ऊर्जा रूपांतरण दक्षता

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उपयोगी निर्गम ऊर्जा हमेशा निविष्टि ऊर्जा से कम होती है।
बिजली संयंत्रों की दक्षता, विश्व कुल, 2008

ऊर्जा के संदर्भ मेंऊर्जा रूपांतरण दक्षता (η) एक ऊर्जा रूपांतरण मशीन के उपयोगी निर्गम और निविष्टि के बीच का अनुपात है। रासायनिक, विद्युत शक्ति, यांत्रिक कार्य, प्रकाश (विकिरण) या गर्मी निविष्टि के साथ ही उपयोगी निर्गम हो सकता है। परिणामी मान, η (ईटीए), 0 और 1 के बीच होता है।[1][2][3]

सिंहावलोकन

ऊर्जा रूपांतरण दक्षता निर्गम की उपयोगिता पर निर्भर करती है। किसी ईंधन के जलने से उत्पन्न ऊष्मा का पूरा या कुछ हिस्सा अस्वीकृत अपशिष्ट ऊष्मा बन सकता है, उदाहरण के लिए, काम एक ऊष्मागतिक चक्र से वांछित निर्गम है। ऊर्जा रूपांतरण का एक उदाहरण ऊर्जा परिवर्तक है। उदाहरण के लिए, एक प्रकाश बल्ब ऊर्जा परिवर्तक की श्रेणी में आता है।

भले ही परिभाषा में उपयोगिता की धारणा शामिल है, दक्षता को तकनीकी या भौतिक शब्द माना जाता है। प्रभाव शीलता और प्रभावकारिता लक्ष्य या मिशन उन्मुख निबंधन में शामिल है।

आम तौर पर, ऊर्जा रूपांतरण दक्षता 0 और 1.0 या 0% से 100% के बीच आयाम रहित संख्या होती है। दक्षता 100% से अधिक नहीं हो सकती है, उदाहरण के लिए, एक शाश्वत गति मशीन के लिए होती है। हालांकि, अन्य प्रभावशीलता उपाय जो 1.0 से अधिक हो सकते हैं, ताप पंपों और अन्य उपकरणों के लिए उपयोग किए जाते हैं जो गर्मी को परिवर्तित करने के बजाय स्थानांतरित करते हैं।

ताप इंजन और बिजली स्टेशनों की दक्षता के बारे में बात करते समय अधिवेशन को कहा जाना चाहिए, यानी एचएचवी (उर्फ सकल ताप मान, आदि) या एलसीवी (उर्फ शुद्ध ताप मान), और क्या सकल निर्गम (जनरेटर टर्मिनलों पर) या शुद्ध निर्गम (पावर स्टेशन बाड़ पर) पर विचार किया जा रहा है। दोनों अलग हैं लेकिन दोनों को बताया जाना चाहिए। ऐसा करने में विफलता अंतहीन भ्रम पैदा करती है।

संबंधित, अधिक विशिष्ट शब्दों में शामिल हैं

  • विद्युत दक्षता, उपभोग की गई विद्युत शक्ति के प्रति उपयोगी बिजली निर्गम हैं,
  • यांत्रिक दक्षता, जहां यांत्रिक ऊर्जा का एक रूप (जैसे पानी की संभावित ऊर्जा) यांत्रिक ऊर्जा (कार्य) में परिवर्तित हो जाती है,
  • ऊष्मीय दक्षता या ईंधन दक्षता, उपयोगी गर्मी और/या कार्य (ऊष्मप्रवैगिकी) प्रति निविष्टि ऊर्जा जैसे ईंधन की खपत का कार्य निर्गम हैं,
  • 'कुल दक्षता', उदाहरण के लिए, सह-निर्गम के लिए, उपयोगी विद्युत शक्ति और उपभोग की गई ईंधन ऊर्जा के प्रति ऊष्मा निर्गम हैं। ऊष्मीय दक्षता के समान हैं।
  • उद्दीप्त दक्षता, उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय विकिरण का वह भाग मानव दृष्टि के लिए प्रयोग करने योग्य है।

