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Articulo de referencia

kilovatio-hora

Un kilovatio-hora ( símbolo de unidad : kW⋅h o kW h ; comúnmente escrito como kWh ) es una unidad de energía no perteneciente al SI equivalente a 3,6 megajulios (MJ) en unidad...

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Un kilovatio-hora ( símbolo de unidad : kW⋅h o kW  h ; comúnmente escrito como kWh ) es una unidad de energía no perteneciente al SI equivalente a 3,6 megajulios (MJ) en unidades del SI, que es la energía suministrada por un kilovatio de potencia durante una hora . Los kilovatios-hora son una unidad de facturación común para la energía eléctrica suministrada por las compañías eléctricas . Se utilizan prefijos métricos para los múltiplos y submúltiplos de la unidad básica, el vatio-hora (3,6 kJ).

Definición

El kilovatio-hora es una unidad compuesta de energía equivalente a un kilovatio (kW) multiplicado por (es decir, mantenido durante) una hora. La unidad de energía del Sistema Internacional de Unidades (SI) es el julio (símbolo J). Dado que un vatio es, por definición, un julio por segundo , y que hay 3600 segundos en una hora, un kWh equivale a 3600 kilojulios o 3,6 MJ. [ 1 ] [ 2 ]  

Representaciones de unidades

Un símbolo ampliamente utilizado para el kilovatio-hora es kWh , que se obtiene al combinar los símbolos kW (de kilovatio) y h (de hora). Esta unidad (y símbolo) se utiliza comúnmente en la facturación de la energía suministrada a los consumidores por las compañías eléctricas , así como en publicaciones comerciales, educativas y científicas, y en los medios de comunicación. [ 3 ] [ 4 ] También es la representación habitual de la unidad en la ingeniería eléctrica. [ 5 ] Sin embargo, esta representación común no cumple con la guía de estilo del Sistema Internacional de Unidades (SI). [ 6 ]

Pueden encontrarse otras representaciones de la unidad:

  • kW⋅h and kW h are less commonly used, but they are consistent with the SI. The SI brochure[6] states that in forming a compound unit symbol, "Multiplication must be indicated by a space or a half-high (centred) dot (⋅), since otherwise some prefixes could be misinterpreted as a unit symbol." This is supported by a standard[7] issued jointly by an international (IEEE) and national (ASTM) organization, and by a major style guide.[8] However, the IEEE/ASTM standard allows kWh (but does not mention other multiples of the watt-hour). One guide published by NIST specifically recommends against kWh "to avoid possible confusion".[9]
  • In 2014, the United States official fuel-economy window sticker for electric vehicles used the abbreviation kW-hrs.[10]
  • Variations in capitalization are sometimes encountered: KWh, KWH, kwh, etc., which are inconsistent with the International System of Units.
  • The notation kW/h for the kilowatt-hour is incorrect, as it denotes kilowatt per hour.

The hour is a unit of time listed among the non-SI units accepted by the International Bureau of Weights and Measures for use with the SI.[6]

An electric heater consuming 1,000 watts (1 kilowatt) operating for one hour uses one kilowatt-hour of energy, as does a television consuming 100 watts operating continuously for 10 hours or a 40-watt electric appliance operating continuously for 25 hours.

Electricity sales

Electrical energy is typically sold to consumers in kilowatt-hours. The cost of running an electrical device with constant power consumption rate is calculated by multiplying the device's power consumption in kilowatts by the operating time in hours, and by the price per kilowatt-hour (numerical integration is needed when the power consumption is not constant over the time period). The unit price of electricity charged by utility companies may depend on the customer's consumption profile over time. Prices vary considerably by locality. In the United States, prices in different states can vary by a factor of three.[11]

Si bien a los clientes con menor consumo generalmente solo se les factura la energía, los servicios de transmisión y la capacidad nominal, los consumidores de mayor consumo también pagan por el consumo de energía en horas pico, es decir, la mayor potencia registrada en un período relativamente corto, como 15 minutos. Esto compensa a la compañía eléctrica por el mantenimiento de la infraestructura necesaria para suministrar energía en horas pico. Estos cargos se facturan según los cambios en la demanda. [ 12 ] Los usuarios industriales también pueden tener cargos adicionales según el factor de potencia de su carga.

