كيلوواط ساعة

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

الكيلوواط ساعة ( رمز الوحدة : kW⋅h أو kW  h ؛ وتُكتب عادةً kWh ) هي وحدة طاقة غير تابعة للنظام الدولي للوحدات، وتساوي 3.6 ميغا جول (MJ) في النظام الدولي للوحدات، وهي الطاقة التي يوفرها كيلوواط واحد من الطاقة لمدة ساعة واحدة . تُعد الكيلوواط ساعة وحدة فوترة شائعة للطاقة الكهربائية التي توفرها شركات الكهرباء . تُستخدم البادئات المترية لمضاعفات وأجزاء الوحدة الأساسية، وهي الواط ساعة (3.6 كيلو جول).

تعريف

الكيلوواط ساعة وحدة طاقة مركبة تساوي كيلوواط واحد (kW) مضروبًا في (أي، لمدة) ساعة واحدة. وحدة الطاقة في النظام الدولي للوحدات (SI) هي الجول (رمزه J). ولأن الواط ، بحسب التعريف، يساوي جولًا واحدًا في الثانية ، ولأن الساعة تحتوي على 3600 ثانية ، فإن كيلوواط ساعة واحد يساوي 3600 كيلوجول أو 3.6 ميغا جول. [ 1 ] [ 2 ]  

تمثيلات الوحدات

يُستخدم الرمز kWh على نطاق واسع للتعبير عن الكيلوواط ساعة ، وهو مُشتق من الرمزين kW (للكيلوواط) و h (للساعة). تُستخدم هذه الوحدة (ورمزها) بشكل شائع في فواتير الطاقة المُقدمة للمستهلكين من قِبل شركات الكهرباء ، وفي المنشورات التجارية والتعليمية والعلمية، وفي وسائل الإعلام. [ 3 ] [ 4 ] كما أنها الوحدة المُعتادة في هندسة الطاقة الكهربائية. [ 5 ] مع ذلك، لا يتوافق هذا التمثيل الشائع مع دليل أسلوب النظام الدولي للوحدات (SI). [ 6 ]

قد تُصادف تمثيلات أخرى للوحدة:

  • يُستخدم كل من kW⋅h و kW  h بشكل أقل شيوعًا، ولكنهما يتوافقان مع النظام الدولي للوحدات (SI). تنص نشرة النظام الدولي للوحدات [ 6 ] على أنه عند تكوين رمز وحدة مركبة، "يجب الإشارة إلى عملية الضرب بمسافة أو نقطة (⋅) نصف الارتفاع (في المنتصف )، وإلا فقد تُفسَّر بعض البادئات خطأً على أنها رمز وحدة". يدعم هذا معيار [ 7 ] صادر بشكل مشترك عن منظمة دولية ( IEEE ) ومنظمة وطنية ( ASTM )، ودليل أسلوب رئيسي. [ 8 ] ومع ذلك، يسمح معيار IEEE/ASTM باستخدام kWh (ولكنه لا يذكر مضاعفات أخرى للواط-ساعة). يوصي أحد الأدلة الصادرة عن المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) تحديدًا بعدم استخدام kWh "لتجنب أي لبس محتمل". [ 9 ]
  • في عام 2014، استخدم ملصق نافذة الاقتصاد في استهلاك الوقود الرسمي في الولايات المتحدة للسيارات الكهربائية الاختصار kW-hrs . [ 10 ]
  • تُصادف أحيانًا اختلافات في استخدام الأحرف الكبيرة: KWh ، KWH ، kwh ، إلخ، وهي اختلافات غير متسقة مع النظام الدولي للوحدات.
  • إن استخدام الرمز kW/h للإشارة إلى الكيلوواط ساعة غير صحيح، لأنه يشير إلى كيلوواط في الساعة.

الساعة هي وحدة زمنية مدرجة ضمن الوحدات غير التابعة للنظام الدولي للوحدات التي يقبلها المكتب الدولي للأوزان والمقاييس للاستخدام مع النظام الدولي للوحدات. [ 6 ]

تستهلك السخانة الكهربائية التي تستهلك 1000 واط (1 كيلوواط) وتعمل لمدة ساعة واحدة كيلوواط ساعة واحدة من الطاقة، وكذلك جهاز التلفزيون الذي يستهلك 100 واط ويعمل بشكل مستمر لمدة 10 ساعات أو جهاز كهربائي بقوة 40 واط يعمل بشكل مستمر لمدة 25 ساعة.

