Loading article…
| キロワット時 | |
|---|---|
 カナダにある住宅用電気メーター | |
| 一般情報 | |
| 単位系 | 非SIメトリック |
| 単位 | エネルギー |
| シンボル | kW⋅h、kW h |
| コンバージョン | |
| 1kW⋅hの場合... | ...は...に等しい |
| SI単位 | 3.6 メガジュール |
| CGS 単位 | 3.6 × 10 13 エルグ |
| 帝国単位 | ≈ 85,429,300 ft⋅pdl |
| 英語の工学単位（米国のみ） | ≈ 2,655,224 フィートポンド |
キロワット時（単位記号：kW⋅hまたはkW h 、一般にkWhと表記される）は、 SI 単位系の非 単位系エネルギーであり、SI 単位では3.6メガジュール（MJ）に相当し、これは 1キロワットの電力が 1時間供給するエネルギー量である。キロワット時は、電力会社が供給する電気エネルギーの一般的な課金単位である。メートル法の接頭辞は、基本単位であるワット時（3.6 kJ）の倍数および分数に使用される。
意味
キロワット時とは、1キロワット（kW）を1時間持続（掛け算）したエネルギーの複合単位である。一方、国際単位系（SI）のエネルギー単位はジュール（記号J）である。ワットは定義上1秒あたり1ジュールであり、1時間は3,600秒であるため、1kWhは3,600 キロジュールまたは3.6MJに等しい。[1] [2]
単位の表現
キロワット時の広く使われている表記法はkWhで、構成単位であるキロワットと時間に由来しています。これは電力会社が消費者に供給した電力の料金を請求する際によく使われ、商業、教育、科学出版物、メディアでも使われています。[3] [4]これは電力工学における通常の単位表記でもあります。[5]ただし、この一般的な表記法は国際単位系（SI）のスタイルガイドに準拠していません。[6]
ユニットの他の表現も見られることがあります:
- kW⋅hとkW h はあまり一般的ではありませんが、SI と一致しています。SI パンフレット[6]には、複合単位記号を形成する場合、「乗算はスペースまたは中央の半高ドット(⋅) で示さなければなりません。そうしないと、一部の接頭辞が誤って単位記号として解釈される可能性があります。」と記載されています。これは、国際 ( IEEE ) と国内 ( ASTM ) の組織が共同で発行した標準[7]と主要なスタイル ガイドによってサポートされています。[8]ただし、IEEE/ASTM 標準ではkWhが許可されています(ただし、ワット時の他の倍数については言及されていません) 。NISTが発行したガイドの 1 つは、 「混乱を避けるため」kWh の使用を特に推奨していません。 [9]
- 2014年、米国の電気自動車の燃費表示ステッカーではkW-hrsという略語が使用されました。[10]
- 大文字の使用法にバリエーションが見られる場合があります: KWh、KWH、kwhなど、国際単位系と一致しません。
- キロワット時のkW/h という表記は誤りです。これはキロワット/時を表します。
時間は、国際度量衡局がSI単位系で使用するために認めている非SI単位系の一つである。 [6]
1,000 ワット (1 キロワット) を消費する電気ヒーターを 1 時間作動させると、1 キロワット時のエネルギーが消費されます。100 ワットを消費するテレビを 10 時間連続して作動させると、1 キロワット時のエネルギーが消費されます。40 ワットの電気器具を 25 時間連続して作動させると、1 キロワット時のエネルギーが消費されます。
電力販売
電気エネルギーは通常、キロワット時間単位で消費者に販売されます。電気機器の稼働コストは、機器のキロワット単位の電力消費量に稼働時間（時間単位）を掛け、キロワット時間あたりの価格を掛けて計算されます。電力会社が請求する電気の単価は、顧客の長期的な消費プロファイルによって異なります。価格は地域によって大きく異なります。米国では、州によって価格が3倍も異なることがあります。[11]
小規模な顧客負荷は通常、電力、送電サービス、定格容量に対してのみ請求されますが、大規模な消費者は、15分などのかなり短い時間に記録された最大電力であるピーク電力消費に対しても支払います。これは、ピーク電力を供給するために必要なインフラストラクチャを維持するための電力会社の補償です。これらの料金は、需要の変化に応じて請求されます。[12]産業ユーザーは、負荷の 力率に応じて追加料金が発生する場合もあります。
主要なエネルギー生産または消費は、多くの場合、暦年または会計年度である特定の期間のテラワット時間 (TWh) として表されます。365 日の年は 8,760 時間に相当するため、1 年間で 1 ギガワットの電力は 8.76 テラワット時間のエネルギーに相当します。逆に、1 テラワット時間は、1 年間の約 114 メガワットの持続電力に相当します。
例
2020年、米国の平均的な家庭は1か月あたり893kWhを消費しました。[13]
電気ケトルで1リットルの水を室温から沸点まで上げるには、約0.1kWhかかります。
常時点灯している12ワットのLEDランプは、 1日あたり約0.3kW⋅h、1ヶ月あたり約9kWhの電力を消費します。
人力で言えば、健康な成人男性の肉体労働者は1日8時間で約0.5キロワット時に相当する仕事をこなします。[14]
コンバージョン