La producción o el consumo de energía a gran escala se suele expresar en teravatios-hora (TWh) para un período determinado, generalmente un año natural o un año fiscal . Un año de 365 días equivale a 8760 horas, por lo que un gigavatio sostenido durante un año corresponde a 8,76 teravatios-hora de energía. En otras palabras, un teravatio-hora equivale a la potencia sostenida de aproximadamente 114 megavatios durante un año.

Ejemplos

En 2020, el hogar promedio en los Estados Unidos consumió 893  kWh por mes, [ 13 ] lo que corresponde a un consumo de energía promedio continuo por hogar de 1,22  kW.

Calentar 1 litro de agua desde la temperatura ambiente hasta el punto de ebullición con un hervidor eléctrico consume aproximadamente 0,1  kWh.

Una lámpara LED de 12 vatios encendida constantemente consume aproximadamente 0,3  kWh cada 24 horas y unos 9  kWh al mes.

En términos de potencia humana , un trabajador manual varón adulto sano realiza un trabajo equivalente a aproximadamente medio kilovatio-hora durante una jornada de ocho horas. [ 14 ]

Conversiones

Para convertir una cantidad medida en una unidad de la columna izquierda a las unidades de la fila superior, multiplique por el factor que aparece en la celda donde se cruzan la fila y la columna.

múltiplos de vatios-hora

SI prefixes are commonly applied to the watt-hour: a kilowatt-hour (kWh) is 1,000 Wh; a megawatt-hour (MWh) is 1 million Wh and so on. The kilowatt-hour is commonly used by electrical energy providers for purposes of billing, since the monthly energy consumption of a typical residential customer ranges from a few hundred to a few thousand kilowatt-hours. Megawatt-hours (MWh), gigawatt-hours (GWh), and terawatt-hours (TWh) are often used for metering larger amounts of electrical energy to industrial customers and in power generation. The terawatt-hour and petawatt-hour (PWh) units are large enough to conveniently express the annual electricity generation for whole countries and the world energy consumption.

Distinction between kWh (energy) and kW (power)

A kilowatt is a unit of power (rate of flow of energy per unit of time). A kilowatt-hour is a unit of energy. Kilowatt per hour would be a rate of change of power flow with time.

Work is the amount of energy transferred to a system; power is the rate of delivery of energy. Energy is measured in joules, or watt-seconds. Power is measured in watts, or joules per second.

For example, a battery stores energy. When the battery delivers its energy, it does so at a certain power, that is, the rate of delivery of the energy. The higher the power, the quicker the battery's stored energy is delivered. A higher power output will cause the battery's stored energy to be depleted in a shorter time period.

Annualized power

Electric energy production and consumption are sometimes reported on a yearly basis, in units such as megawatt-hours per year (MWh/yr) gigawatt-hours/year (GWh/yr) or terawatt-hours per year (TWh/yr). These units have dimensions of energy divided by time and thus are units of power. They can be converted to SI power units by dividing by the number of hours in a year, about 8760 h/yr.

Thus, 1 GWh/yr = 1 GWh/8760 h ≈ 114.12 kW.

Misuse of watts per hour

Many compound units for various kinds of rates explicitly mention units of time to indicate a change over time. For example: miles per hour, kilometres per hour, dollars per hour. Power units, such as kW, already measure the rate of energy per unit time (kW=kJ/s). Kilowatt-hours are a product of power and time, not a rate of change of power with time.

Vatios por hora (W/h) es una unidad de cambio de potencia por hora, es decir, una aceleración en el suministro de energía. Se utiliza para medir la variación diaria de la demanda (por ejemplo, la pendiente de la curva del pato ) o el comportamiento de aumento de potencia de las centrales eléctricas . Por ejemplo, una central eléctrica que alcanza una potencia de salida de1  MW de0  MW en 15 minutos tiene una tasa de aumento de4  MW/h .

