base de conocimiento
CTRL+F para buscar su palabra clave

Kilovatio hora

Kilovatio hora

El kilovatio hora (símbolo kW⋅h , kWh o kW h ) es una unidad de energía igual a 3.6 megajulios. Si la energía se transmite o utiliza a una velocidad constante (potencia) durante un período de tiempo, la energía total en kilovatios hora es igual a la potencia en kilovatios multiplicada por el tiempo en horas. El kilovatio hora se usa comúnmente como una unidad de facturación para la energía entregada a los consumidores por las compañías eléctricas.

Definición

El kilovatio hora (simbolizado kW⋅h según SI) es una unidad compuesta de energía equivalente a un kilovatio (1 kW) de potencia sostenida durante una hora. Un vatio es igual a 1 J / s. Un kilovatio hora es 3.6 megajulios, que es la cantidad de energía convertida si el trabajo se realiza a una tasa promedio de mil vatios por una hora.

La unidad de energía derivada dentro del Sistema Internacional de Unidades (SI) es el julio. La hora es una unidad de tiempo "fuera del SI", lo que convierte al kilovatio hora en una unidad de energía no perteneciente al SI. El kilovatio-hora no figura entre las unidades que no son del SI aceptadas por el BIPM para su uso con el SI, aunque sí la hora, de la que deriva el kilovatio-hora.

Ejemplos

Un calentador eléctrico que consume 1000 vatios (1 kilovatio) y funciona durante una hora utiliza un kilovatio hora de energía. Un televisor que consume 100 vatios y funciona durante 10 horas usa continuamente un kilovatio hora. Un electrodoméstico de 40 vatios que funciona continuamente durante 25 horas usa un kilovatio hora. En términos de poder humano, un trabajador manual masculino adulto sano realizará un trabajo equivalente a aproximadamente medio kilovatio hora durante un día de ocho horas.

La energía eléctrica generalmente se vende a los consumidores en kilovatios hora. El costo de funcionamiento de un dispositivo eléctrico se calcula multiplicando el consumo de energía del dispositivo en kilovatios por el tiempo de funcionamiento en horas y luego por el precio por kilovatio hora. El precio unitario de la electricidad puede depender de la tasa de consumo y la hora del día. Los precios varían considerablemente según la localidad. En los Estados Unidos, los precios en diferentes estados pueden variar en un factor de tres.

Si bien las cargas de clientes más pequeños generalmente se facturan solo por energía, servicios de transmisión y la capacidad nominal, los consumidores más grandes también pagan por el consumo máximo de energía, la mayor potencia registrada en un tiempo bastante corto, como 15 minutos. Esto compensa a la compañía eléctrica por mantener la infraestructura necesaria para proporcionar la potencia máxima. Estos cargos se facturan a medida que cambia la demanda. Los usuarios industriales también pueden tener cargos adicionales de acuerdo con el factor de potencia de su carga.

La mayor producción o consumo de energía a menudo se expresa como teravatios hora (TW⋅h) para un período determinado que a menudo es un año calendario o un año financiero. Un año de 365 días equivale a 8,760 horas, por lo que en un período de un año, la potencia de un gigavatio equivale a 8,76 teravatios de energía. Por el contrario, un teravatio hora equivale a una potencia sostenida de aproximadamente 114 megavatios por un período de un año.

Símbolo y abreviaturas para kilovatios hora

El símbolo "kWh" se usa comúnmente en publicaciones comerciales, educativas, científicas y de medios, y es la práctica habitual en ingeniería de energía eléctrica.

