Enerji dönüşüm verimliliği

Enerji dönüşüm verimliliği (η), enerji dönüşümünün faydalı çıkışı ile girişi arasındaki oranın enerji olarak ifadesidir. Faydalı çıkış elektriksel güç, mekanik güç veya ısı olabilir.

Çıkış enerjisi giriş enerjisinden daima daha düşüktür

Elektrik santralinin verimi, 2008 yılı dünya toplamı

Genel bakış

Enerji dönüşüm verimliliği tek başına tanımlanmaz, faydalı çıkışa bağlıdır. Yakıtın yanması sonucu oluşan ısının tümü veya bir kısmı atık ısıya dönüşür. Örneğin iş, bir termodinamik çevrimdeki çıkışı ifade edebilir. Enerji dönüştürücü enerji dönüşümüne bir örnektir. Enerji dönüştürücüsüne başka bir örnek ampul verilebilir. Verimlilik matematiksel olarak şöyle ifade edilebilir: ${\displaystyle \eta ={\frac {P_{\mathrm {out} }}{P_{\mathrm {in} }}}}$ Verimlilik, bir teknik veya fiziksel terim olarak ifade edilir.

Genellikle enerji dönüşüm verimliliği, 0 ile 1 veya %0 ile %100 arasında boyutsuz bir sayı ile ifade edilir. Verim hiçbir zaman %100'ü aşamaz, örneğin, bir devridaim makinası için. Yine de diğer verimler, ısıyı dönüştürmek yerine onu taşımak amacıyla kullanılan, ısı pompası ve diğer cihazlar için 1'i aşabilir.

Soğutma çevriminde veya elektrik santralinde verimlilikten bahsedilirken dönüşüm bir hal olabilir. Verimlilikle ilgili özel terimler şunlardır:

• Elektriksel verimlilik, harcanan elektriksel güce karşı faydalı güç;
• Mekanik verimlilik, bir mekanik enerji biçimi (örneğin suyun potansiyel enerjisi);
• Isıl verim veya yakıt verimliliği, faydalı ısı ve/veya iş çıkışı bölü (harcanan yakıt gibi) giriş enerjisi;
• Toplam verimlilik, örneğin; kojenerasyon için, faydalı elektriksel güç ve ısı çıkışı bölü tüketilen yakıt enerjisi. Isıl verim ile aynıdır.
• Aydınlatma verimliliği, belirli bir enerji girdisine karşılık elde edilen ışık akısı.

Enerji dönüşüm verimliliği örneği

Dönüşüm süreci	Enerji verimliliği
Elektrik üretimi
Gaz türbini	%40'a kadar
Gaz türbini artı buhar türbini (kombine çevrim)	%60a kadar
	%90!a kadar (pratikte ulaşılır)
Rüzgâr türbini	%59'a kadar (teorik sınır)
Güneş pili	%6–40 (teknolojik bağımlılık, %15 en sık kullanım, %85–90 teorik sınır)
Yakıt hücresi	%85'e kadar
Dünya elektrik üretimi 2008	Brüt çıkış %39, Net çıkış %33
Motor
Yanmalı motor	%10-50
Elektrik motoru	(200W üzeri) %70–99,99 ; (10-200W arası) %50–90; (10W'tan küçük) %30–60
Doğal süreç
Fotosentez	%6'ya kadar
Kas	%14–27
Cihaz
Buzdolabı	en eski sistemler ~ %20; en son sistemler ~ %40–50
Ampul	%0,7–5,1 ve %5-10
LED	%4,2–14,9
Floresan lamba	%8,0–15,6
(Düşük basınçlı sodyum lamba)	%15,0–29,0
	%9,5–17,0
Anahtarlamalı güç kaynağı	şu an pratikte %95
Su ısıtma	%90–95 (ısı pompası kullanmak daha verimlidir. Çünkü daha az elektrik enerjisi tüketir.)
Elektrikli ısıtıcı	~%100 (neredeyse tüm enerji ısıya dönüştürülür)
diğerleri
Ateşli silah	~%30
	%50–70 (teorik olarak azami %80–94)

Ayrıca bakınız

• Enerji dönüşümü
• Ekserji verimi
• Yakıt verimliliği
• Isıl verim
• Elektriksel verimlilik
• Mekanik verimlilik