كفاءة تحويل الطاقة

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 6 صور
الموسوعة الحرة
تكون طاقة الخرج المفيدة دائماً أقل من طاقة الدخل.
كفاءة محطات توليد الطاقة، الإجمالي العالمي، 2008

كفاءة تحويل الطاقة ( η ) هي النسبة بين الناتج المفيد لآلة تحويل الطاقة والمدخلات، مُقاسةً بالطاقة . قد تكون المدخلات، وكذلك الناتج المفيد ، طاقة كيميائية ، أو طاقة كهربائية ، أو شغل ميكانيكي ، أو ضوء (إشعاع)، أو حرارة . تتراوح القيمة الناتجة، η (إيتا)، بين 0 و1. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

ملخص

تعتمد كفاءة تحويل الطاقة على مدى فائدة الناتج. قد يتحول جزء من الحرارة الناتجة عن احتراق الوقود إلى حرارة مهدرة، أو كلها ، إذا كان الناتج المطلوب من دورة ديناميكية حرارية هو شغل . يُعد محول الطاقة مثالاً على تحويل الطاقة، فالمصباح الكهربائي، على سبيل المثال، يندرج ضمن فئة محولات الطاقة. η=PouتPأنان{\displaystyle \eta ={\frac {P_{\mathrm {out} }}{P_{\mathrm {in} }}}} على الرغم من أن التعريف يتضمن مفهوم الفائدة، إلا أن الكفاءة تُعتبر مصطلحاً تقنياً أو مادياً . أما المصطلحات المتعلقة بالأهداف أو المهام فتشمل الفعالية والكفاءة .

عموماً، تُعتبر كفاءة تحويل الطاقة رقماً بلا أبعاد يتراوح بين 0 و1.0، أو من 0% إلى 100%. ولا يمكن أن تتجاوز الكفاءة 100%، لأن ذلك سيؤدي إلى آلة حركة دائمة ، وهو أمر مستحيل.

مع ذلك، تُستخدم مقاييس فعالية أخرى قد تتجاوز 1.0 للثلاجات ومضخات الحرارة وغيرها من الأجهزة التي تنقل الحرارة بدلاً من تحويلها. لا يُطلق عليها اسم الكفاءة، بل معامل الأداء ( COP ). وهو نسبة التدفئة أو التبريد المفيد المُقدّم إلى الشغل (الطاقة) المطلوب. كلما ارتفع معامل الأداء، زادت الكفاءة، وانخفض استهلاك الطاقة، وبالتالي انخفضت تكاليف التشغيل. عادةً ما يتجاوز معامل الأداء 1، خاصةً في مضخات الحرارة، لأنها بدلاً من مجرد تحويل الشغل إلى حرارة (والذي، لو كانت كفاءتها 100%، لكان معامل الأداء فيها 1)، تضخ حرارة إضافية من مصدر حراري إلى المكان المطلوب. يبلغ معامل الأداء لمعظم مكيفات الهواء من 2.3 إلى 3.5. [ 4 ]

عند الحديث عن كفاءة المحركات الحرارية ومحطات توليد الطاقة، يجب تحديد المصطلح المستخدم، أي القيمة الحرارية الإجمالية (HHV ) أو القيمة الحرارية الصافية (LCV)، وما إذا كان المقصود هو إجمالي الإنتاج (عند أطراف المولد) أو صافي الإنتاج (عند حدود محطة توليد الطاقة). فهما منفصلان، ولكن يجب توضيحهما معًا. إن إغفال ذلك يُسبب ارتباكًا كبيرًا.

تتضمن المصطلحات ذات الصلة والأكثر تحديدًا ما يلي:

كفاءة التحويل الكيميائي

يمثل تغير طاقة غيبس لتحول كيميائي محدد عند درجة حرارة معينة الحد الأدنى النظري للطاقة اللازمة لإحداث هذا التحول (إذا كان تغير طاقة غيبس بين المتفاعلات والنواتج موجبًا)، أو الحد الأقصى النظري للطاقة التي يمكن الحصول عليها من هذا التحول (إذا كان تغير طاقة غيبس بين المتفاعلات والنواتج سالبًا). ويمكن التعبير عن كفاءة الطاقة لعملية تتضمن تحولًا كيميائيًا نسبةً إلى هذه القيم الدنيا أو القصوى النظرية. ويشير الفرق بين تغير المحتوى الحراري وتغير طاقة غيبس لتحول كيميائي عند درجة حرارة معينة إلى كمية الحرارة المُدخلة أو المُزالة (التبريد) اللازمة للحفاظ على تلك الدرجة. [ 5 ]