रासायनिक रूपांतरण दक्षता

एक विशेष तापमान पर परिभाषित रासायनिक परिवर्तन की गिब्स ऊर्जा का परिवर्तन उस परिवर्तन को करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की न्यूनतम सैद्धांतिक मात्रा है (यदि अभिकारकों और उत्पादों के बीच गिब्स ऊर्जा में परिवर्तन सकारात्मक है) या अधिकतम सैद्धांतिक ऊर्जा जो प्राप्त की जा सकती है उस परिवर्तन से (यदि अभिकारकों और उत्पादों के बीच गिब्स ऊर्जा में परिवर्तन ऋणात्मक है)। रासायनिक परिवर्तन से जुड़ी प्रक्रिया की ऊर्जा दक्षता इन सैद्धांतिक न्यूनतम या उच्चिष्ठ के सापेक्ष व्यक्त की जा सकती है। थैलेपी के परिवर्तन और एक विशेष तापमान पर रासायनिक परिवर्तन की गिब्स ऊर्जा के परिवर्तन के बीच का अंतर आवश्यक गर्मी निविष्टि या गर्मी हटाने को इंगित करता है। (शीतलन) उस तापमान को बनाए रखने के लिए आवश्यक है।[4]

ईंधन सेल को विद्युत् अपघटन का उल्टा माना जा सकता है। उदाहरण के लिए, 25 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर चलने वाला आदर्श ईंधन सेल जिसमें निविष्टि के रूप में गैसीय हाइड्रोजन और गैसीय ऑक्सीजन और निर्गम के रूप में तरल पानी 237.129किलोजूल (0.06587 किलोवाट-घंटे) प्रति ग्राम मोल (18.0154) की सैद्धांतिक अधिकतम मात्रा में विद्युत ऊर्जा का निर्गम कर सकता है। ग्राम) पानी का निर्गम होता है और उस तापमान को बनाए रखने के लिए सेल से निकाले जाने के लिए 48.701किलोजूल (0.01353 किलोवाट-घंटे) प्रति ग्राम पानी की आवश्यकता होती है, जो ताप ऊर्जा से उत्पन्न होता है।[5]

निविष्टि के रूप में तरल पानी और उत्पादों के रूप में गैसीय हाइड्रोजन और गैसीय ऑक्सीजन वाले 25 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर चलने वाली आदर्श विद्युत् अपघटन इकाई को 237.129किलोजूल (0.06587 किलोवाट-घंटे) प्रति ग्राम मोल (18.0154 ग्राम) की विद्युत ऊर्जा के सैद्धांतिक न्यूनतम निविष्टि की आवश्यकता होगी। पानी की खपत और उस तापमान को बनाए रखने के लिए इकाई में जोड़ने के लिए 48.701किलोजूल (0.01353 किलोवाट-घंटे) प्रति ग्राम मोल पानी की आवश्यकता होगी जो ताप ऊर्जा की खपत करता है।[5]यह 1.24वोल्ट के सेल वोल्टेज पर काम करेगा।

किसी भी अतिरिक्त ऊष्मा ऊर्जा के निविष्टि के बिना 25 डिग्री सेल्सियस के निरंतर तापमान पर चलने वाली जल विद्युत् अपघटन इकाई के लिए, विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति प्रतिक्रिया की ऊष्मा (गर्मी) या 285.830 किलोजूल (0.07940 किलोवाट-घंटे) प्रति ग्राम मोल पानी की खपत के बराबर दर पर की जानी चाहिए।[5]यह 1.48 वोल्ट के सेल वोल्टेज पर काम करेगा। इस सेल का विद्युत ऊर्जा निविष्टि सैद्धांतिक न्यूनतम से 1.20 गुना अधिक है, इसलिए आदर्श सेल की तुलना में ऊर्जा दक्षता 0.83 है।

उच्च वोल्टेज के साथ काम करने वाली जल विद्युत् अपघटन इकाई जो 1.48 वोल्ट और 25 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर स्थिर तापमान बनाए रखने के लिए ऊष्मा ऊर्जा को हटाना होगा और ऊर्जा दक्षता 0.83 से कम होगी।