مبيعات الكهرباء

تُباع الطاقة الكهربائية عادةً للمستهلكين بالكيلوواط/ساعة. تُحسب تكلفة تشغيل جهاز كهربائي بمعدل استهلاك ثابت للطاقة بضرب استهلاك الجهاز للطاقة بالكيلوواط في مدة التشغيل بالساعات، ثم في سعر الكيلوواط/ساعة ( يلزم إجراء تكامل عددي عندما لا يكون استهلاك الطاقة ثابتًا خلال الفترة الزمنية). قد يعتمد سعر وحدة الكهرباء الذي تفرضه شركات الكهرباء على نمط استهلاك العميل بمرور الوقت. وتختلف الأسعار اختلافًا كبيرًا باختلاف المناطق. ففي الولايات المتحدة، قد تختلف الأسعار بين الولايات المختلفة بمقدار ثلاثة أضعاف. [ 11 ]

بينما تُحاسب الأحمال الصغيرة عادةً على الطاقة وخدمات النقل والسعة المقدرة فقط، يدفع المستهلكون الكبار أيضًا مقابل ذروة استهلاك الطاقة، وهي أعلى طاقة مسجلة خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا، مثل 15 دقيقة. يُعوّض هذا شركة الكهرباء عن صيانة البنية التحتية اللازمة لتوفير الطاقة في أوقات الذروة. تُضاف هذه الرسوم حسب تغيرات الطلب. [ 12 ] قد يتحمل المستخدمون الصناعيون أيضًا رسومًا إضافية وفقًا لمعامل قدرة أحمالهم.

يُعبّر عن إنتاج أو استهلاك الطاقة الرئيسي عادةً بوحدة تيراواط ساعة (TWh) لفترة زمنية محددة، غالباً ما تكون سنة ميلادية أو مالية . السنة التي تتكون من 365 يوماً تساوي 8760 ساعة، لذا فإنّ 1 جيجاواط من الطاقة المستمرة لمدة عام يُعادل 8.76 تيراواط ساعة. وبالمقابل، يُعادل 1 تيراواط ساعة طاقة مستمرة تبلغ حوالي 114 ميجاواط لمدة عام.

أمثلة

في عام 2020، استهلكت الأسرة المتوسطة في الولايات المتحدة 893  كيلوواط ساعة شهريًا، [ 13 ] وهو ما يعادل متوسط ​​استهلاك الطاقة المستمر لكل أسرة يبلغ 1.22  كيلوواط.

إن رفع درجة حرارة لتر واحد من الماء من درجة حرارة الغرفة إلى درجة الغليان باستخدام غلاية كهربائية يستغرق حوالي 0.1  كيلوواط ساعة.

يستهلك مصباح LED بقوة 12 واط مضاء باستمرار حوالي 0.3  كيلوواط ساعة لكل 24 ساعة وحوالي 9  كيلوواط ساعة شهريًا.

من حيث القدرة البشرية ، يقوم عامل يدوي بالغ يتمتع بصحة جيدة بعمل يعادل حوالي نصف كيلوواط ساعة على مدار يوم عمل مدته ثماني ساعات. [ 14 ]

التحويلات

لتحويل كمية مقاسة بوحدة في العمود الأيسر إلى الوحدات في الصف العلوي، اضرب في العامل الموجود في الخلية التي يتقاطع فيها الصف والعمود.

جولواط ساعةكيلوواط ساعةإلكترون فولتسعرات حرارية
1 جول = 1  كجم⋅م² ⋅ث −2 =12.77778 × 10 −42.77778 × 10 −76.241 × 10 180.239
1  واط ساعة =3.6 × 10 310.0012.247 × 10 22859.8
1  كيلوواط ساعة =3.6 × 10 6100012.247 × 10 258.598 × 10 5
1  إلكترون فولت =1.602 × 10 −194.45 × 10 −234.45 × 10 −2613.827 × 10 −20
1  سعر حراري =4.1841.162 × 10 −31.162 × 10 −62.612 × 10 191

مضاعفات الواط ساعة

مضاعفات النظام الدولي للواط ساعة (واط ساعة)
قيمةرمزاسم
10-6ميكروواط ساعةميكروواط ساعة
10-3ملي واط ساعةميلي واط ساعة
100W⋅hواط ساعة
103كيلوواط ساعةكيلوواط ساعة
106ميغاواط ساعةميغاواط ساعة
109GW⋅hجيجاوات ساعة
1012TW⋅hتيراواط ساعة
1015PW⋅hبيتاواط ساعة