يمكن اعتبار خلية الوقود عكس عملية التحليل الكهربائي. فعلى سبيل المثال، يمكن لخلية وقود مثالية تعمل عند درجة حرارة 25  درجة مئوية، وتستخدم غازي الهيدروجين والأكسجين كمدخلات، والماء السائل كمخرج، أن تنتج نظريًا كمية قصوى من الطاقة الكهربائية تبلغ 237.129 كيلوجول (0.06587 كيلوواط ساعة) لكل غرام مول (18.0154 غرام) من الماء المُنتَج، وستحتاج إلى إزالة 48.701 كيلوجول (0.01353 كيلوواط ساعة) من الطاقة الحرارية لكل غرام مول من الماء المُنتَج للحفاظ على درجة الحرارة تلك. [ 6 ]

تتطلب وحدة التحليل الكهربائي المثالية، التي تعمل عند درجة حرارة 25  درجة مئوية، وتستخدم الماء السائل كمدخل وتنتج غازي الهيدروجين والأكسجين، حدًا أدنى نظريًا من الطاقة الكهربائية يبلغ 237.129 كيلوجول (0.06587 كيلوواط ساعة) لكل غرام مول (18.0154 غرام) من الماء المستهلك، كما تتطلب إضافة 48.701 كيلوجول (0.01353 كيلوواط ساعة) لكل غرام مول من الماء المستهلك من الطاقة الحرارية للحفاظ على درجة الحرارة هذه. [ 6 ] وتعمل هذه الوحدة بجهد خلية يبلغ 1.24 فولت.

بالنسبة لوحدة التحليل الكهربائي للماء التي تعمل عند درجة حرارة ثابتة تبلغ 25  درجة مئوية دون إدخال أي طاقة حرارية إضافية، يجب توفير الطاقة الكهربائية بمعدل يعادل حرارة التفاعل أو 285.830 كيلوجول (0.07940 كيلوواط ساعة) لكل غرام مول من الماء المستهلك. [ 6 ] ستعمل هذه الوحدة بجهد خلية يبلغ 1.48  فولت. يُعدّ مدخل الطاقة الكهربائية لهذه الخلية أكبر بمقدار 1.20 مرة من الحد الأدنى النظري، لذا فإن كفاءة الطاقة تبلغ 0.83 مقارنةً بالخلية المثالية. 

وحدة التحليل الكهربائي للماء التي تعمل بجهد أعلى من 1.48  فولت وعند درجة حرارة 25  درجة مئوية يجب إزالة الطاقة الحرارية من أجل الحفاظ على درجة حرارة ثابتة وستكون كفاءة الطاقة أقل من 0.83.

إن الفرق الكبير في الإنتروبيا بين الماء السائل والهيدروجين الغازي بالإضافة إلى الأكسجين الغازي يفسر الفرق الكبير بين طاقة جيبس ​​للتفاعل وإنثالبي (حرارة) التفاعل.

قيم التدفئة وكفاءة الوقود

في أوروبا، يُحسب محتوى الطاقة القابل للاستخدام في الوقود عادةً باستخدام القيمة الحرارية الصغرى (LHV) لهذا الوقود، والتي يفترض تعريفها أن بخار الماء الناتج أثناء احتراق الوقود (الأكسدة) يبقى غازيًا، ولا يتكثف إلى ماء سائل، وبالتالي فإن حرارة التبخر الكامنة لهذا الماء غير قابلة للاستخدام. باستخدام القيمة الحرارية الصغرى، يمكن لغلاية التكثيف أن تحقق "كفاءة تسخين" تتجاوز 100% (وهذا لا يخالف القانون الأول للديناميكا الحرارية طالما تم فهم اتفاقية القيمة الحرارية الصغرى، ولكنه قد يُسبب بعض الالتباس). ويعود ذلك إلى أن الجهاز يستعيد جزءًا من حرارة التبخر ، والتي لا تُدرج في تعريف القيمة الحرارية الصغرى للوقود. أما في الولايات المتحدة وأماكن أخرى، فتُستخدم القيمة الحرارية العليا (HHV)، والتي تشمل حرارة التكثيف الكامنة لبخار الماء، وبالتالي لا يمكن تجاوز الحد الأقصى للكفاءة الديناميكية الحرارية البالغ 100%.