प्रतिक्रिया की गिब्स ऊर्जा और प्रतिक्रिया की तापीय धारिता (गर्मी) के बीच महत्वपूर्ण अंतर के लिए तरल पानी और गैसीय हाइड्रोजन और गैसीय ऑक्सीजन के बीच बड़ा परिक्षय अंतर है।

ईंधन ताप मान और दक्षता

यूरोप में ईंधन की उपयोग योग्य ऊर्जा सामग्री की गणना आमतौर पर उस ईंधन के निम्न ताप मान (एलएचवी) का उपयोग करके की जाती है, जिसकी परिभाषा यह मानती है कि ईंधन दहन(ऑक्सीकरण) के दौरान उत्पन्न जल वाष्प गैसीय रहता है, और तरल पानी के लिए संघनन नहीं होता है। इसलिए उस पानी के वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा उपयोग करने योग्य नहीं होती है। एलएचवी का उपयोग करके, संघनक बॉयलर 100% से अधिक की ताप दक्षता प्राप्त कर सकता है (यह तब तक ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम का उल्लंघन नहीं करता है जब तक एलएचवी अधिवेशन को समझा जाता है, लेकिन भ्रम पैदा करता है)। ऐसा इसलिए है क्योंकि उपकरण वाष्पीकरण की गर्मी का हिस्सा पुनर्प्राप्त करता है, जो कि ईंधन के कम ताप मान की परिभाषा में शामिल नहीं है। अमेरिका और अन्य जगहों में, उच्च ताप मान (एचएचवी का उपयोग किया जाता है, जिसमें जल वाष्प को संघनित करने के लिए गुप्त ऊष्मा शामिल होती है, और इस प्रकार ऊष्मागतिक अधिकतम 100% दक्षता को पार नहीं किया जा सकता है।

वॉल-प्लग दक्षता, उद्दीप्त दक्षता, और प्रभावकारिता

फ्लैशट्यूब में उपयोग किए जाने पर चार अलग-अलग गैसों का पूर्ण विकिरण। क्सीनन अब तक गैसों में सबसे कुशल है, हालांकि क्रिप्टन प्रकाश की एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर अधिक प्रभावी है।
विभिन्न तरंग दैर्ध्य के लिए मानव आँख की संवेदनशीलता। मान लें कि प्रत्येक तरंग दैर्ध्य 1 वाट की उज्ज्वल ऊर्जा के बराबर है, केवल केंद्र तरंग दैर्ध्य को 685 कैन्डेला (उद्दीप्त ऊर्जा का 1 वाट) के रूप में माना जाता है, जो 685 लुमेन के बराबर है। लंबवत रंगीन-रेखाएं 589 (पीली) सोडियम रेखा, और लोकप्रिय 532 एनएम (हरा), 671 एनएम (लाल), 473 एनएम (नीला) और 405 एनएम (बैंगनी) लेजर पॉइंटर्स का प्रतिनिधित्व करती हैं।
दीवार प्लग और एक फ्लोरोसेंट लैंप के प्रकाश निर्गम के बीच ऊर्जा हानि के कई चरणों को दर्शाने वाला सैंकी आरेख। स्टोक्स की पारी से सबसे ज्यादा नुकसान हुआ है।

प्रकाश व्यवस्था और लेसर जैसे ऑप्टिकल सिस्टम में, ऊर्जा रूपांतरण दक्षता को अक्सर वॉल-प्लग दक्षता कहा जाता है। दीवार-प्लग दक्षता, वाट में कुल निविष्टि विद्युत ऊर्जा प्रति वाट (जूल प्रति सेकंड) में निर्गम विकिरण -ऊर्जा का माप है। निर्गम ऊर्जा को आमतौर पर पूर्ण पैमाने पर विकिरण के रूप में मापा जाता है और वॉल-प्लग दक्षता को कुल निविष्टि ऊर्जा के प्रतिशत के रूप में दिया जाता है, जिसमें व्युत्क्रम प्रतिशत नुकसान का प्रतिनिधित्व करता है।