左の列の単位で測定された量を一番上の行の単位に変換するには、行と列が交差するセルの係数を掛けます。
ワット時倍数
ワット時には、SI 単位系の接頭辞がすべて共通で使用されます。1 キロワット時は 1,000 Wh (kWh)、1 メガワット時は 100 万 Wh (MWh)、1 ミリワット時は 1/1,000 Wh (mWh) などです。一般的な住宅顧客の月間エネルギー消費量は数百から数千キロワット時であるため、電気エネルギー供給業者は料金請求の目的でキロワット時を一般的に使用します。メガワット時(MWh)、ギガワット時(GWh)、テラワット時(TWh) は、産業顧客や発電において、より大量の電気エネルギーを計測するためによく使用されます。テラワット時とペタワット時(PWh) の単位は、国全体の年間発電量と世界のエネルギー消費量を便利に表現するのに十分な大きさです。
kWh（エネルギー）とkW（電力）の違い
キロワットは電力の単位（単位時間あたりのエネルギー流量）です。キロワット時もエネルギーの単位です。キロワット時とは、時間による電力流量の変化率です。
仕事とは、システムに伝達されるエネルギーの量であり、電力とはエネルギーの伝達速度です。エネルギーはジュール、またはワット秒で測定されます。電力はワット、またはジュール/秒で測定されます。
たとえば、バッテリーはエネルギーを蓄えます。バッテリーがエネルギーを供給するときは、一定の電力、つまりエネルギーの供給速度で供給します。電力が高ければ高いほど、バッテリーに蓄えられたエネルギーはより速く供給されます。出力電力が高ければ、バッテリーに蓄えられたエネルギーはより短い時間で消耗します。
年間電力
電気エネルギーの生産と消費は、年間メガワット時（MWh/年）、ギガワット時（GWh/年）、テラワット時（TWh/年）などの単位で報告されることがあります。これらの単位は、エネルギーを時間で割った次元を持ち、したがって電力の単位です。これらは、年間の時間数で割ることでSI電力単位に変換できます。年間8760時間。
したがって、1 GWh/年 = 1 GWh/8760 時間 ≈114.12kW。
ワット/時間の誤用
さまざまな速度を表す複合単位の多くは、時間の経過に伴う変化を示すために時間単位を明示的に示しています。たとえば、時速マイル、時速キロメートル、時速ドルなどです。kW などの電力単位は、すでに単位時間あたりのエネルギー速度を測定しています (kW= kJ / s )。キロワット時間は電力と時間の積であり、時間による電力の変化率ではありません。
ワット/時間（W/h）は、1時間あたりの電力の変化、つまりエネルギー供給の加速を表す単位です。これは、需要の日々の変動（例えば、ダックカーブの傾き）や発電所の立ち上げ動作を測定するために使用されます。たとえば、1MWから15分で0MWのランプアップ率は4MW/時。
ワット/時間などの用語の他の使用は誤りである可能性が高い。[15] [16]
その他の関連エネルギー単位
キロワット時に関連する他のいくつかの単位は、電力またはエネルギー容量、または特定のアプリケーション領域での使用量を示すために一般的に使用されます。
平均年間エネルギー生産量または消費量は、年間キロワット時で表すことができます。これは、年間を通じて変化する負荷または出力で使用されますが、年間合計は 1 年と次の年でほぼ同じです。たとえば、電力消費量が時間や季節によって変化する家庭用電化製品のエネルギー効率を比較する場合に便利です。また、分散型電源によって生成されるエネルギーを測定する場合にも使用されます。年間 1 キロワット時は約 114.08ミリワットを1 年間にわたって継続的に適用した場合と同じです。
バッテリーのエネルギー含有量は通常、アンペア時間単位の容量で間接的に表されます。アンペア時間 (Ah) をワット時間 (Wh) に変換するには、アンペア時間の値を電源の電圧で乗算する必要があります。バッテリー電圧は放電中に一定ではなく、放電率が高いほどバッテリーが供給できるエネルギーの総量が減少するため、この値は近似値です。バッテリーとは異なる電圧を出力するデバイスの場合は、デバイスの出力 (たとえば、 USBポータブル充電器の場合は通常 5.0 V) ではなく、バッテリー電圧 ( Li-ionの場合は通常 3.7 V ) を計算する必要があります。この結果、500 mA の USB デバイスは、2,500 mAh バッテリーで 5 時間ではなく約 3.7 時間動作します。
貿易委員会単位（BTU）[17]は、キロワット時の英国における旧式の同義語です。この用語は、 1942年に電力省が引き継ぐまで電力産業を規制していた貿易委員会の名称に由来しています。[18]これを1055ジュールの 英国熱量単位（BTU）と混同しないでください。
インドでは、キロワット時を単にエネルギー単位と呼ぶことが多い。MUで示される百万単位はギガワット時、BU（十億単位）はテラワット時である。[19] [20]
参照
参考文献
- ^ Thompson, Ambler および Taylor, Barry N. (2008). 国際単位系 (SI) の使用ガイド Archived 3 June 2016 at the Wayback Machine (Special publication 811). Gaithersburg, MD: National Institute of Standards and Technology. 12.