كفاءة استهلاك الطاقة، وكفاءة الإضاءة، والفعالية

الإشعاع المطلق لأربعة غازات مختلفة عند استخدامها في أنبوب وميضي. يُعدّ الزينون أكثر الغازات كفاءةً، على الرغم من أن الكريبتون أكثر فعالية عند طول موجي محدد من الضوء.
حساسية العين البشرية للأطوال الموجية المختلفة. بافتراض أن كل طول موجي يعادل 1 واط من الطاقة الإشعاعية ، فإن الطول الموجي المركزي فقط يُدرك على أنه 683 شمعة (1 واط من الطاقة الضوئية)، أي ما يعادل 683 لومن. تمثل الخطوط الرأسية الملونة خط الصوديوم 589 نانومتر (الأصفر)، ومؤشرات الليزر الشائعة 532  نانومتر (الأخضر)، و671  نانومتر (الأحمر)، و473  نانومتر (الأزرق)، و405  نانومتر (البنفسجي).
مخطط سانكي يوضح المراحل المتعددة لفقدان الطاقة بين مقبس الحائط ومصدر الضوء المنبعث من مصباح الفلورسنت. تحدث أكبر الخسائر نتيجةً لانزياح ستوكس.

في الأنظمة البصرية كالإضاءة والليزر ، يُشار غالبًا إلى كفاءة تحويل الطاقة باسم كفاءة الطاقة الكهربائية . تُقاس كفاءة الطاقة الكهربائية بنسبة الطاقة الإشعاعية الخارجة، بالواط ( جول /ثانية)، إلى إجمالي الطاقة الكهربائية الداخلة بالواط. تُقاس الطاقة الخارجة عادةً بوحدة الإشعاع المطلق ، وتُعطى كفاءة الطاقة الكهربائية كنسبة مئوية من إجمالي الطاقة الداخلة، حيث تمثل النسبة المئوية المعكوسة الفاقد.

تختلف كفاءة تحويل الطاقة من مصدر ضوئي إلى طاقة كهربائية عن كفاءة الإضاءة ، إذ تصف الأولى التحويل المباشر للطاقة بين المدخلات والمخرجات (كمية العمل الذي يمكن إنجازه)، بينما تأخذ كفاءة الإضاءة في الحسبان حساسية العين البشرية المتفاوتة للأطوال الموجية المختلفة (مدى قدرتها على إضاءة المكان). وبدلاً من استخدام الواط، تُقاس قدرة مصدر الضوء على إنتاج أطوال موجية تتناسب مع إدراك الإنسان باللومن . وتكون العين البشرية أكثر حساسية للأطوال الموجية عند 555 نانومتر (الأصفر المخضر)، لكن هذه الحساسية تتناقص بشكل كبير على جانبي هذا الطول الموجي، وفقًا لمنحنى غاوسي ، لتصل إلى الصفر عند طرفي الطيف الأحمر والبنفسجي. ولهذا السبب، لا ترى العين عادةً جميع الأطوال الموجية المنبعثة من مصدر ضوئي معين، كما أنها لا ترى جميع الأطوال الموجية ضمن الطيف المرئي بالتساوي. يشكل اللونان الأصفر والأخضر، على سبيل المثال، أكثر من 50% مما تراه العين أبيض، على الرغم من أن الضوء الأبيض، من حيث الطاقة الإشعاعية، يتكون من نسب متساوية من جميع الألوان (أي أن  ليزرًا أخضر بقوة 5 ميلي واط يبدو أكثر سطوعًا من ليزر أحمر بقوة 5  ميلي واط، إلا أن الليزر الأحمر يبرز بشكل أفضل على خلفية بيضاء). لذلك، قد تكون شدة الإشعاع لمصدر الضوء أكبر بكثير من شدة إضاءته ، مما يعني أن المصدر يُصدر طاقة أكثر مما تستطيع العين استخدامه. وبالمثل، عادةً ما تكون كفاءة المصباح عند توصيله بمقبس الحائط أكبر من كفاءته الضوئية. تُعرف فعالية مصدر الضوء في تحويل الطاقة الكهربائية إلى أطوال موجية من الضوء المرئي، بما يتناسب مع حساسية العين البشرية، بالكفاءة الضوئية ، والتي تُقاس بوحدة لومن لكل واط (lm/w) من الطاقة الكهربائية المُدخلة.