दीवार-प्लग दक्षता उद्दीप्त दक्षता से भिन्न होती है जिसमें दीवार-प्लग दक्षता ऊर्जा के प्रत्यक्ष निर्गम/निविष्टि रूपांतरण (कार्य की मात्रा (भौतिकी) जो प्रदर्शन की जा सकती है) का वर्णन करती है जबकि उद्दीप्त दक्षता मानव आंखों की अलग-अलग संवेदनशीलता को ध्यान में रखती है विभिन्न तरंग दैर्ध्य (यह कितनी अच्छी तरह अंतरिक्ष को रोशन कर सकता है)। वाट का उपयोग करने के बजाय, मानव धारणा के आनुपातिक तरंग दैर्ध्य उत्पन्न करने के लिए प्रकाश स्रोत की शक्ति को लुमेन (इकाई) में मापा जाता है। मानव आंख 555 नैनोमीटर (हरे-पीले) के तरंग दैर्ध्य के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील है, लेकिन गॉसियन प्रोफ़ाइल पावर-वक्र के बाद और स्पेक्ट्रम के लाल और बैंगनी सिरों पर शून्य संवेदनशीलता तक गिरने के बाद संवेदनशीलता नाटकीय रूप से इस तरंग दैर्ध्य के दोनों तरफ कम हो जाती है। इसके कारण आंख आमतौर पर किसी विशेष प्रकाश-स्रोत द्वारा उत्सर्जित सभी तरंग दैर्ध्य को नहीं देख पाती है, न ही यह दृश्य स्पेक्ट्रम के भीतर सभी तरंग दैर्ध्य को समान रूप से देख पाती है। उदाहरण के लिए, पीले और हरे रंग, सफेद होने के रूप में आंख की धारणा का 50% से अधिक हिस्सा बनाते हैं, भले ही उज्ज्वल ऊर्जा के संदर्भ में सफेद-प्रकाश सभी रंगों के समान भागों से बना हो (यानी: 5 mW हरा लेज़र चमकीला दिखाई देता है 5 mW लाल लेज़र की तुलना में, फिर भी लाल लेज़र एक सफ़ेद पृष्ठभूमि में बेहतर दिखाई देता है)। इसलिए, एक प्रकाश स्रोत की उज्ज्वल तीव्रता इसकी उद्दीप्त तीव्रता से बहुत अधिक हो सकती है, जिसका अर्थ है कि स्रोत आंख की तुलना में अधिक ऊर्जा का उत्सर्जन करता है। इसी तरह, लैंप की वॉल-प्लग दक्षता आमतौर पर इसकी उद्दीप्त दक्षता से अधिक होती है। मानव आंख की संवेदनशीलता के अनुपात में विद्युत ऊर्जा को दृश्यमान प्रकाश की तरंग दैर्ध्य में परिवर्तित करने के लिए एक प्रकाश स्रोत की प्रभावशीलता को उद्दीप्त प्रभावकारिता के रूप में संदर्भित किया जाता है, जिसे विद्युत निविष्टि के लुमेन प्रति वाट (एलएम/डब्ल्यू) की इकाइयों में मापा जाता है। -ऊर्जा।

