Ηλεκτρική ενέργειαΤα βασικά χαρακτηριστικά μεγέθη του ηλεκτρισμού είναι η τάση V (volt), η ένταση Ι (ampere) και η συχνότητα με την οποία μεταβάλλεται f (Hertz) το ηλεκτρικό πεδίο.
Διακρίνουμε δύο βασικούς τύπους ηλεκτρικού πεδίου.
- Το σταθερό (συνεχές ρεύμα, Direct current, DC) όπου η συχνότητα μεταβολής του ηλεκτρικού πεδίου είναι μηδέν Hz.
Τέτοιο είναι και το ρεύμα που παράγουν τα φωτοβολταϊκά και αυτό που μας δίνουν οι μπαταρίες.
- Το μεταβλητό (ή εάν μεταβάλλεται με σταθερό ρυθμό: εναλασσόμμενο) πεδίο (εναλασσόμμενο ρεύμα, Alternative current, AC) όπου το πλάτος της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου μεατβάλλεται.
Τέτοιο είναι το ρεύμα που έχουμε στο σπίτι μας, αυτό που μας δίνει η ΔΕΗ δηλαδή. Η (φασική: μεταξύ αγωγού και γης) τάση του δικτύου της ΔΕΗ είναι 230Volt ενώ η συχνότητα του δικτύου είναι 50Hz (Φυσικά, υπάρχουν μικρές αποκλίσεις σε αυτά τα νούμερα και το μέγεθος των αποκλίσεων είναι που χαρακτηρίζει και την ποιότητα του δικτύου).
Στην περίπτωση του τριφασικού εναλασσόμμενου συστήματος η τροφοδοσία γίνεται από τρεις αγωγούς οι οποίοι έχουν φασική τάση 230 Volt ο καθένας αλλά έχουν διαφορά φάσης 120 μοιρών μεταξύ τους. Η πολική τάση (μεταξύ των αγωγών) είναι 400 Volt.
Ο ηλεκτρισμός (ροή ηλεκτρονίων από ένα σημείο με υψηλό δυναμικό σε ένα άλλο με χαμηλό δυναμικό) εμφανίζεται όταν εφαρμόζουμε ένα ηλεκτρικό πεδίο σε κάποια κατανάλωση (φορτίο).
Τα είδη των φορτίων είναι:
- ωμικά (πχ μια αντίσταση),
- επαγωγικά (πχ ένα πηνίο, κινητήρας
- χωρητικά (πχ ένας πυκνωτής)
Πολλές φορές δημιουργείται σύγχυση σχετικά με τους όρους ενέργεια και ισχύς. Ένας ορισμός που συσχετίζει την ισχύ με την ενέργεια είναι ότι: Η ισχύς περιγράφει το μέγεθος της στιγμιαίας δυνατότητας ενός συστήματος να παράγει (ή να καταναλώνει) μια μορφή ενέργειας όπως ηλεκτρική, θερμική κλπ.
Με μαθηματικούς όρους, η ενέργεια που καναλώνεται ή παράγεται σε κάποιο χρονικό διάστημα ΔΤ ισούται με το ολοκλήρωμα της συνάρτησης της ισχύος P(t) στο χρονικό διάστημα ΔΤ.
Για παράδειγμα μονάδα ηλεκτρικής ισχύος είναι το κιλοβατ - killoWatt (kW). Ενώ η μονάδα ηλεκτρικής ενέργειας είναι η κιλοβατώρα - kilowatt-hour (kWh).
Μία κιλοβατώρα θεωρητικά αντιστοιχεί στην ενέργεια που καταναλώθηκε από μια συσκευή ισχύος 1kilowatt (κιλοβάτ) που λειτούργησε για την διάρκεια της μιας ώρας (1hour).
1 kWh = 1 kW x 1h = 1 kilowatt-hour = 1 κιλοβατώρα
Υποδιαιρέσεις μονάδας ενεργού ισχύος
1 kW (kilowatt) = 1000 W (watt)
1 MW (megawatt) = 1000 kW (kilowatt)
1 TW (terawatt) = 1000 MW (megawatt)
Aεργος ισχύς Στην πραγματικότητα η κιλοβατώρα είναι η μονάδα μέτρησης της κατανάλωσης ή παραγωγής ενεργού ισχύος. Στην πράξη οι καταναλώσεις ηλεκτρικής ενέργειας στην συνολική ενέργεια που «απορροφούν», «καταναλώνουν» ή «παράγουν» και ένα άλλο ποσοστό ενέργειας ανάλογα με τα ποιοτικά ηλεκτρικά χαρακτηριστικά της εγκατάστασης (χωρητικά, επαγωγικά φορτία).
Αυτή είναι η άεργος ισχύς (reactive power) ή οποία είναι ανεπιθύμητη αφού δεν παράγει κανένα έργο και ακόμα χειρότερα επιβαρύνει τα δίκτυα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας με μια επιπλέον ποσότητα ρεύματος που αναλογεί απλά σε αντίστοιχες θερμικές απώλειες (I2R) ενώ επίσης αλλοιώνει τα ποιοτικά χαρακτηριστικά της ηλεκτρικής ενέργειας.
Η ΔΕΗ μάλιστα (σωστά) χρεώνει τους μεγάλους καταναλωτές όταν ξεπεράσουν κάποιο όριο «έγχυσης» ή «κατανάλωσης» ( συντελεστής ισχύος, συνφ <=0.85 ) άεργου ισχύος στο δίκτυο. Βελτίωση του «συνημίτονου» μιας εγκατάστασης που καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να γίνει με την προσθήκη φορτίων πυκνωτών ή με την προσθήκη καταναλώσεων επαγωγικών ρευμάτων (πηνίων) ανάλογα με τα ποιοτικά χαρακτηριστικά μιας εγκατάστασης (επαγωγική συμπεριφορά ή χωρητική αντιστοίχως).
Η μονάδα της άεργου ισχύος είναι το VoltAmpereReactive (VAR)
Η συνολική ισχύς λέγεται και «φαινόμενη» και έχει μονάδα το Volt-Ampere (VA)
Το μέτρο της φαινόμενης ισχύος είναι S=VI=(ρίζα(P2+Q2)) Volt Ampere
Το P είναι η ενεργός ισχύς ενω το Q η άεργος
0 σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου