Energierendement

Volgens de wet van behoud van energie moet voor elk systeem de energiebalans sluitend zijn. Voor een stationair systeem waarin geen accumulatie optreedt geldt:

$$ \ΣE_{in,i} = \ΣE_{\uit,j} $$
Het energierendement van het systeem is daarmee dus 100%! Hoe kan het dan dat er toch van energierendementen lager dan 100% gesproken wordt?

Dat kan alléén als de in- en uitgaande stromen een label gegeven wordt, bijvoorbeeld gewenst (energie)product, afvalwarmte, etc. Een grootschalige elektriciteitscentrale heeft bijvoorbeeld elektriciteit als gewenst, nuttig energieproduct. Het nuttig energierendement is dan:

$$ η = {\elektriciteitsproductie} / {φ_{\m,\brandstof} · LHV_{\brandstof} $$
Het is gebruikelijk om het over het energierendement te hebben, terwijl eigenlijk het nuttig energierendement bedoeld wordt. Verder worden bij energierendementsberekeningen de subschriften 'e' en 'th' gebruikt om aan te geven dat het om elektriciteit, respectievelijk warmte gaat. Zo wordt met η_e het elektrisch rendement en met η_th het thermisch rendement bedoeld. Ook gaat het bij de eenheden MW_e en MW_th om het elektrisch resp. thermisch vermogen. De eenheid MW_th wordt niet alleen voor het thermisch (ingangs)vermogen gebruikt, maar ook voor het nominaal thermisch (uitgangs)vermogen: de hoeveelheid warmte die de installatie levert per tijdseenheid. Het is hier dus goed opletten welke van de twee bedoeld wordt.

Bij een centrale verwarmingsinstallatie is het nuttig energieproduct de hoeveelheid warmte afgegeven door de radiatoren. De energietoevoer van een CV-systeem bestaat uit de brandstof (in Nederland meestal aardgas van Groningen-kwaliteit). Het (nuttig) energierendement is dus:

$$ η = {Q_{\radiatoren}} / {φ_{\m,\aardgas} · LHV_{\aardgas}} $$
In veel gevallen kunnen de gegevens nodig om deze rendementen daadwerkelijk te berekenen afgeleid worden uit de gegevens die bekend zijn over het systeem. Daarbij kunnen massa- en energiebalansen gebruikt worden om ontbrekende gegevens te berekenen, zoals bij de berekening van het energierendement van een warmtekrachtcentrale.