प्रभावकारिता (प्रभावशीलता) के विपरीत, जो माप की एक इकाई है, दक्षता एक इकाई रहित संख्या है जिसे प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है, केवल यह आवश्यक है कि निविष्टि और निर्गम इकाइयाँ एक ही प्रकार की हों। एक प्रकाश स्रोत की उद्दीप्त दक्षता इस प्रकार एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर सैद्धांतिक अधिकतम प्रभावकारिता प्रति उद्दीप्त प्रभावकारिता का प्रतिशत है। प्रकाश के एक फोटॉन द्वारा वहन की जाने वाली ऊर्जा की मात्रा उसके तरंग दैर्ध्य द्वारा निर्धारित की जाती है। लुमेन में, यह ऊर्जा चयनित तरंग दैर्ध्य के लिए आंखों की संवेदनशीलता से ऑफसेट होती है। उदाहरण के लिए, एक हरे रंग के लेजर सूचक में समान पावर निर्गम के लाल पॉइंटर की स्पष्ट चमक से 30 गुना अधिक हो सकती है। तरंग दैर्ध्य में 555 nm पर, 1 वाट की विकिरण ऊर्जा 685 लुमेन के बराबर होती है, इस प्रकार इस तरंग दैर्ध्य पर एक मोनोक्रोमैटिक प्रकाश स्रोत, 685 lm/w की उद्दीप्त प्रभावकारिता के साथ, 100% की उद्दीप्त दक्षता होती है। सैद्धांतिक-अधिकतम प्रभावकारिता 555 एनएम के दोनों तरफ तरंग दैर्ध्य के लिए कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, कम दबाव वाले सोडियम लैंप 200 एलएम/डब्ल्यू की उद्दीप्त प्रभावकारिता के साथ 589 एनएम पर मोनोक्रोमैटिक प्रकाश उत्पन्न करते हैं, जो किसी भी लैंप से उच्चतम है। उस तरंग दैर्ध्य पर सैद्धांतिक-अधिकतम प्रभावकारिता 525 lm/w है, इसलिए दीपक की उद्दीप्त दक्षता 38.1% है। क्योंकि लैम्प मोनोक्रोमैटिक है, उद्दीप्त दक्षता लगभग <40% की वॉल-प्लग दक्षता से मेल खाती है।[6][7] उद्दीप्त दक्षता के लिए गणना उन लैंपों के लिए अधिक जटिल हो जाती है जो सफेद रोशनी या वर्णक्रमीय रेखाओं का मिश्रण उत्पन्न करते हैं। फ्लोरोसेंट लैंप में कम दबाव वाले सोडियम लैंप की तुलना में उच्च वॉल-प्लग दक्षता होती है, लेकिन ~ 100 lm/w की केवल आधी उद्दीप्त क्षमता होती है, इस प्रकार फ्लोरोसेंट लैंप की उद्दीप्त दक्षता सोडियम लैंप की तुलना में कम होती है। एक क्सीनन flashtube में 50-70% की एक विशिष्ट दीवार-प्लग दक्षता होती है, जो प्रकाश के अधिकांश अन्य रूपों से अधिक होती है। क्योंकि फ्लैशट्यूब बड़ी मात्रा में इन्फ्रारेड और पराबैंगनी विकिरण उत्सर्जित करता है, आंख द्वारा निर्गम ऊर्जा का केवल एक हिस्सा उपयोग किया जाता है। इसलिए उद्दीप्त प्रभावकारिता आमतौर पर लगभग 50 lm/w है। हालांकि, प्रकाश के सभी अनुप्रयोगों में मानव आंख शामिल नहीं होती है और न ही दृश्य तरंग दैर्ध्य तक ही सीमित होती है। लेजर पंपिंग के लिए, प्रभावकारिता मानव आंखों से संबंधित नहीं है, इसलिए इसे उद्दीप्त प्रभावकारिता नहीं कहा जाता है, बल्कि यह केवल प्रभावकारिता है क्योंकि यह