Se pueden encontrar otras abreviaturas y símbolos:

  • "kW h" se usa con menos frecuencia. Es consistente con los estándares SI. El estándar internacional para SI establece que al formar un símbolo de unidad compuesta, "La multiplicación debe indicarse mediante un espacio o un punto medio alto (centrado) (⋅), ya que de lo contrario algunos prefijos podrían malinterpretarse como un símbolo de unidad" (es decir, kW ho kW⋅h). Esto está respaldado por un estándar voluntario emitido conjuntamente por una organización internacional (IEEE) y nacional (ASTM). Sin embargo, al menos una guía de uso importante y el estándar IEEE / ASTM permiten "kWh" (pero no mencione otros múltiplos de la hora watt). Una guía publicada por NIST recomienda específicamente evitar "kWh" "para evitar posibles confusiones".
  • "kW⋅h" es, como "kW h", preferido por los estándares del SI, pero se usa muy raramente en la práctica.
  • La etiqueta de la ventana oficial de economía de combustible de EE. UU. Para vehículos eléctricos utiliza la abreviatura "kW-h".
  • Algunas veces se ven variaciones en la capitalización: KWh, KWH, kwh, etc .; estos son inconsistentes con el Sistema Internacional de Unidades.
  • La notación "kW / h" no es un símbolo correcto para kilovatios hora, ya que en cambio denota kilovatios por hora.

Conversiones

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

joule vatios hora kilovatio hora electronvoltio caloría
1 J = 1 kg⋅m2⋅s − 2 = 1 2.77778 × 10−4 2.77778 × 10−7 6.241 × 1018 0,239
1 W⋅h = 3.6 × 103 1 0.001 2.247 × 1022 859,8
1 kW⋅h = 3.6 × 106 1,000 1 2.247 × 1025 8.598 × 105
1 eV = 1.602 × 10−19 4.45 × 10−23 4.45 × 10−26 1 3.827 × 10−20
1 cal = 4.2 4.2 1.163 × 10−3 1.163 × 10−6 2.613 × 1019 1

Múltiples de vatios hora y unidades de facturación

Todos los prefijos SI se aplican comúnmente a los vatios hora: un kilovatio hora es 1,000 W⋅h (símbolos kW⋅h, kWh o kW h); un megavatio hora es 1 millón de W⋅h (símbolos MW⋅h, MWh o MW h); un milivatio hora es 1/1000 W⋅h (símbolos mW⋅h, mWh o mW h) y así sucesivamente. Los proveedores de energía eléctrica usan comúnmente el kilovatio hora para fines de facturación, ya que el consumo mensual de energía de un cliente residencial típico varía de unos pocos cientos a unos pocos miles de kilovatios hora. Los megavatios-hora (MW⋅h), los gigavatios-hora (GW⋅h) y los teravatios-hora (TW oftenh) a menudo se utilizan para medir grandes cantidades de energía eléctrica para los clientes industriales y en la generación de energía. Las unidades de teravatio hora y petavatio hora (PW⋅h) son lo suficientemente grandes como para expresar convenientemente la generación anual de electricidad para países enteros y el consumo mundial de energía.

Submúltiplos Múltiples
Valor Símbolo Nombre Valor Símbolo Nombre
10−3 mW⋅h milivatios hora 103 kW⋅h kilovatio hora
10−6 µW⋅h microwatt hora 106 MW⋅h megavatios hora
109 GW⋅h gigavatios hora
1012 TW⋅h hora teravatio
1015 PW⋅h hora petavatio


Las horas de petavatios pueden describir la producción de plantas de energía nuclear a lo largo de décadas. Por ejemplo, la Estación de Energía Nuclear Gravelines en Francia se convirtió en 2010 en la primera planta de energía en entregar un petavatio-hora acumulativo de electricidad.

Confusión de kilovatios hora (energía) y kilovatios (potencia)

El poder y la energía se confunden con frecuencia: el poder es la tasa de entrega de energía; La energía es el trabajo realizado.

La potencia se mide en vatios o julios por segundo . La energía se mide en julios , o vatios segundos .

Una batería doméstica almacena energía. Cuando la batería entrega su energía, lo hace a un cierto nivel de potencia, es decir, la velocidad de entrega de la energía. Cuanto más alto es el nivel de potencia, más rápido se entrega la energía almacenada de la batería. Si la potencia es mayor, la energía almacenada de la batería se agotará en un período de tiempo más corto.

En un período de tiempo determinado, un mayor nivel de potencia significa que se usa más energía. Para un nivel de potencia dado, un período de ejecución más largo hace que se use más energía. Para una cantidad dada de energía, un mayor nivel de energía significa que esa energía se usa en menos tiempo.

