Hvernig á að mæla raforku: Þjálfsáhrifar leiðbeiningar

Hvað er rafbreytisorka?

Rafbreytisorka er skilgreind sem margfeldi af raforku og tíma, og hún er mæld í joules (J). Ein joule af rafbreytisorku er jafnt einn vött af orku sem er notuð á einn sekúndu. Stærðfræðilega má skrifa:

E=P×t

þar sem,

• E er rafbreytisorka í joules (J)

• P er raforka í vöttum (W)

• t er tími í sekúndum (s)

Rafbreytisorka og orka eru nauðsynlega tengdar hugmyndir. Raforka er magn af rafstraumi sem fer gegnum rafkerfi vegna ákveðins spenningsmunar á því. Raforka er einnig hryggjatal orkuflutans í tækjum eða kerfi. Raforka er mæld í vöttum (W), sem eru jöfn joulum á sekúndu (J/s). Stærðfræðilega má skrifa:

P=V×I

þar sem,

• P er raforka í vöttum (W)

• V er spenningur í spenna (V)

• I er rafstraumur í amperum (A)

Til að mæla rafbreytisorku þurfum við að vita bæði raforkuna og tímauppsprettuna sem hún er beitt eða notuð. Til dæmis, ef 100 W ljóslykt er slökkt á 10 mínútur, þá er rafbreytisorkan sem hún notar:

E=P×t=100 W×10×60 s=60,000 J

Einhiti rafbreytisorku

Joule er staðal orkueining í stórveldissamruni (SI), en hann er of litill til praktísks notkunar við stór magn af rafbreytisorku. Því eru aðrir einhiti algengir fyrir mælingu rafbreytisorku, eins og vöttklukkustund (Wh), kílóvöttklukkustund (kWh), mega-vöttklukkustund (MWh) og gígavöttklukkustund (GWh). Þessir einhiti eru búinn til með margföldun af orku (vött) og tíma (klukkustund).

• Vöttklukkustund (Wh) er magn af rafbreytisorku sem er notuð af tæki eða kerfi sem drekar einn vött af orku fyrir einn klukkustund. Hann sýnir hversu hratt orkan er notuð yfir ákveðinn tíma. Ein vöttklukkustund er jöfn 3,600 joules. Til dæmis, 15 W LED ljóslykt notar 15 Wh af rafbreytisorku á einn klukkustund.

• Kílóvöttklukkustund (kWh) er stærri eining af rafbreytisorku sem er algengt notuð fyrir heimilistækjum og rafmagnsreikningum. Ein kílóvöttklukkustund er jöfn 1,000 vöttklukkustundum eða 3.6 mega-joules. Til dæmis, kjölhrif sem drekar 300 W af orku notar 300 Wh eða 0.3 kWh af rafbreytisorku á einn klukkustund.

• Mega-vöttklukkustund (MWh) er eining af rafbreytisorku sem er venjulega notuð fyrir mælingu útfærslu eða notkunar stórra raforkuvirkja eða net. Ein mega-vöttklukkustund er jöfn 1,000 kílóvöttklukkustundum eða 3.6 giga-joules. Til dæmis, kolvorðarlýsing sem hefur kapasítið 600 MW framleiðir 600 MWh af rafbreytisorku á einn klukkustund.

• Gígavöttklukkustund (GWh) er eining af rafbreytisorku sem er notuð fyrir mælingu mjög stórra magna af rafmagnsgjöf eða notkun yfir löng tíma. Ein gígavöttklukkustund er jöfn 1,000 mega-vöttklukkustundum eða 3.6 terajoules. Til dæmis, heildarrafmagnsnotkun Bandaríkjanna árið 2019 var um 3,800 TWh eða 3.8 milljón GWh.

Eftirfarandi töflu samanstendur einhiti rafbreytisorku og umskipti þeirra:

Hvernig mæla rafbreytisorku með mælari

Til að mæla rafbreytisorku þurfum við tæki sem getur tekin upp raforku og tímauppsprettuna sem hún er beitt eða notuð. Þetta tæki er kölluð  raforkumælari eða einfaldlega  orcamælari. Orcamælari er tæki sem mælir magn af rafbreytisorku sem er notuð í bólum, verslunum eða raforkuðum tækjum. Hann mælir heildarorku sem er notuð yfir ákveðinn tíma og er stilltur í rekstrareiningar, þar sem algengasta er kílóvöttklukkustund (kWh). Orcamælarar eru notuð í heimilum og verkstæðum AC kerfum til að mæla orkuflut.

Það eru mismunandi tegundir af orcamælara, eftir teknologi, hönnun og notkun. Einar af algengustu tegundum eru:

• Rafræn ræktarmælarar: Þetta eru fornar mælarar sem nota snúna metaldisk og rafræn magnhnefi til að mæla raforku og skrá hana á röð af dálkum eða rafrænum teljara. Þeir eru einnig kölluð indúktionsmælarar eða Ferraris mælarar. Þeir eru einfaldir, sterkir og nákvæmir, en þeir hafa nokkrar neikvæðar eiginleika, eins og rafræn brotnað og tréning, svæði til broytinga og rafrænra áreksta, og ógát að mæla reaktiv orku eða orkuþætti.

• Rafræn mælarar: Þetta eru nýjar mælarar sem nota rafræn sveiflu og sýnir hana á rafrænni skjá eða senda hana í fjarskiptakerfi. Þeir eru einnig kölluð sólstofnmælarar eða rafræn mælarar. Þeir hafa mörg kosti yfir rafræn ræktarmælarar, eins og hærri nákvæmni, lægra viðhaldi, fjarskipta lesing og samskipti, mörg víddarár valkostir, og frekari eiginleikar eins og biðlistar svar, hleðsla próf og orkuþætti greining.

• Styrkur