लेजर माध्यम की अवशोषण रेखाओं से संबंधित है। क्रीप्टोण फ्लैशट्यूब को अक्सर एनडी: वाईएजी लेजर पंप करने के लिए चुना जाता है, भले ही उनकी वॉल-प्लग दक्षता आमतौर पर केवल ~ 40% होती है। क्रिप्टन की वर्णक्रमीय रेखाएँ नियोडिमियम-डोपेंट क्रिस्टल की अवशोषण रेखाओं से बेहतर मेल खाती हैं, इस प्रकार इस उद्देश्य के लिए क्रिप्टन की प्रभावकारिता क्सीनन की तुलना में बहुत अधिक है, एक ही विद्युत निविष्टि के लिए दो बार लेजर निर्गम का निर्गम करने में सक्षम।[8][9] ये सभी शब्द ऊर्जा और लुमेन की मात्रा को संदर्भित करते हैं क्योंकि वे प्रकाश स्रोत या बाद के निर्गम ऑप्टिक्स के भीतर होने वाले किसी भी नुकसान की उपेक्षा करते हुए प्रकाश स्रोत से बाहर निकलते हैं। ल्यूमिनेयर दक्षता, लैंप निर्गम प्रति स्थिरता से कुल लुमेन-निर्गम को संदर्भित करती है।[10] कुछ प्रकाश स्रोतों के अपवाद के साथ, जैसे गरमागरम प्रकाश बल्ब , अधिकांश प्रकाश स्रोतों में दीवार प्लग (विद्युत निविष्टि बिंदु, जिसमें बैटरी, प्रत्यक्ष वायरिंग, या अन्य स्रोत शामिल हो सकते हैं) और अंतिम प्रकाश के बीच ऊर्जा रूपांतरण के कई चरण होते हैं- निर्गम, प्रत्येक चरण में नुकसान पैदा करने के साथ। कम दबाव वाले सोडियम लैंप शुरू में उचित करंट और वोल्टेज बनाए रखने के लिए विद्युत गिट्टी का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा को परिवर्तित करते हैं, लेकिन कुछ ऊर्जा गिट्टी में खो जाती है। इसी तरह, रोशनी लैंप भी गिट्टी (इलेक्ट्रॉनिक दक्षता) का उपयोग करके बिजली को परिवर्तित करते हैं। बिजली को तब विद्युत चाप (इलेक्ट्रोड दक्षता और निर्वहन दक्षता) द्वारा प्रकाश ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। प्रकाश को तब एक फ्लोरोसेंट कोटिंग में स्थानांतरित किया जाता है जो केवल उपयुक्त तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करता है, उन तरंग दैर्ध्य के कुछ नुकसान के कारण कोटिंग (स्थानांतरण दक्षता) के माध्यम से प्रतिबिंब बंद हो जाता है। कोटिंग द्वारा अवशोषित फोटॉन की संख्या प्रतिदीप्ति (क्वांटम उपज) के रूप में पुनः उत्सर्जित संख्या से मेल नहीं खाएगी। अंत में, स्टोक्स शिफ्ट की घटना के कारण, पुनः उत्सर्जित फोटॉनों में अवशोषित फोटॉनों (प्रतिदीप्ति दक्षता) की तुलना में लंबी तरंग दैर्ध्य (इस प्रकार कम ऊर्जा) होगी। इसी तरह, लेज़र भी दीवार प्लग और निर्गम छेद के बीच रूपांतरण के कई चरणों का अनुभव करते हैं। दीवार-प्लग दक्षता या ऊर्जा रूपांतरण दक्षता शब्द का उपयोग ऊर्जा-रूपांतरण उपकरण की समग्र दक्षता को दर्शाने के लिए किया जाता है, प्रत्येक चरण से नुकसान घटाते हुए, हालांकि यह कुछ उपकरणों को संचालित करने के लिए आवश्यक बाहरी घटकों को बाहर कर सकता है, जैसे शीतलक पंप।[11][12]