تُستخدم بادئات النظام الدولي للوحدات (SI)  عادةً مع وحدة الواط-ساعة: الكيلوواط-ساعة (kWh) يساوي 1000 واط-ساعة، والميغاواط-ساعة (MWh) يساوي مليون واط-ساعة، وهكذا. يستخدم مزودو الطاقة الكهربائية الكيلوواط-ساعة بشكل شائع لأغراض الفوترة، نظرًا لأن الاستهلاك الشهري للطاقة لدى المستهلك المنزلي النموذجي يتراوح بين بضع مئات إلى بضعة آلاف من الكيلوواط-ساعة. أما الميغاواط-ساعة (MWh) والجيجاواط-ساعة (GWh) والتيراواط-ساعة (TWh) فتُستخدم غالبًا لقياس كميات أكبر من الطاقة الكهربائية للمستهلكين الصناعيين وفي توليد الطاقة. وتُعد وحدات التيراواط-ساعة والبيتاواط-ساعة (PWh) كبيرة بما يكفي للتعبير بسهولة عن الإنتاج السنوي للكهرباء في دول بأكملها واستهلاك الطاقة العالمي .

الفرق بين كيلوواط ساعة (الطاقة) وكيلوواط (القدرة)

الكيلوواط وحدة قياس القدرة (معدل تدفق الطاقة لكل وحدة زمنية). الكيلوواط ساعة وحدة قياس الطاقة. ويُعبّر الكيلوواط في الساعة عن معدل تغير تدفق القدرة مع الزمن.

الشغل هو كمية الطاقة المنقولة إلى نظام ما؛ أما القدرة فهي معدل توصيل الطاقة. تُقاس الطاقة بالجول ، أو واط-ثانية . بينما تُقاس القدرة بالواط ، أو جول لكل ثانية .

على سبيل المثال، تخزن البطارية الطاقة. وعندما تُفرغ البطارية طاقتها، فإنها تفعل ذلك بقدرة معينة، أي بمعدل تفريغ الطاقة. وكلما زادت القدرة، زادت سرعة تفريغ الطاقة المخزنة في البطارية. وبالتالي، فإن زيادة القدرة الناتجة ستؤدي إلى استنزاف الطاقة المخزنة في البطارية خلال فترة زمنية أقصر.

الطاقة السنوية

يُبلَّغ أحيانًا عن إنتاج واستهلاك الطاقة الكهربائية سنويًا، بوحدات مثل ميغاواط ساعة في السنة (MWh/yr) أو غيغاواط ساعة في السنة (GWh/yr) أو تيراواط ساعة في السنة (TWh/yr). تُقاس هذه الوحدات بوحدة الطاقة مقسومة على الزمن، وبالتالي فهي وحدات قدرة. ويمكن تحويلها إلى وحدات قدرة النظام الدولي للوحدات (SI) بالقسمة على عدد ساعات السنة، وهو ما يُقارب 1000 ساعة.8760  ساعة/سنة .

وبالتالي، 1 جيجاوات ساعة/سنة = 1 جيجاوات ساعة/8760 ساعة ≈114.12  كيلوواط .

سوء استخدام الواط في الساعة

تُشير العديد من الوحدات المركبة لمختلف أنواع المعدلات صراحةً إلى وحدات الزمن للدلالة على التغير مع مرور الوقت. على سبيل المثال: الأميال في الساعة، الكيلومترات في الساعة، الدولارات في الساعة. أما وحدات القدرة، مثل الكيلوواط، فتقيس معدل الطاقة لكل وحدة زمنية (كيلوواط = كيلو جول / ثانية ). الكيلوواط ساعة هي نتاج القدرة والزمن، وليست معدل تغير القدرة مع الزمن.

الواط لكل ساعة (واط/ساعة) هي وحدة لقياس تغير القدرة في الساعة، أي تسارع توصيل الطاقة. تُستخدم لقياس التغير اليومي في الطلب (مثل ميل منحنى الطلب ) ، أو سلوك زيادة إنتاج محطات الطاقة . على سبيل المثال، محطة طاقة تصل إلى إنتاج طاقة قدره1  ميغاواط من تبلغ سرعة زيادة القدرة من 0 ميغاواط خلال 15 دقيقة 0 ميغاواط.4  ميغاواط/ساعة .

من المرجح أن تكون الاستخدامات الأخرى لمصطلحات مثل "واط في الساعة" أخطاءً. [ 15 ] [ 16 ]

تُستخدم العديد من الوحدات الأخرى المتعلقة بالكيلوواط ساعة بشكل شائع للإشارة إلى الطاقة أو سعة الطاقة أو استخدامها في مجالات تطبيق محددة.