على عكس الفعالية (أو الكفاءة)، وهي وحدة قياس ، فإن الكفاءة هي رقم بلا وحدة يُعبّر عنه كنسبة مئوية ، ولا يتطلب سوى أن تكون وحدات الإدخال والإخراج من النوع نفسه. وبالتالي، فإن الكفاءة الضوئية لمصدر ضوئي هي النسبة المئوية للفعالية الضوئية إلى أقصى فعالية نظرية عند طول موجي محدد. وتُحدد كمية الطاقة التي يحملها فوتون الضوء بطوله الموجي. وبوحدة اللومن، تُعادل حساسية العين للأطوال الموجية المختارة هذه الطاقة. على سبيل المثال، يمكن أن يكون سطوع مؤشر ليزر أخضر أكبر من 30 مرة من سطوع مؤشر أحمر له نفس القدرة. عند  طول موجي 555 نانومتر، يُعادل 1 واط من الطاقة الإشعاعية 683 لومن، وبالتالي فإن مصدر ضوء أحادي اللون عند هذا الطول الموجي، بكفاءة ضوئية 683 لومن/واط، ستكون كفاءته الضوئية 100%. تنخفض أقصى فعالية نظرية للأطوال الموجية على جانبي 555  نانومتر. على سبيل المثال، تُنتج مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط ضوءًا أحادي اللون بطول موجي 589  نانومتر بكفاءة إضاءة تبلغ 200 لومن/واط، وهي الأعلى بين جميع المصابيح. تبلغ الكفاءة القصوى النظرية عند هذا الطول الموجي 525 لومن/واط، لذا فإن كفاءة الإضاءة للمصباح تبلغ 38.1%. ولأن المصباح أحادي اللون، فإن كفاءة الإضاءة تقترب من كفاءة تحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء (أقل من  40%). [ 7 ] [ 8 ]

تصبح حسابات الكفاءة الضوئية أكثر تعقيدًا بالنسبة للمصابيح التي تُنتج ضوءًا أبيض أو مزيجًا من الخطوط الطيفية. تتميز مصابيح الفلورسنت بكفاءة أعلى من مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط، ولكن كفاءتها الضوئية لا تتجاوز نصف كفاءة  مصابيح الصوديوم، أي حوالي 100 لومن/واط، وبالتالي فإن كفاءتها الضوئية أقل من كفاءة مصابيح الصوديوم. أما أنبوب الزينون الوميضي ، فتبلغ كفاءته النموذجية 50-70%، متجاوزةً بذلك كفاءة معظم أنواع الإضاءة الأخرى. ولأن أنبوب الزينون الوميضي يُصدر كميات كبيرة من الأشعة تحت الحمراء وفوق البنفسجية، فإن جزءًا فقط من الطاقة الناتجة يُستخدم من قِبل العين. ولذلك، تبلغ الكفاءة الضوئية عادةً حوالي 50  لومن/واط. مع ذلك، لا تقتصر جميع تطبيقات الإضاءة على العين البشرية أو على الأطوال الموجية المرئية. ففي حالة ضخ الليزر ، لا ترتبط الكفاءة بالعين البشرية، لذا لا تُسمى "كفاءة ضوئية"، بل تُسمى ببساطة "كفاءة" نظرًا لارتباطها بخطوط امتصاص وسط الليزر . تُستخدم أنابيب الكريبتون الوميضية غالبًا لضخ ليزرات Nd:YAG ، على الرغم من أن كفاءتها الكهربائية لا تتجاوز عادةً 40%. تتوافق خطوط طيف الكريبتون بشكل أفضل مع خطوط امتصاص البلورة المُطعّمة بالنيوديميوم ، وبالتالي فإن كفاءة الكريبتون لهذا الغرض أعلى بكثير من الزينون ؛ إذ يُمكنه إنتاج ضعف خرج الليزر تقريبًا لنفس المدخلات الكهربائية. [ 9 ] [ 10 ] تشير جميع هذه المصطلحات إلى كمية الطاقة واللومن عند خروجها من مصدر الضوء، مع تجاهل أي فقد قد يحدث داخل وحدة الإضاءة أو بصريات الإخراج اللاحقة. تشير كفاءة وحدة الإضاءة إلى إجمالي اللومن الناتج من الوحدة لكل وحدة إضاءة. [ 11 ]

