Mõisted
- võimsus – füüsikaline suurus, mis näitab, kui palju tööd tehakse ühes ajaühikus
- teisaldatavus – võimalus energiaallikat ühest kohast teise transportida
- kasutusaeg – võimalik kasutusaeg enne, kui energiaallikas töötsükli lõpetab
Omadused
Energiaallikas on ressurss, mida kasutatakse nt soojus-, elektri- ja muud liiki energia saamiseks. Energiaallikat võib iseloomustada mitme näitaja abil: liik, saadav võimsus, energia salvestamise viis, teisaldatavus, kasutusaeg, kasutegur, maksumus, taaskasutusvõimalus, saastavus jms. Enamikku nendest omadustest on võimalik kirjeldada või mõõta. Omaduste põhjal on energiaallikaid üksteisega hea võrrelda.
- Kasutegur
- Maksumus
- Energia salvestamise viis
- Kasutusaeg
- Teisaldatavus
- Liik
- Taaskasutusvõimalus
- Saadav võimsus
Energiaallikate näitajad
Alati ei ole otstarbekas energiaallikaid võrrelda samade näitajate põhjal, kuna erinevates olukordades võivad oluliseks saada väga erinevad näitajad. Võrdleme pideva energiatootmise ja teisaldatavate energiaallikate näitajaid.
Pidev energia tootmine
Võimsus sõltub paljuski elektrijaamade suurusest, reaktorite või tuulikute arvust, asukohast jpm asjaoludest.
Tuumaenergia Soomes
- Toodetav võimsus: 4400 MW (2018. aastaks)
- Reaktoreid: 5
- Hind: 0,07 eurot/kWh
- Jäätmed: 6000 tonni radioaktiivseid jäätmeid aastas 1000 aasta kestel
Tuuleenergia Paldiski tuulepargis
- Toodetav võimsus: 45 MW
- Tuulikuid: 18
- Hind: 0,04 eurot/kWh
- Jäätmeid peaaegu pole
Teisaldatavad piiratud kasutusajaga energiaallikad
AA-patarei
- Energia: maksimaalselt 3,5 W/h
- Hind: 2 eurot
- Kasutusaeg: ~10 tundi
- Jäätmed: kasutatud patareid
Mänguauto hooratas
- Energia: 0,003 J
- Hind: 1 euro
- Pärast iga kasutust tuleb uuesti laadida
- Jäätmeid peaaegu pole
Küsimused
- Miks ei ole otstarbekas iseloomustada tuumaelektrijaama või tuuleparki kasutusaja põhjal?
Kasutegur
Iga seadme ja masina energiakasutust iseloomustab ka kasutegur. Seda väljendatakse seadmele antava energia ehk sisendenergia ning kasuliku energia ehk väljundenergia suhtena. Kasutegur avaldatakse enamasti protsentides, aga ka kümnendmurruna. Mida suurem kasutegur on, seda vähem läheb seadmes energiat kaduma.
Näiteks jääb elektrimootorite kasutegur tavaliselt vahemikku 0,8-0,95. Soojusmasinate (nt aurumasin) maksimaalseks kasuteguriks loetakse aga 0,62, kuigi tegelikult jäävad enamasti näitajad ka tugevasti alla selle. 1876. aastal Nikolaus Otto poolt ehitatud esimese neljataktilise sisepõlemismootori kasutegur oli 0,22, mis sel ajal ületas kõiki teisi mootoritüüpe.
Sisepõlemismootori kasutegur
Kõikides seadmetes esineb alati mingil määral energiakadusid. Kasutegur jääb alati 0 ja 1 vahele.
Mudellennuki bensiinimootor muundab kütuses sisalduva keemilise energia mehaaniliseks energiaks.
Mootori sisendenergia erineb mootori kasutatavast väljundenergiast, sest mootoris esineb energiakadusid kütuse mittetäieliku põlemise, soojuse eraldumise ja hõõrdumise tõttu.
Kasuteguri arvutamine
Mootori kasutegur on 0,3
Vastus: Seadme väljundenergia on J.
Küsimused
- Kuhu võib bensiinimootoriga masinas energia kaduda?
Näpunäiteid projekti tegemiseks
Seadme energiaallika omadused
- Kirjuta kõik energiaallika omadused tabelisse.
Omadus |
Kirjeldus või suurus |
Liik |
Elektrienergia, soojusenergia ... |
Väljundvõimsus/-energia |
Džaulides või vattides |
Hind |
Eurodes |
Jäätmed |
Ei/jah, tekkivate jäätmete liik |
Teisaldatavus |
Ei/jah |
Kasutusaeg |
Tundides |
- Kui tegemist on seadmega, mis energiat muundab, tuleb arvutada ka selle kasutegur. Väga väikese kasuteguri puhul (kasutegur läheneb nullile) on kasulik kindlaks määrata seadme energiakaod ja mõelda, kuidas saab neid vähendada.