يمكن التعبير عن متوسط ​​إنتاج أو استهلاك الطاقة السنوي بالكيلوواط/ساعة. يُستخدم هذا المقياس مع الأحمال أو المخرجات التي تتغير خلال العام، ولكن إجماليها السنوي متقارب من عام لآخر. على سبيل المثال، يُفيد في مقارنة كفاءة الطاقة للأجهزة المنزلية التي يتغير استهلاكها للطاقة بتغير الوقت أو الفصل. كما يُستخدم لقياس الطاقة المنتجة من مصدر طاقة موزع. الكيلوواط/ساعة الواحد سنويًا يُعادل حوالي 114.08 ميلي واط عند استخدامه باستمرار لمدة عام.

يُعبّر عادةً عن محتوى الطاقة في البطارية بشكل غير مباشر بسعتها بالأمبير-ساعة ؛ ولتحويل الأمبير-ساعة (Ah) إلى واط-ساعة (Wh)، يجب ضرب قيمة الأمبير-ساعة بجهد مصدر الطاقة. هذه القيمة تقريبية، لأن جهد البطارية ليس ثابتًا أثناء تفريغها، ولأن معدلات التفريغ العالية تُقلل من إجمالي الطاقة التي يُمكن للبطارية توفيرها. في حالة الأجهزة التي تُخرج جهدًا مختلفًا عن جهد البطارية، يجب استخدام جهد البطارية (عادةً 3.7  فولت لبطاريات الليثيوم أيون ) للحساب بدلًا من جهد خرج الجهاز (على سبيل المثال، عادةً 5.0  فولت لشواحن USB المحمولة). ينتج عن ذلك أن  جهاز USB بقدرة 500 مللي أمبير سيعمل لمدة 3.7 ساعات تقريبًا ببطارية سعتها 2500  مللي أمبير/ساعة، وليس خمس ساعات.

وحدة مجلس التجارة (BTU) [ 17 ] هي مرادف بريطاني قديم لوحدة الكيلوواط/ساعة. يُشتق المصطلح من اسم مجلس التجارة الذي كان يُنظم قطاع الكهرباء حتى عام 1942 عندما تولت وزارة الطاقة زمام الأمور. [ 18 ] وهي تختلف عن الوحدة الحرارية البريطانية (BTU) التي تساوي 1055 جول.