باستثناء بعض مصادر الإضاءة، كالمصابيح المتوهجة ، تمر معظم مصادر الإضاءة بمراحل متعددة لتحويل الطاقة بين مأخذ التيار (نقطة الإدخال الكهربائي، والتي قد تشمل البطاريات أو التوصيلات الكهربائية المباشرة أو مصادر أخرى) ومصدر الضوء النهائي، حيث تُنتج كل مرحلة فقدًا للطاقة. تقوم مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط بتحويل الطاقة الكهربائية مبدئيًا باستخدام مُحَوِّل كهربائي للحفاظ على التيار والجهد المناسبين، ولكن يُفقد جزء من الطاقة في هذا المُحَوِّل. وبالمثل، تُحوِّل المصابيح الفلورية الكهرباء أيضًا باستخدام مُحَوِّل (الكفاءة الإلكترونية). ثم تُحوَّل الكهرباء إلى طاقة ضوئية بواسطة القوس الكهربائي (كفاءة القطب وكفاءة التفريغ). بعد ذلك، يُنقل الضوء إلى طبقة فلورية تمتص فقط الأطوال الموجية المناسبة، مع فقدان بعض هذه الأطوال الموجية نتيجة انعكاسها عن الطبقة ونفاذها من خلالها (كفاءة النقل). لن يتطابق عدد الفوتونات التي تمتصها الطبقة مع عدد الفوتونات التي تُعاد إشعاعها على شكل فلورة ( الكفاءة الكمية ). أخيرًا، وبسبب ظاهرة إزاحة ستوكس ، فإن الفوتونات المُعاد انبعاثها ستكون ذات طول موجي أطول (وبالتالي طاقة أقل) من الفوتونات الممتصة (كفاءة التألق). وبطريقة مشابهة جدًا، تمر الليزرات أيضًا بمراحل تحويل متعددة بين الطاقة الكهربائية المُستمدة من مصدرها وفتحة الإخراج . ولذلك، يُستخدم مصطلحا "كفاءة الطاقة الكهربائية المُستمدة من مصدرها" أو "كفاءة تحويل الطاقة" للدلالة على الكفاءة الإجمالية لجهاز تحويل الطاقة، مع خصم الفاقد من كل مرحلة، على الرغم من أن هذا قد يستثني المكونات الخارجية اللازمة لتشغيل بعض الأجهزة، مثل مضخات التبريد. [ 12 ] [ 13 ]

