Kako meriti električno energijo: Povzetek vseh informacij

Kaj je električna energija?

Električna energija je definirana kot produkt električne moči in časa, in se meri v joulih (J). En joule električne energije je enak eni vati moči, porabljeni v eni sekundi. Matematično lahko zapišemo:

E=P×t

kjer,

• E je električna energija v joulih (J)

• P je električna moč v vatah (W)

• t je čas v sekundah (s)

Električna energija in moč sta tesno povezani pojmi. Električna moč je količina električnega toka, ki teče skozi vez, zaradi določenega napetostnega razlika na njej. Električna moč je tudi stopnja, s katero električna energija posreduje ali porablja napravo ali sistem. Električna moč se meri v vatih (W), ki so enakovredni jouliom na sekundo (J/s). Matematično lahko zapišemo:

P=V×I

kjer,

• P je električna moč v vatih (W)

• V je napetost razlika v voltih (V)

• I je električni tok v amperih (A)

Za merjenje električne energije moramo vedeti oboje, električno moč in trajanje časa, za katerega je uporabljena ali porabljena. Na primer, če je svetilka moči 100 W vklopljena 10 minut, potem je električna energija, porabljena s strani nje:

E=P×t=100 W×10×60 s=60,000 J

Enote za električno energijo

Joul je standardna enota za energijo v Mednarodnem sistemu enot (SI), vendar je za praktične namene prevelik, ko obravnavamo velike količine električne energije. Zato se za merjenje električne energije pogosto uporabljajo druge enote, kot so vatske ura (Wh), kilovatska ura (kWh), megavatska ura (MWh) in gigavatska ura (GWh). Te enote so izpeljane iz množenja enote moči (vat) z enoto časa (ura).

• Vatska ura (Wh) je količina električne energije, porabljenih s strani naprave ali sistema, ki potrebuje en vat moči za eno uro. Pokazuje, kako hitro se porabi moč v določenem času. Ena vatska ura je enaka 3.600 jouliom. Na primer, LED svetilka moči 15 W porabi 15 Wh električne energije v eni uri.

• Kilovatska ura (kWh) je večja enota električne energije, ki se pogosto uporablja za gospodinjske aparate in račune za oskrbo z energijo. Ena kilovatska ura je enaka 1.000 vatskim uram ali 3,6 megajouliom. Na primer, hladilnik, ki potrebuje 300 W moči, porabi 300 Wh ali 0,3 kWh električne energije v eni uri.

• Megavatska ura (MWh) je enota električne energije, ki se običajno uporablja za merjenje izhoda ali porabe velikih elektrarn ali omrežij. Ena megavatska ura je enaka 1.000 kilovatskim uram ali 3,6 gigajouliom. Na primer, premogovna elektrarna z kapaciteto 600 MW proizvede 600 MWh električne energije v eni uri.

• Gigavatska ura (GWh) je enota električne energije, ki se uporablja za merjenje zelo velikih količin proizvodnje ali porabe elektrike v dolgem času. Ena gigavatska ura je enaka 1.000 megavatskim uram ali 3,6 terajouliom. Na primer, skupna poraba elektrike v Združenih državah leta 2019 je znašala približno 3.800 TWh ali 3,8 milijona GWh.

Naslednja tabela povzema enote električne energije in njihove pretvorbe:

Kako meriti električno energijo s števci

Za merjenje električne energije potrebujemo napravo, ki lahko zabeleži električno moč in trajanje časa, za katerega je uporabljena ali porabljena. Taka naprava se imenuje  števec za električno energijo ali preprosto  števec. Števec je naprava, ki meri količino električne energije, porabljene v stanovanju, podjetju ali napravi, ki deluje na električno energijo. Meri skupno moč, porabljeno v določenem času, in je kalibriran v enotah za obračunavanje, najpogostejša je kilovatska ura (kWh). Števce se uporabljajo v domačih in industrijskih AC vezov za merjenje porabe moči.

Obstaja več vrst števcev, odvisno od tehnologije, dizajna in uporabe. Nekatere od pogostih vrst so:

• Elektromehanski števci: To so tradicionalni števci, ki uporabljajo vrteči se metalni disk in elektromagnet za merjenje električne moči in zapisovanje na serijo kazalnikov ali mehaničnega števca. Imenjujejo se tudi indukcijski števci ali Ferrarijevi števci. So preprosti, trdni in natančni, vendar imajo nekatere pomanjkljivosti, kot so mehanski poškodbe, osupljivost za kršenje in magnetno motnjo ter nezmožnost merjenja reaktivne moči ali kakovosti moči.

• Elektronski števci: To so moderni števci, ki uporabljajo elektronske vezije in senzorje za merjenje električne moči in prikazovanje na digitalnem zaslonu ali prenose v oddaljen sistem. Imenjujejo se tudi trdnofazni števci ali digitalni števci. Imajo mnogo prednosti nad elektromehanskimi števci, kot so višja natančnost, manj vzdrževanja, oddaljeno branje in komunikacija, več tarifnih možnosti in napredne funkcije, kot so odgovor na povpraševanje, profiliranje obremenitve in analiza kakovosti moči.

• Pametni števci: To so napredni števci, ki uporabljajo digitalno tehnologijo in brezžično komunikacijo za merjenje električne moč