في الهند، يُطلق على الكيلوواط ساعة غالبًا اسم وحدة الطاقة. مليون وحدة، ويُرمز لها بـ MU ، تُعادل جيجاواط ساعة، ومليار وحدة ( BU ) تُعادل تيراواط ساعة. [ 19 ] [ 20 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ تومسون، أمبلر وتايلور، باري ن. (2008). دليل استخدام النظام الدولي للوحدات (SI). مؤرشف في 3 يونيو 2016 على موقع Wayback Machine (منشور خاص 811). غايثرسبيرغ، ماريلاند: المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا. 12.
  2. ↑ «تُستخدم النقاط أو المسافات نصف الارتفاع للتعبير عن وحدة مشتقة مُكوَّنة من وحدتين أو أكثر عن طريق الضرب.»، باري ن. تايلور. (طبعة 2001). النظام الدولي للوحدات. مؤرشف في 3 يونيو 2016 في Wayback Machine (منشور خاص 330). غايثرسبيرغ، ماريلاند: المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا. 20.
  3. ↑ موسوعة IEC Electropedia، المدخل 131-11-58، مؤرشف بتاريخ 14 مارس 2016 في Wayback Machine
  4. ↑ انظر على سبيل المثال: دليل مرجعي لطاقة الرياح، الجزء 2: تعريفات الطاقة والقدرة، مؤرشف في 26 نوفمبر 2007 في أرشيف الإنترنت ، الجمعية الدنماركية لطاقة الرياح، تم الاطلاع عليه في 9 يناير 2008؛ "كيلوواط ساعة (kWh)" ، مؤرشف في 2 مارس 2016 في أرشيف الإنترنت، BusinessDictionary.com، تم الاطلاع عليه في 9 يناير 2008؛ "صناعة الطاقة النووية في الولايات المتحدة" ، مؤرشف في 26 نوفمبر 2007 في أرشيف الإنترنت، www.world-nuclear.org، تم الاطلاع عليه في 9 يناير 2008؛ "الطاقة: دليل للمبتدئين: فهم الوحدات"، مؤرشف في 26 نوفمبر 2007 في أرشيف الإنترنت، Renew On Line (المملكة المتحدة) ، الجامعة المفتوحة ، تم الاطلاع عليه في 9 يناير 2008.
  5. ↑ ASTM SI10-10، IEEE/ASTM SI 10 المعيار الوطني الأمريكي للممارسة المترية، ASTM International، ويست كونشوهوكن، بنسلفانيا، 2010، [www.astm.org] "عادةً ما تُكتب رموز بعض الوحدات المركبة في هندسة الطاقة الكهربائية بدون فصل، على النحو التالي: واط ساعة (Wh)، كيلو واط ساعة (kWh)، فولت أمبير (VA)، وكيلو فولت أمبير (kVA)"
  6. 1 2 3 "النظام الدولي للوحدات (SI)" (ملف PDF) . المكتب الدولي للأوزان والمقاييس (BIPM). 2019. ص  147. تاريخ الاطلاع: 7 أبريل 2020 .
  7. ↑ معيار استخدام النظام الدولي للوحدات (SI): النظام المتري الحديث. (1997). (IEEE/ASTM SI 10-1997). نيويورك وويست كونشوهوكن، بنسلفانيا: معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات وجمعية اختبار المواد الأمريكية (ASTM ). 15.
  8. ↑ "10.57: الوحدات المشتقة من وحدات النظام الدولي للوحدات الأساسية". دليل شيكاغو للأسلوب (الطبعة 17 ). شيكاغو: مطبعة جامعة شيكاغو. 2017. تم الاطلاع عليه في 1 أبريل 2020 . 
  9. ↑ "دليل استخدام النظام الدولي للوحدات (SI)" (ملف PDF) . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . 2008. تاريخ الاطلاع: 6 أبريل 2020. يشير المرجع [4: ISO 31-0] إلى أنه في حال استخدام مسافة للدلالة على وحدات ناتجة عن الضرب، يمكن حذف هذه المسافة إذا لم تُسبب لبسًا. وينعكس هذا الاحتمال في الممارسة الشائعة لاستخدام الرمز kWh بدلًا من kW⋅h أو kW h للدلالة على الكيلوواط ساعة. ومع ذلك، ينص هذا الدليل على ضرورة استخدام نقطة نصفية أو مسافة دائمًا لتجنب أي لبس محتمل. 
  10. ↑ "المركبات الكهربائية: تعرف على المزيد حول الملصق الجديد" . fueleconomy.gov . وزارة الطاقة الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 أغسطس 2014 .
  11. ↑ متوسط ​​سعر الكهرباء للمستهلكين النهائيين حسب قطاع الاستخدام النهائي ، إدارة معلومات الطاقة الأمريكية، أبريل 2018
  12. ↑ "فهم الطلب على الكهرباء" مؤرشف في 6 يونيو 2016 على موقع Wayback Machine ، الشبكة الوطنية
  13. ↑ "كم يستهلك المنزل الأمريكي من الكهرباء؟" . إدارة معلومات الطاقة الأمريكية. 7 أكتوبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 يونيو 2022 .
  14. ↑ يوجين أ. أفالون وآخرون (محررون)، دليل ماركس القياسي للمهندسين الميكانيكيين، الطبعة الحادية عشرة ، ماكجرو هيل، نيويورك 2007، رقم ISBN 0-07-142867-4الصفحة 9-4
  15. ↑ ووفندن، إيان (5 أكتوبر 2009). طاقة الرياح للمبتدئين . جون وايلي وأولاده. ص 48. ISBN  978-0-470-49637-4كثيراً ما أسمع الناس يقولون شيئاً مثل ... "واط في الساعة"...
  16. ↑ الطاقة المنزلية . شركة إلكترون كونكشن. 2007. واط في الساعة. هذه العبارة غير المنطقية تتصدر قائمة المصطلحات الكهربائية التي تزعجني بشدة.
  17. ↑ إي إم كيركباتريك، محرر. (1983). قاموس تشامبرز للقرن العشرين ( طبعة جديدة). إدنبرة: تشامبرز. ص 137. ISBN   0550102345.
  18. ↑ "مجلس التجارة 1621-1970" . وزارة الأعمال والابتكار والمهارات . مؤرشف من الأصل في 4 مارس 2010.
  19. ↑ "تعرّف على الكهرباء" . صحيفة فاينانشال إكسبريس . 20 ديسمبر 2004. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 نوفمبر 2009 .{{cite news}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  20. ↑ «وحدات شركة بهارات للصناعات الثقيلة (BHEL) تُولّد طاقة قياسية» . صحيفة ذا هندو . وكالة برس ترست أوف إنديا . 24 يوليو 2008. مؤرشف من الأصل في 7 نوفمبر 2012. تم الاطلاع عليه في 29 نوفمبر 2009 .