مثال على كفاءة تحويل الطاقة

عملية التحويلنوع التحويلكفاءة الطاقة
توليد الكهرباء
توربينات الغازمن المواد الكيميائية إلى الكهربائيةتصل إلى 40%
توربين غازي بالإضافة إلى توربين بخاري ( دورة مركبة )التحويل الكيميائي إلى حراري وكهربائي ( التوليد المشترك للطاقة )تصل إلى 63.08% [ 14 ] في ديسمبر 2017، أعلنت شركة جنرال إلكتريك أن كفاءة الطاقة في أحدث محطاتها بقدرة 826 ميغاواط (9HA.02) تجاوزت 64%، بزيادة عن 63.7%. وأرجعت الشركة ذلك إلى التطورات في مجال التصنيع الإضافي والاحتراق. وذكر بيانها الصحفي أنها تخطط للوصول إلى 65% بحلول أوائل العقد الثالث من القرن الحادي والعشرين. [ 15 ]
توربين مائيمن الجاذبية إلى الكهرباءتصل إلى 95 % [ 16 ] (تم تحقيقها عمليًا)
توربينات الرياحتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائيةتصل نسبة انخفاض إنتاجية مزارع HAWT المعزولة إلى 50%، [ 17 ] وتصل إلى 25-40% في المزارع المتقاربة، وتصل إلى 35-40% في مزارع VAWT المعزولة، وتصل إلى 41-47% في المزارع المتسلسلة. [ 18 ] أظهرت دراسة أجريت على 3128 مزرعة HAWT يزيد عمرها عن 10 سنوات في الدنمارك أن نصفها لم يشهد أي انخفاض في الإنتاج، بينما شهد النصف الآخر انخفاضًا بنسبة 1.2% سنويًا. [ 19 ] الحد النظري = 16/27 = 59%
الخلية الشمسيةإشعاعي إلى كهربائييتراوح معدل التدهور بين 6 و40% (بحسب التقنية، وغالبًا ما يتراوح بين 15 و20%)، ويبلغ متوسط ​​التدهور لتقنيات السيليكون المتبلور (x-Si) ما بين 0.5 و0.6% سنويًا [ 20 ] ، بينما يتراوح المتوسط ​​الحسابي بين 0.8 و0.9% سنويًا. أما تقنيات الواجهات غير المتجانسة (HIT) والسيليكون الميكروكريستالي (μc-Si)، على الرغم من قلة انتشارها، فتُظهر تدهورًا بنسبة 1% سنويًا تقريبًا، وهي تُشبه منتجات الأغشية الرقيقة أكثر من السيليكون المتبلور (x-Si) [ 21 ] . حد التراص اللانهائي : 86.8% مركز [ 22 ] ، 68.7% غير مركز [ 23 ] .
خلية الوقودتحويل المواد الكيميائية إلى مواد حرارية وكهربائية (التوليد المشترك للطاقة)تتراوح كفاءة الطاقة لخلايا الوقود عمومًا بين 40 و 60%؛ ومع ذلك، إذا تم التقاط الحرارة المهدرة في نظام توليد مشترك، فيمكن الحصول على كفاءات تصل إلى 85%. [ 24 ]
متوسط ​​محطات توليد الكهرباء التي تعمل بالوقود الأحفوري في العالم اعتبارًا من عام 2008 [ 25 ]من المواد الكيميائية إلى الكهربائيةالناتج الإجمالي 39%، الناتج الصافي 33%
تخزين الطاقة الكهربائية
بطارية ليثيوم أيونتحويل المواد الكيميائية إلى كهربائية/قابلة للعكس80-90% [ 26 ]
بطارية نيكل-معدن هيدريدتحويل المواد الكيميائية إلى كهربائية/قابلة للعكس66% [ 27 ]
بطارية الرصاص الحمضيةتحويل المواد الكيميائية إلى كهربائية/قابلة للعكس50-95% [ 28 ]
الطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخمن الجاذبية إلى الكهربائية/قابلة للانعكاس70-85% [ 29 ]
المحرك
محرك الاحتراقمن كيميائي إلى حركي10-50% [ 30 ]
محرك كهربائيتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية70–99.99% (> 200 واط)؛ 50-90% (10-200 واط)؛ 30-60% (< 10 وات)
توربيني مروحيمن كيميائي إلى حركي20-40% [ 31 ]
عملية طبيعية
عملية التمثيل الضوئيمن الإشعاعي إلى الكيميائي0.1% (متوسط) [ 32 ] إلى 2% (الأفضل)؛ [ 33 ] حتى 6% من حيث المبدأ [ 34 ] (انظر الرئيسي: كفاءة التمثيل الضوئي )
العضلاتمن كيميائي إلى حركي14-27%
جهاز
خزانة منزليةالتحويل من الكهرباء إلى الحرارةالأنظمة منخفضة التكلفة ~ 20%؛ الأنظمة عالية التكلفة ~ 40-50%
مصباح متوهجالتحويل من كهربائي إلى إشعاعيكفاءة تحويل الطاقة من الحائط إلى الكهرباء ~ 80% [ 35 ] كفاءة الإضاءة 0.7-5.1% [ 36 ]
الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED)التحويل من كهربائي إلى إشعاعي4.2–53% [ 37 ]
مصباح فلورسنتالتحويل من كهربائي إلى إشعاعي8.0–15.6%، [ 36 ] 28% [ 38 ]
مصباح الصوديوم منخفض الضغطالتحويل من كهربائي إلى إشعاعي15.0–29.0%، [ 36 ] 40.5% [ 38 ]
مصباح هاليد معدنيالتحويل من كهربائي إلى إشعاعي9.5–17.0%، [ 36 ] 24% [ 38 ]
مزود طاقة ذو وضع تبديلكهربائي إلى كهربائيتصل النسبة حالياً إلى 96% عملياً
دش كهربائيالتحويل من الكهرباء إلى الحرارة90-95% (اضرب في كفاءة الطاقة لتوليد الكهرباء للمقارنة مع أنظمة تسخين المياه الأخرى)
سخان كهربائيالتحويل من الكهرباء إلى الحرارة~100% (يتم تحويل كل الطاقة تقريبًا إلى حرارة، اضربها في كفاءة توليد الطاقة الكهربائية للمقارنة مع أنظمة التدفئة الأخرى)
آحرون
سلاح ناريمن كيميائي إلى حركيحوالي 30% (ذخيرة .300 هوك)
التحليل الكهربائي للماءمن الكهرباء إلى المواد الكيميائية50-70% (80-94% الحد الأقصى النظري)

