на потребленной энергии; таким образом, мы должны найти E из E = Pt , а затем рассчитать стоимость.Поскольку электрическая энергия выражается в кВт⋅ч, в начале такой задачи удобно преобразовать единицы в кВт и часы.
Решение
Энергопотребление в кВт⋅ч составляет
[латекс] \ begin {array} {lll} E & = & Pt = (0.200 \ text {kW}) (6.00 \ text {h / d}) (30.0 \ text {d}) \\\ text {} & = & 36.0 \ text {кВт} \ cdot \ text {h} \ end {array} \\ [/ latex]
, а стоимость просто равна
.
Стоимость
= (36,0 кВт⋅ч) (0,120 доллара США за кВт⋅ч) = 4,32 доллара США в месяц.
Обсуждение
Стоимость использования компьютера в этом примере не является ни чрезмерной, ни незначительной. Понятно, что стоимость — это сочетание силы и времени. Когда оба они высоки, например, для кондиционера летом, стоимость высока.
Мотивация к экономии энергии стала более убедительной из-за ее постоянно растущей цены. Вооружившись знанием того, что потребляемая энергия является продуктом мощности и времени, вы можете оценить затраты для себя и сделать необходимые оценочные суждения о том, где экономить энергию.Нужно уменьшить либо мощность, либо время. Наиболее рентабельно ограничить использование мощных устройств, которые обычно работают в течение длительного времени, например водонагревателей и кондиционеров. Сюда не входят устройства с относительно высокой мощностью, такие как тостеры, потому что они работают всего несколько минут в день. Он также не будет включать электрические часы, несмотря на то, что они используются круглосуточно, потому что они являются устройствами с очень низким энергопотреблением. Иногда можно использовать устройства с большей эффективностью, то есть устройства, потребляющие меньше энергии, для выполнения той же задачи.Одним из примеров является компактная люминесцентная лампа, которая дает в четыре раза больше света на ватт потребляемой мощности, чем ее собрат с лампами накаливания.
Современная цивилизация зависит от энергии, но нынешние уровни потребления и производства энергии не являются устойчивыми. Вероятность связи между глобальным потеплением и использованием ископаемого топлива (с сопутствующим образованием углекислого газа) привела к сокращению использования энергии, а также к переходу на неископаемые виды топлива. Несмотря на то, что энергия в изолированной системе является сохраняемой величиной, конечным результатом большинства преобразований энергии является перенос тепла в окружающую среду, которое больше не используется для выполнения работы.Как мы обсудим более подробно в Термодинамике, способность энергии производить полезную работу «снижается» при преобразовании энергии.
Сводка раздела
- Мощность — это скорость выполнения работы или в форме уравнения для средней мощности P для работы Вт , выполненной за время t , [латекс] P = \ frac {W} {t} \\ [/ латекс]
- Единицей измерения мощности в системе СИ является ватт (Вт), где [латекс] 1 \ text {W} = 1 \ frac {\ text {J}} {\ text {s}} \\ [/ latex].
- Мощность многих устройств, например электродвигателей, также часто выражается в лошадиных силах (л.с.), где 1 л.с. = 746 Вт.
Концептуальные вопросы
- Большинство электроприборов имеют мощность в ваттах. Зависит ли этот рейтинг от того, как долго прибор включен? (В выключенном состоянии это устройство с нулевой ваттностью.) Объясните в терминах определения мощности.
- Объясните в терминах определения мощности, почему потребление энергии иногда указывается в киловатт-часах, а не в джоулях.Какая связь между этими двумя энергетическими единицами?
- Искра статического электричества, которую вы можете получить от дверной ручки в холодный сухой день, может нести несколько сотен ватт мощности. Объясните, почему вы не пострадали от такой искры.
Задачи и упражнения
- Пульсар в Крабовидной туманности (см. Рис. 4) — это остаток сверхновой, которая произошла в 1054 г. н.э. Используя данные из таблицы 1, вычислите приблизительный коэффициент, на который мощность этого астрономического объекта снизилась после его взрыва.
Рис. 4. Крабовидная туманность (предоставлено ESO, через Wikimedia Commons)
- Предположим, что звезда в 1000 раз ярче нашего Солнца (то есть излучающая в 1000 раз большую мощность) внезапно становится сверхновой. Используя данные из Таблицы 1: (a) Во сколько раз увеличивается его выходная мощность? (б) Во сколько раз ярче, чем вся наша галактика Млечный Путь, сверхновая? (c) Основываясь на ваших ответах, обсудите, возможно ли наблюдать сверхновые в далеких галактиках. Обратите внимание, что существует порядка 10 11 наблюдаемых галактик, средняя яркость которых несколько меньше нашей собственной галактики.
- Человек в хорошей физической форме может выдавать 100 Вт полезной мощности в течение нескольких часов подряд, возможно, задействуя механизм, приводящий в действие электрогенератор. Пренебрегая любыми проблемами эффективности генератора и практическими соображениями, такими как время отдыха: (а) Сколько человек потребуется, чтобы запустить электрическую сушилку для одежды мощностью 4,00 кВт? (б) Сколько людей потребуется, чтобы заменить большую электростанцию, вырабатывающую 800 МВт?