Otros usos de términos como vatios por hora probablemente sean errores. [ 15 ] [ 16 ]

Existen otras unidades relacionadas con el kilovatio-hora que se utilizan habitualmente para indicar la potencia o la capacidad energética, o su uso en áreas de aplicación específicas.

La producción o el consumo energético anual promedio se puede expresar en kilovatios-hora por año. Esta unidad se utiliza con cargas o salidas que varían a lo largo del año, pero cuyos totales anuales son similares. Por ejemplo, resulta útil para comparar la eficiencia energética de electrodomésticos cuyo consumo varía con el tiempo o la estación del año. Otro uso consiste en medir la energía producida por una fuente de energía distribuida. Un kilovatio-hora por año equivale a unos 114,08 milivatios aplicados de forma constante durante un año.

El contenido energético de una batería se suele expresar indirectamente mediante su capacidad en amperios-hora . Para convertir amperios-hora (Ah) a vatios-hora (Wh), el valor en amperios-hora debe multiplicarse por el voltaje de la fuente de alimentación. Este valor es aproximado, ya que el voltaje de la batería no es constante durante su descarga y las tasas de descarga más altas reducen la cantidad total de energía que la batería puede proporcionar. En el caso de dispositivos que emiten un voltaje diferente al de la batería, se debe utilizar el voltaje de la batería (normalmente 3,7  V para baterías de iones de litio ) para el cálculo, en lugar del voltaje de salida del dispositivo (por ejemplo, normalmente 5,0  V para cargadores portátiles USB ). Esto da como resultado que un dispositivo USB de 500  mA funcione durante aproximadamente 3,7 horas con una  batería de 2500 mAh, no cinco horas.

La unidad de la Junta de Comercio (BTU) [ 17 ] es un sinónimo británico obsoleto de kilovatio-hora. El término deriva del nombre de la Junta de Comercio , que reguló la industria eléctrica hasta 1942, cuando el Ministerio de Energía asumió el control. [ 18 ] Es distinta de la Unidad Térmica Británica (BTU), que equivale a 1055 J.