Mal uso de vatios por hora

Las unidades de potencia miden la tasa de energía por unidad de tiempo. Muchas unidades compuestas para varios tipos de tasas mencionan explícitamente unidades de tiempo: por ejemplo, millas por hora, kilómetros por hora, dólares por hora. Los kilovatios hora son un producto del poder y el tiempo, no una tasa de cambio de poder con el tiempo.

Los vatios por hora (W / h) son una unidad de cambio de potencia por hora, es decir, una "aceleración" en el suministro de energía. Su uso es poco común, pero ocasionalmente puede usarse para medir el comportamiento de aceleración de las centrales eléctricas. Por ejemplo, una planta de energía que alcanza una potencia de salida de 1 MW desde 0 MW en 15 minutos tiene una tasa de aceleración de 4 MW / h. Las centrales hidroeléctricas tienen una tasa de aceleración muy alta, lo que las hace particularmente útiles en situaciones de carga máxima y de emergencia. Es probable que otros usos de términos como vatios por hora sean errores.

Otro uso

Por definición de las unidades, un consumo de 1 kW⋅h / 100 km es exactamente equivalente a una fuerza de resistencia de 36 N (newtons), una idea adoptada por el diagrama de von Kármán-Gabrielli.

Otras unidades relacionadas con la energía.

Varias otras unidades se usan comúnmente para indicar potencia o capacidad de energía o uso en áreas de aplicación específicas.

La producción o consumo anual promedio de energía se puede expresar en kilovatios hora por año; por ejemplo, al comparar la eficiencia energética de los electrodomésticos cuyo consumo de energía varía con el tiempo o la estación del año, o la energía producida por una fuente de energía distribuida. Un kilovatio hora por año equivale a aproximadamente 114.08 milivatios aplicados constantemente durante un año.

El contenido de energía de una batería generalmente se expresa indirectamente por su capacidad en amperios-hora; Para convertir amperios-hora (A⋅h) en vatios-hora (W⋅h), el valor de amperios-hora debe multiplicarse por el voltaje de la fuente de energía. Este valor es aproximado, ya que el voltaje de la batería no es constante durante su descarga, y debido a que las velocidades 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, es el voltaje de la batería (típicamente 3.7 V para iones de litio) el que debe usarse para calcular en lugar de la salida del dispositivo (por ejemplo, generalmente 5.0 V para cargadores portátiles USB ) Esto da como resultado un dispositivo USB de 500 mA que funciona durante aproximadamente 3.7 horas con una batería de 2500 mAh, no cinco horas.

La unidad de la Junta de Comercio (BOTU) es un sinónimo obsoleto del Reino Unido para kilovatios hora. El término deriva del nombre de la Junta de Comercio que reguló la industria eléctrica hasta 1942, cuando el Ministerio del Poder se hizo cargo.

La unidad térmica británica o BTU (que no debe confundirse con BOTU), es una unidad de energía térmica con varias definiciones, todas las cuales son aproximadamente 1055 julios o 0.293 vatios hora. El quad, abreviatura de billones de BTU, o 1015 BTU, a veces se usa en discusiones sobre energía a escala nacional en los Estados Unidos. Un quad es aproximadamente 293 TW⋅h o 1.055 exajoule (EJ).

Un equivalente de TNT es una medida de energía liberada en la detonación de trinitrotolueno. Una tonelada de TNT equivalente es aproximadamente 4.184 gigajulios o 1.163 kilovatios hora.

Una tonelada de petróleo equivalente es la cantidad de energía liberada al quemar una tonelada de petróleo crudo. Es aproximadamente 41.84 gigajulios o 11,630 kilovatios hora.

En India, el kilovatio hora a menudo se llama simplemente una Unidad de energía. Un millón de unidades, designado MU , es un gigavatio hora y una BU (mil millones de unidades) es un teravatio hora.

El consumo de combustible nuclear se cotiza normalmente en megavatios por tonelada (MW⋅d / MTU), donde la tonelada se refiere a una tonelada métrica de uranio metálico o su equivalente, y megavatios se refiere a la producción térmica completa, no a la fracción que se convierte a electricidad.