- Сколько стоит эксплуатация 3. Электрические часы 00-Вт на год при стоимости электроэнергии 0,0900 $ за кВт · ч?
- Большой бытовой кондиционер может потреблять 15,0 кВт электроэнергии. Какова стоимость эксплуатации этого кондиционера 3,00 часа в день в течение 30,0 дней, если стоимость электроэнергии составляет 0,110 доллара США за кВт · ч?
- (a) Какова средняя потребляемая мощность в ваттах прибора, потребляющего 5,00 кВт · ч энергии в день? (б) Сколько джоулей энергии устройство потребляет в год?
- (a) Какова средняя полезная выходная мощность человека, который делает 6.00 × 10 6 Дж полезной работы за 8.00 ч? (b) Работая с такой скоростью, сколько времени потребуется этому человеку, чтобы поднять 2000 кг кирпичей 1,50 м на платформу? (Работу по поднятию тела можно не выполнять, потому что здесь она не считается полезным результатом.)
- Драгстер весом 500 кг ускоряется от состояния покоя до конечной скорости 110 м / с за 400 м (около четверти мили) и сталкивается со средней силой трения 1200 Н. Какова его средняя выходная мощность в ваттах и лошадиных силах, если это занимает 7,30 с?
- (а) Сколько времени займет автомобиль весом 850 кг с полезной мощностью 40 л.с.0 л.с. (1 л.с. = 746 Вт) для достижения скорости 15,0 м / с без учета трения? (b) Сколько времени займет это ускорение, если при этом автомобиль также преодолеет холм высотой 3,00 м?
- (a) Найдите полезную выходную мощность двигателя лифта, который поднимает груз массой 2500 кг на высоту 35,0 м за 12,0 с, если он также увеличивает скорость в состоянии покоя до 4,00 м / с. Обратите внимание, что общая масса уравновешенной системы составляет 10 000 кг, так что только 2500 кг поднимается в высоту, но все 10 000 кг ускоряются. (б) Сколько это стоит, если электричество стоит 0 долларов.0900 за кВт · ч?
- (a) Каково доступное энергосодержание в джоулях батареи, которая работает с электрическими часами мощностью 2,00 Вт в течение 18 месяцев? (b) Как долго батарея, которая может обеспечивать 8,00 × 10 4 Дж, может работать с карманным калькулятором, потребляющим энергию со скоростью 1,00 × 10 −3 Вт?
- (a) Сколько времени потребуется самолету массой 1,50 × 10 5 кг с двигателями мощностью 100 МВт, чтобы достичь скорости 250 м / с и высоты 12,0 км, если сопротивление воздуха будет незначительным? (б) Если это действительно занимает 900 с, какова мощность? (c) Учитывая эту мощность, какова средняя сила сопротивления воздуха, если самолет занимает 1200 с? (Подсказка: вы должны найти расстояние, которое самолет преодолеет за 1200 с при постоянном ускорении. )
- Рассчитайте выходную мощность, необходимую для 950-килограммового автомобиля, чтобы преодолеть уклон 2,00 ° с постоянной скоростью 30,0 м / с, столкнувшись с сопротивлением ветра и трением в сумме 600 Н. Ясно покажите, как вы выполняете шаги, указанные в Стратегиях решения проблем в области энергетики .
- (a) Рассчитайте мощность на квадратный метр, приходящуюся от Солнца в верхние слои атмосферы Земли. (Возьмем выходную мощность Солнца равной 4,00 × 10 26 Вт.) [/ Latex] (b) Часть этой мощности поглощается и отражается атмосферой, так что максимум 1.30 кВт / м 2 достигает поверхности Земли. Вычислите площадь в км 2 коллекторов солнечной энергии, необходимых для замены электростанции, вырабатывающей 750 МВт, если коллекторы преобразуют в электричество в среднем 2,00% максимальной мощности. (Такая малая эффективность преобразования обусловлена самими устройствами и тем фактом, что солнце находится прямо над головой лишь на короткое время.) При тех же предположениях, какая площадь потребуется для удовлетворения энергетических потребностей Соединенных Штатов (1,05 × 10 20 J)? Энергетические потребности Австралии (5.4 × 10 18 Дж)? Энергетические потребности Китая (6,3 × 10 19 Дж)? (Эти значения энергопотребления взяты с 2006 г.)
Глоссарий
мощность: скорость выполнения работы
ватт: (Вт) единица мощности СИ, с [латексом] 1 \ text {W} = \ frac {\ text {J}} {\ text {s}} \\ [/ latex]
лошадиных сил: старая единица мощности вне системы СИ, с 1 л.с. = 746 Вт
киловатт-час: установка кВт · час, используемая в основном для выработки электроэнергии, предоставляемой электроэнергетическими компаниями
Избранные решения проблем и упражнения
1.2 × 10 −10
3. (а) 40; (б) 8 миллионов
5. 149 долларов США
7.