Buscando una mejor comprensión de un kilovatio-hora y tratando de dimensionar un proveedor de electricidad usándolo

• Un joule (J) es una unidad de energía. Si levantas un peso de un kilogramo un metro, has hecho 9.8 J de trabajo, porque el peso de un kilogramo es de 9.8 Newtons, y una fuerza de un Newton sobre un metro es un Joule de trabajo.

• Un vatio mide la intensidad de trabajo o la potencia: la cantidad de energía que se transfiere por unidad de tiempo. Un Joule de trabajo realizado en un segundo es un vatio. Si levanta un kilogramo por un metro y lo hace en un segundo, necesita 9,8 W de potencia. Un vatio es un Joule por segundo, J / s. Si quiere hacer el mismo levantamiento en medio segundo, necesita 19.6W: dos veces la potencia.

• Un kilovatio-hora es nuevamente una unidad de energía, como un Joule. Estamos tomando vatios (energía por tiempo) y los estamos multiplicando por tiempo, por lo que el tiempo se cancela y deja energía. Una hora es 3600 segundos. Entonces, un kilovatio-hora es 1,000 J / s * 3,600 s = 3,600,000 J. Si se está trabajando, o se está transfiriendo energía a una potencia de 1000W, y esto se realiza durante una hora, es decir, un kWh. O 100W en 10 horas, etcétera. Una bombilla de 100W encendida durante 10 horas consume 1 kWh.

• Una caloría de alimentos (la gran cantidad de calorías o kcal) es 4200J. Entonces, 1 kWh es 3,600,000 J / 4,200 J / kcal = 857 kcal. Se trata de la energía en dos hamburguesas con queso dobles de McDonald's.

Un kilovatio es una medida de potencia utilizada principalmente para medir energía eléctrica. El poder es la capacidad de hacer trabajo. Kilovatio hora es una medida de energía o trabajo. Se mide multiplicando una cantidad de potencia por el período de tiempo que se está utilizando. Si un motor eléctrico consume 1 kilovatio durante una hora, entonces ha consumido un kilovatio hora de energía. Usted ha encontrado que el hogar promedio utiliza 24 kilovatios por hora de energía por día. Eso incluye toda la energía de todos los dispositivos eléctricos en el hogar típico, incluyendo iluminación, calefacción, acondicionadores de aire, electrodomésticos, televisores, radios, computadoras, etc. Sin embargo, no le dice la cantidad de energía que la casa puede requerir. Cualquier momento durante el día. Por ejemplo, a última hora de la tarde, cuando todos duermen, la potencia demandada por la casa será pequeña, probablemente solo el refrigerador, la calefacción, el radio reloj y algunas luces nocturnas. Esto puede ser del orden de 1 kilovatio o menos. Durante el día, si el aire acondicionado está encendido y la secadora está encendida, la carga de la casa será muchas veces 1 kilovatio (una secadora eléctrica probablemente consume alrededor de 6 kilovatios o más). Lo que esto significa es que cualquier dispositivo diseñado para alimentar una casa debe tener en cuenta no solo la energía total consumida (lo que determina la cantidad de combustible usado por el dispositivo, ya sea una turbina de vapor que maneja un generador eléctrico o una celda de combustible) sino también La potencia máxima que la casa puede exigir en cualquier momento del día. Muchas empresas de servicios eléctricos cobran no solo por la energía total utilizada (kilovatios / hora) sino también por la demanda máxima de energía (kilovatios pico) porque eso determina qué tan grande debe ser su capacidad de generación. Por lo tanto, puede ver que una celda de combustible que puede proporcionar 1 kilovatio durante 24 horas puede suministrar la energía total que consume una casa, pero nunca podría alimentar la casa cuando la demanda eléctrica es máxima. Ese valor máximo depende de los dispositivos eléctricos en el hogar y cuando se utilizan. Es posible que los aparatos de aire acondicionado, la televisión, las lavadoras y las secadoras, y muchas luces puedan estar encendidas al mismo tiempo. Entonces la demanda eléctrica podría fácilmente superar los 10 kilovatios.

Tienes la idea correcta. Suponiendo una eficiencia perfecta y algo de almacenamiento (que no se aborda, más sobre esto más adelante), una celda de combustible de 1kW que funcione durante 24 horas produciría 24 kWH. (potencia (kW) * tiempo (h))

La pieza que falta en tu análisis es un búfer de poder. Si observara el consumo típico de una casa trazada como kW instantáneos en función del tiempo, tendría una variación diurna significativa. El consumo máximo probablemente será de 10 kW o más, 9 kW más que lo que su celda de combustible puede suministrar. ¿De dónde vendrá ese poder? Típicamente baterías.

También hay que tener en cuenta la eficiencia: la eficiencia de carga y descarga de las baterías, la eficiencia de invertir la salida de CC de la celda de combustible a CA, etc.

Si la relación Pico / promedio = 1, necesita una celda de combustible de 1kW durante 24 horas. Si Pk / Avg = 10, necesita una celda de combustible de 10kW