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ معجم مصطلحات الطاقة ، لجنة الطاقة في كاليفورنيا (تم الاطلاع عليه في: 3 أبريل 2021)
  2. ↑ ما هي الكفاءة؟، ناسا، فرع التبريد والسوائل (تم الاطلاع عليه: 3 أبريل 2021)
  3. ↑ الكفاءة ، JMKC Donev et al. (2020). تعليم الطاقة - الكفاءة (تم الاطلاع عليه: 3 أبريل 2021)
  4. ↑ "معامل الأداء (COP)". us.grundfos.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 28-06-2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 08-04-2019.
  5. ↑ دينبيغ، ك. "مبادئ التوازن الكيميائي مع تطبيقات في الكيمياء والهندسة الكيميائية"، مطبعة جامعة كامبريدج، كامبريدج (1966)
  6. 1 2 3 د. د. واغمان، و. هـ. إيفانز، فيفيان ب. باركر، ريتشارد هـ. شوم، إيفا هارلو، سيلفيا م. بيلي، كينيث ل. تشورني، ورالف ل. نوتال. "جداول المكتب الوطني للمعايير للخواص الديناميكية الحرارية الكيميائية". مجلة البيانات المرجعية الفيزيائية والكيميائية، المجلد 10، 1982، الملحق رقم 2
  7. ↑ فيزياء التصادم الذري التطبيقية، المجلد 5 ، تأليف إتش إس دبليو ماسي، وإي دبليو ماكدانيال، وبي بيدرسون - دار النشر الأكاديمية 1982، صفحة 383
  8. ↑ بريتشنايدر، إريك. "حدود فعالية مصادر الضوء الأبيض ذات الحالة الصلبة" .
  9. ↑ الأدوات والتقنيات البصرية المتقدمة ، تأليف دانيال مالاكارا هيرنانديز - دار نشر سي آر سي، 2018، صفحة 589
  10. ↑ هندسة الليزر ذي الحالة الصلبة بقلم والتر كوشنر - سبرينغر-فيرلاغ 1965، صفحة 335
  11. ↑ فهم إضاءة LED بقلم م. نيسا خان - دار نشر CRC، 2014، الصفحات 21-23
  12. ↑ باشوتا، د. روديجر (12 يناير 2006). "كفاءة الطاقة عند توصيلها بمقبس الحائط" . موسوعة RP Photonics . doi : 10.61835/gp0 .
  13. ↑ دليل مواد أشباه الموصلات المضيئة ، تأليف ليا بيرغمان وجين إل. ماكهيل - دار نشر سي آر سي، 2012، صفحة 270
  14. ↑ "محطة تعمل بالطاقة من جنرال إلكتريك تفوز بجائزة غينيس للأرقام القياسية العالمية في الكفاءة" . هندسة الطاقة . 27-03-2018 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 04-10-2021 .
  15. ↑ «تقنية الأتمتة المنزلية متاحة الآن بكفاءة رائدة في الصناعة تصل إلى 64%» (بيان صحفي). شركة جنرال إلكتريك للطاقة. 4 ديسمبر 2017. مؤرشف من الأصل في 4 ديسمبر 2018. تم الاطلاع عليه في 10 أكتوبر 2021 .
  16. ↑ "المعدن الثقيل: بناء محطة ضخمة لتوليد الطاقة الكهرومائية يتطلب مهارة فائقة ودقة متناهية | أخبار جنرال إلكتريك" . www.ge.com . تاريخ الاطلاع: 4 أكتوبر 2021 .
  17. ↑ "مواصفات توربينات الرياح من عائلة Enercon E، من 330 كيلوواط إلى 7.5 ميغاواط" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 16 مايو 2011.
  18. ↑ هانسن، يواكيم توفتيجارد؛ ماهاك، ماهاك؛ تزاناكيس، ياكوفوس (5 فبراير 2021). "النمذجة العددية وتحسين أزواج توربينات الرياح ذات المحور الرأسي: نهج التوسع" . الطاقة المتجددة . 171. لندن: إلسيفير المحدودة (نُشر في يونيو 2021): 1371-1381 . Bibcode : 2021REne..171.1371H . doi : 10.1016/j.renene.2021.03.001 .
  19. ^ ساني ويتروب (1 نوفمبر 2013). "11 års vinddata afslørede overraskende produktionsnedgang" [ 11 عامًا من بيانات الرياح تظهر انخفاضًا مفاجئًا في الإنتاج ] . Ingeniøren (باللغة الدنماركية). أرشفة من الأصلي في 25 أكتوبر 2018.
  20. ↑ جوردان، ديرك سي؛ كورتز، سارة ر. (13 أكتوبر 2011). "معدلات تدهور الخلايا الكهروضوئية - مراجعة تحليلية" (ملف PDF) . التقدم في الخلايا الكهروضوئية: البحوث والتطبيقات . 21 (1). المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL)، 15013 دنفر ويست باركواي، غولدن، كولورادو 80401 ، الولايات المتحدة الأمريكية: جون وايلي وأولاده المحدودة. (نُشر في 1 يونيو 2012): 12-29 . doi : 10.1002/pip.1182 . OSTI 1045052. S2CID 93164232. تاريخ الاسترجاع: 15 أكتوبر 2021 .  {{cite journal}}: CS1 maint: location ( link )