ऊर्जा रूपांतरण दक्षता का उदाहरण

Conversion process Conversion type Energy efficiency
Electricity generation
Gas turbine Chemical to electrical up to 40%
Gas turbine plus steam turbine (combined cycle) Chemical to thermal+electrical (cogeneration) up to 63.08%[13] In December 2017, GE claimed >64% in its latest 826 MW 9HA.02 plant, up from 63.7%. They said this was due to advances in additive manufacturing and combustion. Their press release said that they planned to achieve 65% by the early 2020s.[14][self-published source]
Water turbine Gravitational to electrical up to 95%[15][self-published source] (practically achieved)
Wind turbine Kinetic to electrical up to 50% (HAWT in isolation,[16] up to 25–40% HAWTs in close proximity, up to 35–40% VAWT in isolation, up to 41–47% VAWT series-farm.[17] 3128 HAWTs older than 10 years in Denmark showed that half had no decrease, while the other half saw a production decrease of 1.2% per year.[18] Theoretical limit = 16/27= 59%)
Solar cell Radiative to electrical 6–40% (technology-dependent, 15–20% most often, median degradation for x-Si technologies in the 0.5–0.6%/year[19] range with the mean in the 0.8–0.9%/year range. Hetero-interface technology (HIT) and microcrystalline silicon (µc-Si) technologies, although not as plentiful, exhibit degradation around 1%/year and resemble thin-film products more closely than x-Si.[20] infinite-stack limit: 86.8% concentrated[21] 68.7% unconcentrated[22])
Fuel cell Chemical to thermal+electrical (cogeneration) The energy efficiency of a fuel cell is generally between 40 and 60%, however, if waste heat is captured in a cogeneration scheme, efficiencies of up to 85% can be obtained.[23]
World average fossil fuel electricity generation power plant as of 2008 [24] Chemical to electrical Gross output 39%, Net output 33%
Electricity storage
Lithium-ion battery Chemical to electrical/reversible 80–90%[25]
Nickel–metal hydride battery Chemical to electrical/reversible 66%[26]
Lead-acid battery Chemical to electrical/reversible 50–95%[27]
Pumped-storage hydroelectricity gravitational to electrical/reversible 70–85%[28]
Engine/motor
Combustion engine Chemical to kinetic 10–50%[29]
Electric motor Electrical to kinetic 70–99.99% (> 200 W), 50–90% (10–200 W), 30–60% (< 10 W)
Turbofan Chemical to kinetic 20–40%[30]
Natural process
Photosynthesis Radiative to chemical 0.1% (average)[31] to 2% (best),[32] up to 6% in principle[33] (see main: Photosynthetic efficiency)
Muscle Chemical to kinetic 14–27%
Appliance
Household refrigerator Electrical to thermal low-end systems ~ 20%, high-end systems ~ 40–50%
Incandescent light bulb Electrical to radiative 0.7–5.1%,[34] 5–10%[citation needed]
Light-emitting diode (LED) Electrical to radiative 4.2–53%[35][failed verification][dubious – discuss]
Fluorescent lamp Electrical to radiative 8.0–15.6%,[34] 28%[36]
Low-pressure sodium lamp Electrical to radiative 15.0–29.0%,[34] 40.5%[36]
Metal-halide lamp Electrical to radiative 9.5–17.0%,[34] 24%[36]
Switched-mode power supply Electrical to electrical currently up to 96% practically
Electric shower Electrical to thermal 90–95% (multiply by the energy efficiency of electricity generation to compare with other water-heating systems)
Electric heater Electrical to thermal ~100% (essentially all energy is converted into heat, multiply by the energy efficiency of electricity generation to compare with other heating systems)
Others
Firearm Chemical to kinetic ~30% (.300 Hawk ammunition)
Electrolysis of water Electrical to chemical 50–70% (80–94% theoretical maximum)