En India, el kilovatio-hora se suele denominar simplemente unidad de energía. Un millón de unidades, designadas MU , equivalen a un gigavatio-hora, y un BU (mil millones de unidades) a un teravatio-hora. [ 19 ] [ 20 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Thompson, Ambler y Taylor, Barry N. (2008). Guía para el uso del Sistema Internacional de Unidades (SI). Archivado el 3 de junio de 2016 en Wayback Machine (Publicación especial 811). Gaithersburg, MD: Instituto Nacional de Estándares y Tecnología. 12.
  2. ↑ "Los puntos o espacios de media altura se utilizan para expresar una unidad derivada formada a partir de dos o más unidades mediante multiplicación.", Barry N. Taylor. (Edición de 2001). El Sistema Internacional de Unidades. Archivado el 3 de junio de 2016 en Wayback Machine (Publicación especial 330). Gaithersburg, MD: Instituto Nacional de Estándares y Tecnología. 20.
  3. ↑ Electropedia IEC, Entrada 131-11-58 Archivada el 14 de marzo de 2016 en Wayback Machine
  4. ↑ Véase, por ejemplo: Manual de referencia de energía eólica Parte 2: Definiciones de energía y potencia Archivado el 26 de noviembre de 2007 en Wayback Machine Asociación Danesa de Energía Eólica. Recuperado el 9 de enero de 2008; "Kilovatio-hora (kWh)" Archivado el 2 de marzo de 2016 en Wayback Machine BusinessDictionary.com. Recuperado el 9 de enero de 2008; "Industria de la energía nuclear de EE. UU." Archivado el 26 de noviembre de 2007 en Wayback Machine www.world-nuclear.org. Recuperado el 9 de enero de 2008; "Energía. Una guía para principiantes: Entendiendo las unidades" Archivado el 26 de noviembre de 2007 en Wayback Machine Renew On Line (Reino Unido) . The Open University . Recuperado el 9 de enero de 2008.
  5. ↑ ASTM SI10-10, IEEE/ASTM SI 10 Norma Nacional Estadounidense para la Práctica Métrica, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2010, [www.astm.org] "Los símbolos para ciertas unidades compuestas de ingeniería de energía eléctrica generalmente se escriben sin separación, por ejemplo: vatio-hora (Wh), kilovatio-hora (kWh), voltio-amperio (VA) y kilovoltio-amperio (kVA)"
  6. 1 2 3 "El Sistema Internacional de Unidades (SI)" (PDF) . Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM). 2019. pág.  147. Consultado el 7 de abril de 2020 .
  7. ↑ Norma para el uso del Sistema Internacional de Unidades (SI): El sistema métrico moderno. (1997). (IEEE/ASTM SI 10-1997). Nueva York y West Conshohocken, PA: Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos y ASTM . 15.
  8. ↑ "10.57: Unidades derivadas de unidades base del SI". The Chicago Manual of Style (17.ª ed.). Chicago: University of Chicago Press. 2017. Consultado el 1 de abril de 2020 . 
  9. ↑ "Guía para el uso del Sistema Internacional de Unidades (SI)" (PDF) . Instituto Nacional de Estándares y Tecnología . 2008. Recuperado el 6 de abril de 2020. La referencia [4: ISO 31-0] sugiere que si se usa un espacio para indicar unidades formadas por multiplicación, el espacio puede omitirse si no causa confusión. Esta posibilidad se refleja en la práctica común de usar el símbolo kWh en lugar de kW⋅h o kW h para el kilovatio-hora. Sin embargo, esta Guía sostiene que siempre se debe usar un punto de media altura o un espacio para evitar posibles confusiones; 
  10. ↑ "Vehículos eléctricos: Más información sobre la nueva etiqueta" . fueleconomy.gov . Departamento de Energía de EE. UU . Consultado el 10 de agosto de 2014 .
  11. ↑ Precio promedio de la electricidad para los consumidores finales por sector de uso final , Administración de Información Energética de EE. UU., abril de 2018
  12. ↑ "Comprendiendo la demanda eléctrica" ​​Archivado el 6 de junio de 2016 en Wayback Machine , National Grid
  13. ↑ "¿Cuánta electricidad consume un hogar estadounidense?" . Administración de Información Energética de EE. UU. 7 de octubre de 2021 . Consultado el 11 de junio de 2022 .
  14. ↑ Eugene A. Avallone et al., (eds.), Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers, 11.ª edición , McGraw Hill, Nueva York, 2007 ISBN 0-07-142867-4página 9-4
  15. ↑ Woofenden, Ian (5 de octubre de 2009). Energía eólica para principiantes . John Wiley & Sons. pág. 48. ISBN  978-0-470-49637-4Con demasiada frecuencia, escucho a la gente decir algo como... 'vatios por hora'...
  16. ↑ Energía doméstica . Conexión electrónica. 2007. Vatios por hora. Esta frase sin sentido encabeza mi lista de cosas que más me irritan de la terminología eléctrica.
  17. ↑ EM Kirkpatrick, ed. (1983). Chambers 20th Century Dictionary (Nueva ed.). Edimburgo: Chambers. pág. 137. ISBN   0550102345.
  18. ↑ "La Junta de Comercio 1621-1970" . Departamento de Innovación Empresarial y Habilidades . Archivado del original el 4 de marzo de 2010.
  19. ↑ "Infórmese sobre la electricidad" . The Financial Express . 20 de diciembre de 2004. Consultado el 29 de noviembre de 2009 .{{cite news}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace )
  20. ↑ "Las unidades fabricadas por BHEL generan energía récord" . The Hindu . Press Trust of India . 24 de julio de 2008. Archivado del original el 7 de noviembre de 2012. Consultado el 29 de noviembre de 2009 .