Eenheden in energiesystemen


De grootste verwarring ontstaat door verkeerd of onvolledig gebruik van eenheden. Het blijkt lastiger dan verwacht om dit consistent te doen. Dat geldt ook voor het omrekenen in verschillende eenheden.

Hoeveelheden energie

Eerst zijn er de eenheden die *hoeveelheden* energie aangeven:
• J is de energie die nodig is om een object 1 meter te verplaatsen met een kracht van 1 Newton.

En daarvan zijn afgeleid:
• kJ (kilojoule, 10$^3$ J)
• MJ (megajoule, 10$^6$ J)
• GJ (gigajoule, 10$^9$ J)
• TJ (terajoule, 10$^12$ J)
• PJ (petajoule, 10$^15$ J)
• EJ (exajoule, 10$^18$ J)
• ZJ (zettajoule, 10$^21$ J)

Een aantal alternatieven zijn in omloop. De MTOE, de megaton olie equivalent die duidt op de energie-inhoud van een miljoen ton aardolie, dat is ongeveer 42 gigajoule. Andere energiehoeveelheden zijn de BTU (Britisch Thermal Unit, ongeveer 1055 joule), de kilocalorie (ongeveer 4,2 joule) en het vat ruwe olie (barrel of oil, ongeveer 159 L).

Een van de verwarringen ligt bij de veelgebruikte eenheid kWh, of kilowattuur. Dit is namelijk, in tegenstelling tot wat de 'W' doet vermoeden ook een hoeveelheid energie en geen vermogen (zoals hieronder wordt genoemd).

Vermogen


Dan zijn er de eenheden vermogens aanduiden en deze hebben altijd een tijdscomponent. Gangbaar is om de watt te gebruiken, die staat voor joule per seconde. Een voorbeeld van minder gebruikelijke vermogenseenheden is de paardekracht (pk) die 0,7 kW bedraagt.

Energiedichtheden


Om energiebronnen (of voorraden) te vergelijken zijn energiedichtheden belangrijk. Dit betreft altijd een energiehoeveelheid per volume- of massaeenheid.

Een paar belangrijke voorbeelden zijn:
• Benzine 47,2 MJ/kg
• Steenkool 24,0 MJ/kg

Met dichtheden kan dan worden omgerekend naar energiedichtheden in volumes.

Gebruikelijke eenheden


Omdat energiesystemen zo uiteenlopend zijn in omvang zijn ook veel van de eenheden in gebruik. Het vermogen van een elektriciteitscentrale wordt veelal in megawatt uitgedrukt, maar het vermogen van een lamp thuis in watt. De Nederlandse jaarconsumptie van elektriciteit gaat normaliter in terrawattuur of petajoule. Dat is even wennen.

Aan de eenheden kun je vaak niet zien of er sprake of een eventueel rendement is meegenomen, maar het is belangrijk dat dat evident blijkt uit de context. Is bijvoorbeeld het vermogen van een elektriciteitscentrale 800 MW, dan duidt dat op een output en deze 800 MW bevindt zich naast de restwarmtestroom. Dat betekent dan ook dat de energie-input nog een stuk groter is in omvang.

Een systeemdiagram van de energiestromen biedt vaak uitkomst: wat is het systeem? Hebben we het over een input, een output, en welke input of output is het dan? Welke andere energiestromen zijn er?

Van kW naar kWh/jaar

Behendigheid en alert zijn op eenheden kan veel helpen bij de energiesysteemanalyses. Een voorbeeld is het omrekenen van kW naar kWh per jaar. Stel je hebt een apparaat dat 1 kilowatt gebruikt en altijd aanstaat. Hoeveel is het verbruik per jaar? Kijkend naar de eenheden wil je graag weten: kWh/jaar. We weten dat het aantal kW gelijk is aan 1. Wat nog ontbreekt is 'h/jaar'. Dat weten we wel, namelijk 365 dagen * 24 uur = 8760 uur/jaar. Het antwoord is dus 1 kW * 8760 h/jaar = 8760 kWh/jaar.

Van kWh naar kJ

Een ander voorbeeld van is het rekenen van watturen naar joules. Een wattuur is per definitie een joule per seconde gedurende een uur. Als je dat voor kilowatturen in eenheden uitschrijft krijg je: kWh = k*J/s*h. En als je dat omschrijft: kJ*h/s.

Als je maar weet dat er 3600 seconden er in een uur zitten, maakt dit het mogelijk om van joules naar watturen om te rekenen, ook als je de de omrekenfactor niet meer weet. 1 kWh = 1 * 1000 J * 3600 s/uur = 3.600.000 J of 3,6 MJ.

Laatste wijziging: 14-02-2017
Creative Commons-Licentie
Deze publicatie valt onder een Creative Commons licentie. Zie hiervoor het colofon.