यह भी देखें


संदर्भ

  1. ↑ Energy Glossary, California Energy Commission (Accessed: April 3, 2021)
  2. ↑ What is efficiency?, NASA, Cryogenics and Fluids Branch (Accessed: April 3, 2021)
  3. ↑ Efficiency, J.M.K.C. Donev et al. (2020). Energy Education - Efficiency (Accessed: April 3, 2021)
  4. ↑ Denbigh, K. "The Principles of Chemical Equilibrium with Applications in Chemistry and Chemical Engineering", Cambridge University Press, Cambridge (1966)
  5. ↑ 5.0 5.1 5.2 D. D. Wagman, W. H. Evans, Vivian B. Parker, Richard H. Schumm, Iva Harlow, Sylvia M. Bailey, Kenneth L. Churney, and Ralph L. Nutall. "The NBS Tables of Chemical Thermodynamic Properties" Journal of Physical and Chemical Reference Data Volume 10, 1982 Supplement No. 2
  6. ↑ Applied Atomic Collision Physics, Volume 5 by H. S. W. Massey, E. W. McDaniel, B. Bederson -- Academic Press 1982 Page 383
  7. ↑ "Efficacy Limits for Solid-State White Light Sources".
  8. ↑ Advanced Optical Instruments and Techniques by Daniel Malacara Hernández [es] -- CRC Press 2018 Page 589
  9. ↑ Solid-state laser engineering by Walter Koechner – Springer-Verlag 1965 Page 335
  10. ↑ Understanding LED Illumination by M. Nisa Khan -- CRC Press 2014 Page 21--23
  11. ↑ "Wall-plug Efficiency".
  12. ↑ Handbook of Luminescent Semiconductor Materials by Leah Bergman, Jeanne L. McHale -- CRC Press 2012 Page 270
  13. ↑ "GE-Powered Plant Awarded World Record Efficiency by Guinness". Power Engineering (in English). 2018-03-27. Retrieved 2021-10-04.
  14. ↑ "HA technology now available at industry-first 64 percent efficiency" (Press release). GE Power. December 4, 2017.
  15. ↑ "Heavy Metal: Building A Huge Hydropower Plant Involves Steady Hands And A Boatload Of Finesse | GE News". www.ge.com (in English). Retrieved 2021-10-04.
  16. ↑ "Enercon E-family, 330 Kw to 7.5 MW, Wind Turbine Specification" (PDF). Archived from the original (PDF) on 16 May 2011.
  17. ↑ Hansen, Joachim Toftegaard; Mahak, Mahak; Tzanakis, Iakovos (2021-02-05). "Numerical modelling and optimization of vertical axis wind turbine pairs: A scale up approach". Renewable Energy (in British English). London: Elsevier Ltd. (published June 2021). 171: 1371–1381. doi:10.1016/j.renene.2021.03.001.
  18. ↑ Sanne Wittrup (1 November 2013). "11 års vinddata afslørede overraskende produktionsnedgang" [11 years of wind data shows surprising production decrease]. Ingeniøren (in dansk). Archived from the original on 25 October 2018.
  19. ↑ Jordan, Dirk C.; Kurtz, Sarah R. (13 October 2011). "Photovoltaic Degradation Rates -- An Analytical Review" (PDF). Progress in Photovoltaics: Research and Applications (in English). National Renewable Energy Laboratory (NREL), 15013 Denver West Parkway Golden CO 80401 USA: John Wiley & Sons, Ltd. (published 2012-06-01). 21 (1): 12–29. doi:10.1002/pip.1182. OSTI 1045052. S2CID 93164232. Retrieved 2021-10-15.{{cite journal}}: CS1 maint: location (link) CS1 maint: url-status (link)
  20. ↑ Jordan, Dirk C.; Kurtz, Sarah R.; VanSant, Kaitlyn; Newmiller, Jeff (7 February 2016). "Compendium of photovoltaic degradation rates: Photovoltaic degradation rates". Progress in Photovoltaics: Research and Applications (in English). National Renewable Energy Laboratory (NREL), Golden, CO (United States): John Wiley & Sons, Ltd. (published 2016-02-07). 24 (7): 978–989. doi:10.1002/pip.2744. ISSN 1062-7995. OCLC 640902675. OSTI 1259256. S2CID 100609503. Retrieved 2021-10-15.{{cite journal}}: CS1 maint: url-status (link)
  21. ↑ De Vos, A. (1980). "Detailed balance limit of the efficiency of tandem solar cells". Journal of Physics D: Applied Physics. 13 (5): 839–846. Bibcode:1980JPhD...13..839D. doi:10.1088/0022-3727/13/5/018. S2CID 250782402.
  22. ↑ A. De Vos & H. Pauwels (1981). "On the Thermodynamic Limit of Photovoltaic Energy Conversion". Appl. Phys. 25 (2): 119–125. Bibcode:1981ApPhy..25..119D. doi:10.1007/BF00901283. S2CID 119693148.
  23. ↑ "Types of Fuel Cells" Archived 9 June 2010 at the Wayback Machine. Department of Energy EERE website, accessed 4 August 2011
  24. ↑ IEC/OECD 2008 Energy Balance for World Archived 2013-07-24 at the Wayback Machine, accessdate 2011-06-08
  25. ↑ Valøen, Lars Ole and Shoesmith, Mark I. (2007). The effect of PHEV and HEV duty cycles on battery and battery pack performance (PDF). 2007 Plug-in Highway Electric Vehicle Conference: Proceedings. Retrieved 11 June 2010.
  26. ↑ "NiMH Battery Charging Basics". PowerStream.com.
  27. ↑ PowerSonic, Technical Manual (PDF), p. 19, retrieved January 2014
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बाहरी कड़ियाँ

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