  21. ↑ جوردان، ديرك سي؛ كورتز، سارة ر؛ فانسانت، كايتلين؛ نيوميلر، جيف (7 فبراير 2016). "مجموعة بيانات معدلات تدهور الخلايا الكهروضوئية: معدلات تدهور الخلايا الكهروضوئية" . التقدم في الخلايا الكهروضوئية: البحوث والتطبيقات . 24 (7). المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL)، غولدن، كولورادو (الولايات المتحدة): جون وايلي وأولاده المحدودة. (نُشر في 7 فبراير 2016): 978-989 . doi : 10.1002/pip.2744 . ISSN 1062-7995 . OCLC 640902675. OSTI 1259256. S2CID 100609503. تاريخ الاسترجاع : 15 أكتوبر 2021 .    
  22. ↑ دي فوس، أ. (1980). "الحد التفصيلي لتوازن كفاءة الخلايا الشمسية الترادفية". مجلة الفيزياء د: الفيزياء التطبيقية . 13 (5): 839-846 . Bibcode : 1980JPhD...13..839D . doi : 10.1088/0022-3727/13/5/018 . S2CID 250782402 . 
  23. ↑ أ. دي فوس وهـ. باولز ( 1981). "حول الحد الديناميكي الحراري لتحويل الطاقة الكهروضوئية". الفيزياء التطبيقية 25 (2): 119-125 . Bibcode : 1981ApPhy..25..119D . doi : 10.1007/BF00901283 . S2CID 119693148 . 
  24. ↑ "أنواع خلايا الوقود" مؤرشفة في 9 يونيو 2010 على موقع Wayback Machine . موقع وزارة الطاقة الأمريكية EERE، تم الاطلاع عليه في 4 أغسطس 2011
  25. ↑ ميزان الطاقة العالمي لعام 2008 الصادر عن اللجنة الكهروتقنية الدولية/منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية ، مؤرشف بتاريخ 24 يوليو 2013 في أرشيف الإنترنت ، تاريخ الوصول 8 يونيو 2011
  26. ↑ فالوين، لارس أولي وشوزميث، مارك آي. (2007). تأثير دورات تشغيل المركبات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن والمركبات الكهربائية الهجينة على أداء البطارية وحزمة البطاريات (ملف PDF). وقائع مؤتمر المركبات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن على الطرق السريعة لعام 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 يونيو 2010.
  27. ↑ "أساسيات شحن بطاريات NiMH". PowerStream.com.
  28. ↑ باور سونيك، الدليل الفني (ملف PDF)، صفحة 19، تم الاطلاع عليه في يناير 2014
  29. ↑ تخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ مؤرشف في 17-06-2013 في Wayback Machine ، جمعية تخزين الطاقة، فبراير 2012.
  30. ↑ "دوافع الترويج لمحركات الديزل النظيفة" (ملف PDF) . وزارة الطاقة الأمريكية. 2006. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 7 أكتوبر 2008.
  31. ↑ "11.5 اتجاهات في الكفاءة الحرارية والدفعية" . web.mit.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26-10-2016 .
  32. ↑ جوفيندجي، ما هي عملية التمثيل الضوئي؟
  33. ↑ جامع الطاقة الشمسية الأخضر؛ مشروع جامعة فاغينينغين (2005-2008)
  34. ↑ مياموتو ك. "الفصل 1 - إنتاج الطاقة البيولوجية" . الأنظمة البيولوجية المتجددة لإنتاج الطاقة المستدامة البديلة (نشرة الخدمات الزراعية لمنظمة الأغذية والزراعة - 128) . منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة . تاريخ الاسترجاع: 4 يناير 2009 .
  35. ↑ دليل توليف الصور الرقمية بقلم فينسنت بيغورارو - دار نشر سي آر سي 2017، صفحة 690
  36. 1 2 3 4 فعالية الإضاءة# كفاءة الإضاءة
  37. ↑ "دليل حلول إضاءة LED المتكاملة" . PhilipsLumileds.com . Philips . 4 أكتوبر 2012. صفحة 15. مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 31 مارس 2013. تاريخ الاطلاع: 18 نوفمبر 2015 . 
  38. 1 2 3 دليل التلوث الضوئي . سبرينغر. 2004. ISBN 9781402026652.
  • هل من المنطقي التحول إلى تقنية LED؟