2.3: Eficiencia Energética y Contenido Energético de Diferentes Combustibles
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Recuerden que la energía es la “capacidad o capacidad para hacer trabajo”, donde el “trabajo” se define como un cambio en la energía. La energía se mide en una variedad de unidades que incluyen calorías, kilovatios hora (kWh), Unidades Térmicas Británicas (Btu). La potencia se mide en vatios (o julios por segundo) y es la velocidad a la que se genera o utiliza la energía.
Los combustibles se convierten en energía útil de acuerdo con su contenido de calor. El contenido de calor de un combustible se mide normalmente en Btus. Un Btu es la cantidad de energía requerida para elevar la temperatura de una libra de agua (aproximadamente una pinta) un grado Fahrenheit. La eficiencia relativa de un combustible o tecnología se resume en la “tasa de calor”, la cantidad de combustible requerida para generar un kilovatio-hora (kWh). Como cabría esperar, no todos los combustibles son iguales. La comparación de combustibles es posible al convertirlos en energía útil de acuerdo con su contenido de calor medido en Btus.
Ecuación 1: Tasa de calor = BTU/kWh
En condiciones ideales, en las que la entrada de energía es igual a la salida de energía, la tasa de calor es igual a 3,412 BTU/kWh. Pero no todos los procesos de conversión de energía son idealmente eficientes. Por lo que la Ecuación 1 debe ser modificada para dar cuenta de estas ineficiencias.
Ecuación 2: Tasa de calor = (tasa de calor ideal) /eficiencia = (3412 BTU/kWh) /eficiencia
En el Cuadro 1 se resume el contenido calórico promedio de varios combustibles familiares. Estos números son promedios porque las variaciones en la calidad pueden afectar la eficiencia con la que estos combustibles pueden convertirse en energía útil.
| Combustible | Monto | Contenido de calor (Btus) |
|---|---|---|
| Petróleo | 1 barril* | 5,800,000 (138,095/gal) |
| Gas natural | 1 pie cúbico | 1,026 |
| Carbón** | 1 tonelada | 20,700,000 |
| Gasolina | 1 galón | 124,000 |
| Electricidad*** | 1 kWh | 3,412 |
| Diesel o gasoil para calefacción | 1 galón | 139,000 |
| Roble blanco (20% de humedad) fn | 1 cordón | 27,000,000 |
Crédito: Fuente: Administración de Información Energética de Estados Unidos
* 1 barril de petróleo = 42 galones.
** El contenido de calor del carbón es un promedio de carbones bituminosos. El lignito (lignito) tendrá un menor contenido de calor. La antracita tendrá un mayor contenido de calor.
*** El número de electricidad supone una conversión perfectamente eficiente del combustible en electricidad.