Nola neurtzi elektrizitate-energia: Gida osoa

Elektrikaren energia zer da?

Elektrikaren energia elektrikaren potentzia eta denbora arteko biderkadura gisa definitzen da, eta joulen (J) unitateetan neurtzen da. Joule bat elektrikaren energia da watt bat orduko konsumitzea dela. Matematikoki, honela idatz daiteke:

E=P×t

non,

• E elektrikaren energia jouletan (J)

• P elektrikaren potentzia watttan (W)

• t denbora segundotan (s)

Elektrikaren energia eta potentzia kontzeptu estuak dira. Elektrikaren potentzia zirkuitu baten gainean determinatutako tenperatura desberdintasuna duten elektrikoa den korrontea da. Elektrikaren potentzia ere tasa bat da, non elektrikaren energia emanda edo konsumitzen den gailu edo sistema batean. Elektrikaren potentzia watttan (W) neurtzen da, zeinak joule sekundotan (J/s) ekivalentak diren. Matematikoki, honela idatz daiteke:

P=V×I

non,

• P elektrikaren potentzia watttan (W)

• V tenperatura desberdintasuna voltgeitan (V)

• I elektrikoa den korrontea amperetan (A)

Elektrikaren energia neurtzeko, elektrikaren potentzia eta denbora jakin behar ditugu. Adibidez, 100 W bezain handiak luzera 10 minutu iturrita badago, elektrikaren energia konsumitua hau da:

E=P×t=100 W×10×60 s=60,000 J

Elektrikaren energia unitateak

Joule SI sisteman energia unitate estandarra da, baina praktikan erabili ahal izateko txiki gehiegi da. Horregatik, beste unitate batzuk erabiltzen dira elektrikaren energia neurtzeko, watt-ordu (Wh), kilowatt-ordu (kWh), megawatt-ordu (MWh) eta gigawatt-ordu (GWh). Unitate hauek potentzia unitatea (watt) eta denbora unitatea (ordu) biderkatuz lor daitezke.

• Watt-ordu (Wh) gailu edo sistema batek watt bat orduko konsumitzen duen elektrikaren energia da. Konsumitzen den potentziaren abiadura erakusten du. Watt-ordu bat 3,600 joule ekivalentea da. Adibidez, 15 W LED luzara ordu batean 15 Wh elektrikaren energia konsumitzen du.

• Kilowatt-ordu (kWh) elektrikaren energia unitate handiagoa da, erabiltzen omen den etxearteko gailuetan eta kostuen fakturen. Kilowatt-orhu bat 1,000 watt-ordu edo 3.6 megajoule ekivalentea da. Adibidez, 300 W potentzia duen frigorifiko bat ordu batean 300 Wh edo 0.3 kWh elektrikaren energia konsumitzen du.

• Megawatt-ordu (MWh) elektrikaren energia unitatea da, erabiltzen omen den lagin handieneko garraio planten edo sareen output edo konsumo neurtzeko. Megawatt-orhu bat 1,000 kilowatt-orhu edo 3.6 gigajoule ekivalentea da. Adibidez, 600 MW kapazitateko garraio planta bat ordu batean 600 MWh elektrikaren energia sortzen du.

• Gigawatt-ordu (GWh) elektrikaren energia unitatea da, erabiltzen omen den elektrizitate handieneko sortzailea edo konsumoa neurtzeko. Gigawatt-orhu bat 1,000 megawatt-orhu edo 3.6 terajoule ekivalentea da. Adibidez, 2019an Ameriketako Estatu Batuetako elektrizitate konsumo totala 3,800 TWh edo 3.8 milioi GWh izan zen.

Taula honetan elektrikaren energia unitateak eta aldatzeko balioak azaltzen dira:

Elektrikaren energia neurtzeko medidor bat erabiliz

Elektrikaren energia neurtzeko, elektrikaren potentzia eta denbora jakin behar ditugu. Medidor horrek elektrikaren potentzia eta denbora erregistratzen ditu. Medidor hori elektrikaren energia medidor edo energia medidor deitzen zaio. Energia medidor gailu bat da, elektroenergia konsumitzen duen etxea, negozio edo gailu elektrikoa neurtzen duena. Denbora tartean konsumitutako potentzia guztia neurtzen du eta fakturazio unitateetan kalibreatzen da, ohikoena kilowatt-ordu (kWh) delarik. Energia medidorek erabiltzen dira etxean eta industrian AC zirkuituetan potenzia konsumo neurtzeko.

Energia medidor mota desberdinak daude, teknologia, diseinu eta aplikazioaren arabera. Ondoren, mota arruntak:

• Elektromekanikoak: Hauek tradizionalak dira, metal disk berotu bat eta elektromagnetismo bat erabiltzen dituzte elektrikaren potentzia neurtzeko eta disko seriean edo kontagailu mekanikoan erregistratzen. Ferraris metreren izenekoak dira. Sinplidak, ondo sortutakoak eta zehatzak dira, baina arazo batzuk dituzte, mekanikoki erosketak, susmetsetasuna eta magnetikoki erabakiak eta reaktibo potentzia edo potentzia kalitatea ezin da neurtu.

• Elektronikoak: Hauek modernoak dira, elektronikoki zirkuito eta sensor batzuk erabiltzen dituzte elektrikaren potentzia neurtzeko eta pantaila digital batan edo sistemarekin distantziara bidaltzen. Solid-state metreren izenekoak dira. Elektromekanikoetatik aurrerapen handiak dituzte, zehatzagoa, mantenu gutxiago, distantziara irakurketa eta komunikazioa, tarifa anitzak eta funtzio aurreratuak, demand response, load profiling eta potentzia kalitate analisi.

• Smart metreroak: Hauek aurreratutako metreroak dira, teknologia digital eta komunikazio distantziara erabiltzen dituzte elektrikaren potentzia neurtzeko eta sistema nagusira edo smart grid sareari bidaltzen. Advanced metering infrastructure (AMI) edo intelligent metering systems (IMS) deitzen zaie. Elektronikoetatik aurrerapen handiak dituzte, datu bildura eta analisi erreal-zati, prezio dinamikoa eta fakturazioa, itsaso detektatzailea eta leheneratzailea, demand-side management eta klienteen parte hartzea.

Elektrikaren energia neurtzeko medidor baten oinarri printzipioa da elektrikaren potentzia eta denbora biderkatzea. Baina, medidor mota eta karga motaren arabera, elektrikaren potentzia kalkulatzeko modu desberdinak daude. Ondoren, modu arrunten batzuk:

• Fase bakarrako metreroak: Hauek fase bakarrako AC zirkuituetan elektrikaren potentzia neurtzen dituzte, zeinek kable hot bat eta neutral bat dituzten. Fase bakarrako zirkuituan elektrikaren potentzia kalkulatzeko modu sinpleena da tenperatura eta korrontea b