3.8: Eficiencia general

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Cálculo de la eficiencia general

Utilizando el concepto de eficiencia energética, podemos calcular el componente y la eficiencia general:

\[ Overall \, Efficiency = \dfrac{Electrical \, Energy \, Output}{Chemical \, Energy \, Input} \]

Aquí la energía eléctrica se da en Wh y la Energía Química en BTU. Entonces Wh se puede convertir en BTU sabiendo que hay 3.412 Wh en una BTU.

Esta eficiencia global también se puede expresar en los siguientes pasos:

\[ Overall \, Efficiency = \underbrace{ \left\lbrack \dfrac{Thermal \, Energy}{Chemical \, Energy} \right\rbrack }_{Boiler \, Efficiency} * \underbrace{ \left\lbrack \dfrac{Mechanical \, Energy}{Thermal \, Energy} \right\rbrack }_{Turbine \, Efficiency} * \underbrace{ \left\lbrack \dfrac{Electrical \, Energy}{Mechanical \, Energy} \right\rbrack }_{Generator \, Efficiency} \]

\[ OverallEfficiency = \eta_{boiler} * \eta_{turbine} * \eta_{generator} \]

Pasos de la eficiencia general

Hemos estado analizando las eficiencias de un automóvil o una planta de energía individualmente. Pero cuando se considera toda la cadena de transformaciones energéticas, desde el momento en que el carbón sale a la superficie hasta el momento en que la electricidad se convierte en su forma final, se revelará la verdadera eficiencia general de la utilización de la energía. La forma final en casa podría ser la luz de una bombilla o el sonido de un estéreo. La serie de pasos son:

Producción de carbón (minería)
Transporte a planta de energía
Generación de electricidad
Transmisión de electricidad
Conversión de electricidad en luz (uso)

El siguiente video analiza la eficiencia general de la planta de energía.

Eficiencia de una Bombilla

Si se conoce la eficiencia de cada paso, podemos calcular la eficiencia general de producción de luz a partir de carbón en el suelo. El Cuadro 3.8.1 ilustra el cálculo de la eficiencia global de una bombilla.

Cuadro 3.8.1. Cálculo de la eficiencia general de una bombilla

Paso	Eficacia escalonada	Eficiencia Acumulada (General)
Extracción de carbón	96%	96%
Transportación	98%	94% = (0.96 * 0.98) * 100%
Generación de electricidad	35%	33% = (0.94 * 0.35) * 100%
Transmisión de electricidad	95%	31% = (0.33 * 0.95) * 100%
Iluminación: bombilla incandescente	5%	1.56% = (0.31 * 0.05) * 100%
Iluminación: bombilla fluorescente	20%	6.2% = (0.31 * 0.20) * 100%

Eficiencia de un Automóvil

Un análisis similar sobre la eficiencia del automóvil se muestra en la Figura 3.8.1.

Figura 3.8.1. Eficiencia general de los automóviles

El cuadro 3.8.2 muestra que solo alrededor del 10% de la energía en el petróleo crudo en el suelo, de hecho, se convierte en energía mecánica que mueve a las personas.

Cuadro 3.8.2. Eficiencia del automóvil

Paso	Eficacia escalonada	Eficiencia acumulativa/general
Extracción de petróleo crudo	96%	96%
Refinación	87%	84%
Transportación	97%	81%
Motor	25%	20%
Transmisión	50%	10%