Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Об эквивалентности единиц измерения энергоресурсов

Гуртовцев А.Л., к.т.н., РУП “БелТЭИ”

Многочисленные отечественные и зарубежные книги и статьи по энергетике, экономике и экологии, посвященные теме оценки запасов энергоресурсов, используют разнообразные единицы измерения их энергоемкости, начиная с эрга и заканчивая британской тепловой единицей. При этом, как удельные энергоемкости, так и конкретные мировые или региональные запасы одних и тех же энергоресурсов, упоминаемые в разных источниках и выраженные в различных единицах измерения энергии редко бывают действительно эквивалентны друг другу: различия достигают иногда десятки, а в отдельных случаях и сотни процентов.

Складывается впечатление, что авторы, привыкшие работать с какой-то конкретной системой единиц, не утруждают себя перепроверкой используемых данных по другим источникам, в которых эти же данные представлены в иных единицах измерения и в иных, неэквивалентных количествах. С другой стороны, часто в одной и той же работе встречаются оценки различных энергоресурсов почему-то в разных единицах, как будто автору самому сложно представить данные, заимствованные из разных источников, в единой системе единиц измерения. Следствием таких противоречий является, во-первых, сомнительная достоверность многих данных по энергоресурсам, представленных в литературе, и, во-вторых, сложность для читателей сведения разнопредставленных данных в ряд сопоставимых величин .

Упростить решение проблемы перевода одних единиц энергии в другие при оценке запасов энергоресурсов и достичь корректной представимости данных призвана приведенная ниже таблица эквивалентности наиболее распространенных единиц энергии (работы, теплоты) и цепочки упрощающих перевод формул. Точность предлагаемой таблицы не хуже 0,1% (по большинству коэффициентов не хуже 0,05%), а за основу ее составления приняты значения энергетического эквивалента калории 1кал=4,1868 Дж (точность не хуже 0,003%) и ускорения свободного падения g=9,81 м/с2 (точность не хуже 0,04%).

В международной СИ и физической СГС (Сантиметр – Грамм - Секунда) системах единиц для измерения энергии используются единицы Джоуль (произведение силы 1 Ньютон на путь 1 метр: 1Дж=1Н∙1м=1 кг∙1м/с2∙1м=1кг∙(м/с)2) и эрг (произведение силы в 1 дину на путь 1 см: 1эрг=1г∙(см/с)2=10-7 Дж). В технической системе единиц МКГСС (Метр - Килограмм-Сила - Секунда) энергия измеряется в кгс∙м (произведение силы 1кгс на путь 1м). Помимо указанных системных единиц широко используются и внесистемные единицы: в электроэнергетике – Ватт∙час (Вт∙ч; производные - кВт∙ч, МВт∙ч, ГВт∙ч, ТВт∙ч), в энергетике и теплотехнике – калория (производные - ккал, Мкал, Гкал), тонна условного топлива (т у.т.), тонна нефтяного эквивалента (т н.э.) и британская тепловая единица (БТЕ). В таблице представлен взаимный перевод указанных единиц. Для лучшей сравнимости величин вместо тонн (т у. т. и т н.э.) выбраны граммы (г у.т. и г н.э.).

Цепочки упрощающих формул составлены на основе таблицы для основных крупных производных единиц, используемых наиболее часто при оценке энергоресурсов. При определении единицы 1 кВт∙год длительность года выбрана из расчета 365 суток (средний календарный год равен ~365,25 суток), или 8760 часов (ее величину легко скорректировать на високосный год – 366 суток, или 8784 часов).

Таблица. Соотношения различных единиц энергии

(работы, теплоты) (точность не хуже 0,1%)

Система

единиц

Наименование

единицы

Джоуль

Дж

(J)

Эрг

э

(e)

Кг-

-сила-метр

кгс∙м

kgf∙m)

Ватт∙час

Вт∙ч

(Wh)

Калория

кал

(cal)

Грамм

условного

топлива

г у.т.

(g c.f. )

Британская

тепловая

единица

БТЕ

(BTU)

СИ

1Дж=1Н∙1м

1

107

0,102

2,78∙10-4

0,2388

0,341∙10-4

0,948∙10-3

СГС

1эрг=1дин∙1см

10-7

1

1,02∙10-8

2,78∙10-11

0,2388∙10-7

0,341∙10-11

0,948∙10-10

МКГСС

1кгс∙м=1кгс∙1м

9,81

9,81∙107

1

2,724∙10-3

2,342

3,346∙10-4

0,93∙10-2

Внесис-

темные

1Вт∙ч=1Дж/с∙3600с

3600

3,6∙1010

367

1

860

0,1228

3,412

1 кал

4,1868

4,1868∙107

0,427

1,163∙10-3

1

1,428∙10-4

3,97∙10-3

1 г у.т.= 7000 кал

29308

2,93∙1011

2989

8,141

7000

1

27,78

1БТЕ=252 кал

1055

1,055∙1010

107,6

0,293

252

0,036

1

1Гкал = 109 кал = 106 ккал = 103 Мкал = 4187 МДж = 1163 кВт∙ч = 142,8 кг у.т. = 100 кг н.э.

1ГВт∙ч = 109 Вт∙ч = 106 кВт∙ч = 103 МВт∙ч = 3,6 ТДж = 860 Гкал = 122,8 т у.т. = 85,98 т н.э.

1 ГДж = 109 Дж = 103 МДж = 106 кДж = 238,8 Мкал = 278 кВт∙ч = 34,1 кг у.т. = 23,8 кг н.э.

1 т у.т. = 106 г у.т. = 103 кг у.т. = 7 Гкал = 29,3 ГДж = 8141кВт∙ч = 0,93 кВт∙ч∙год. = 0,7 т н.э.

1 т н.э. = 106 г н.э.= 103 кг н.э. = 10 Гкал = 41,9ГДж = 11630 кВт∙ч = 1,328 кВт∙ч∙год = 1,428 т у.т.

1 кВт∙год = 8760 кВт∙ч = 1,076 т у.т. (данная единица позволяет более выразительно сравнивать

выработку/ потребление электроэнергии крупными электростанциями или

энергосистемами за длительные периоды времени, абстрагируясь от

неравномерности суточного и месячного графиков нагрузки энергообъекта).

Справка

Статья опубликована в журналах:

Энергия: экономика, техника, экология, №11, 2002 (Россия)

Промышленная энергетика, № 11, 2003 (Россия)


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252