- ^ 「半分の高さのドットまたはスペースは、2つ以上の他の単位を掛け合わせて形成された派生単位を表すために使用されます。」、バリー・N・テイラー。（2001年版）国際単位系。Wayback Machineで2016年6月3日にアーカイブ（特別出版物330）。メリーランド州ゲイサーズバーグ：国立標準技術研究所。20。
- ^ IEC Electropedia、エントリ 131-11-58 2016 年 3 月 14 日に Wayback Machineにアーカイブ
- ^ 例えば、以下を参照。 Wind Energy Reference Manual Part 2: Energy and Power Definitions Archived 26 November 2007 at the Wayback Machine Danish Wind Energy Association. 2008年1月9日閲覧。"Kilowatt-Hour (kWh)" Archived 2 March 2016 at the Wayback Machine BusinessDictionary.com. 2008年1月9日閲覧。"US Nuclear Power Industry" Archived 26 November 26, 2007 at the Wayback Machine www.world-nuclear.org. 2008年1月9日閲覧。"Energy. A Beginners Guide: Making Sense of Units" Archived 26 November 26, 2007 at the Wayback Machine Renew On Line (UK) . The Open University . 2008年1月9日閲覧。
- ^ ASTM SI10-10、IEEE/ASTM SI 10 American National Standard for Metric Practice、ASTM International、West Conshohocken、PA、2010、[www.astm.org] 「電力工学の特定の複合単位の記号は通常、区別せずに表記されます。ワット時 (Wh)、キロワット時 (kWh)、ボルトアンペア (VA)、キロボルトアンペア (kVA) などです。」
- ^ abc 「国際単位系（SI）」（PDF）。国際度量衡局（BIPM）。2019年。147ページ。 2020年4月7日閲覧。
- ^ 国際単位系（SI）の使用に関する標準：現代のメートル法。（1997年）。（IEEE/ASTM SI 10-1997）。ニューヨークおよびペンシルバニア州ウェストコンショホッケン：電気電子技術者協会およびASTM。15。
- ^ 「10.57: SI基本単位から派生した単位」。シカゴマニュアルスタイル（第17版）。シカゴ：シカゴ大学出版局。2017年。 2020年4月1日閲覧。
- ^ 「国際単位系（SI）の使用ガイド」（PDF）。米国国立標準技術研究所。2008年。 2020年4月6日閲覧。
参考文献[4：ISO 31-0]では、乗算によって形成される単位を示すためにスペースが使用される場合、混乱を招かない限り、スペースを省略できることが示されています。この可能性は、キロワット時にkW⋅hやkW hではなくkWh記号を使用する一般的な慣行に反映されています。ただし、このガイドでは、混乱を避けるために常に半分の高さのドットまたはスペースを使用すべきであるという立場をとっています。
- ^ 「電気自動車：新しいラベルについてもっと知る」fueleconomy.gov . 米国エネルギー省. 2014年8月10日閲覧。
- ^ 最終顧客への電力の平均価格（最終用途部門別）、米国エネルギー情報局、2018 年 4 月
- ^ 「電力需要の理解」 Wayback Machine 2016年6月6日アーカイブ、National Grid
- ^ 「アメリカの家庭ではどのくらいの電力を使っているのか？」米国エネルギー情報局。2021年10月7日。 2022年6月11日閲覧。
- ^ Eugene A. Avallone 他編、Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers 11th Edition、Mc-Graw Hill、ニューヨーク、2007 ISBN 0-07-142867-4、9-4ページ
- ^ ウーフェンデン、イアン（2009年10月5日）。風力発電初心者向け。ジョン・ワイリー＆サンズ。p.48。ISBN 978-0-470-49637-4
人々が「ワット/時間」のようなことを言うのを非常に頻繁に耳にします
... - ^ Home Power. Electron Connection. 2007.
ワット/時。この意味不明なフレーズは、私の電気用語嫌いリストのトップです。
- ^ EM カークパトリック編 (1983)。チェンバーズ20世紀辞典（新版）。エディンバラ：チェンバーズ。137 ページ。ISBN 0550102345。
- ^ 「The Board of Trade 1621-1970」。ビジネス・イノベーション・スキル省。2010年3月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「電気について理解を深めよう」。The Financial Express。2004年12月20日。2012年9月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年11月29日閲覧。
- ^ 「BHEL 社が製造したユニットが記録的な電力を生成」。The Hindu。Press Trust of India。2008年7 月 24 日。2012 年 11 月 7 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年11 月 29 日閲覧。