Definities van rendementen

De definitie van een rendement hangt samen met de keuze van de systeemgrenzen. Bij het rendement van een elektriciteitscentrale is het bijvoorbeeld van belang te weten of het interne elektriciteitsverbruik van de centrale wel of niet in mindering is gebracht op de geproduceerde hoeveelheid elektriciteit. En wordt bij een huishoudelijke HR-ketel gerekend met de verbrandingswaarde of de stookwaarde van het aardgas? In het laatste geval kan het rendement hoger uitkomen dan 100% ...

Rendementen zijn afhankelijk van de absolute waarden van de stromen. Stel je hebt een proces waarbij de hoeveelheid energie in de productstroom 1 MW minder is dan de toegevoerde hoeveelheid energie aan het proces. Wanneer de toegevoerde hoeveelheid energie 100 MW is, komt het energierendement uit op (100-1)/100 = 99%. Maar wanneer de toegevoerde hoeveelheid energie slechts 5 MW is, bedraagt het energierendement (5‑1)/5 = 80%. Een aanzienlijk verschil in energierendement, terwijl het energiegebruik (het verschil tussen toegevoerde hoeveelheid energie en energie in de productstroom) onveranderd 1 MW is. Een alternatief voor het werken met rendementen is bijvoorbeeld energiegebruik per hoeveelheid product.

Er zijn verschillende manieren om rendementen te definiëren, bijvoorbeeld universele en functionele rendementen. Bij het vergelijken van prestaties van processen is het verder van belang dat de te vergelijken processen ook daadwerkelijk vergelijkbaar zijn. Stel dat er twee processen vergeleken worden waarbij in proces A verbranding plaatsvindt met lucht, terwijl daarvoor in proces B zuivere zuurstof gebruikt wordt. Voor een goede technologische vergelijking zou dan bij de bepaling van de prestatie van proces B een zuurstoffabriek meegenomen moeten worden in de berekening.

Uitgaande van een temperatuur van ca. 1100 °C van de verbrandingsgassen en ca. 15 °C voor het koelwater, is het Carnot-rendement van elektriciteitsproductie 79%. Het werkelijke rendement is vanzelfsprekend lager en is afhankelijk van het type elektriciteitscentrale.