Energi kan vara både enkelt och komplext på samma gång. För att reda ut begreppen så tar vi det hela från början.
Energi är fundamentet för allt liv. Energin ger oss ljus, värme och näring. Faktum är att allting i hela universum är gjort av energi. Energi kan inte skapas eller förstöras. Energi kan bara omvandlas, från en form till en annan.
Lagen om energins bevarande är en av universums hörnstenar. Detta betyder att oberoende av vilken process som studeras så måste summan av energin vara oförändrad i slutändan. All den energi som finns i dagens universum måste därmed ha funnits lagrad i en ofattbart liten volym för cirka 13 miljarder år sedan Big Bang inträffade.
I vår värld är solen bas för ett gigantiskt energisystem som på en dag förser jorden med lika mycket energi som hela mänskligheten konsumerar under 35 år. Eller omräknat på ett års energiförbrukning räcker det med tio minuter solinstrålning. Solen är motor för hela fotosyntesen, all växtlighet, kol, olja, gas, vattenkraft, vindkraft och solenergi.
Energi och effekt
När vi ska göra jämförelser mellan olika energislag är det helt avgörande att använda samma begreppsbild. Tyvärr blir det många gånger förvirrat i debatten. En av anledningarna till detta är sammanblandningen av de grundläggande begreppen effekt och energi. Så här ligger det till:
Det är skillnad på effekt och energi.
Energi kommer från grekiskans ”i” och ”ergon” och betyder ungefär ”inneboende kraft”. Energi är rörelse eller möjlighet till rörelse. Energi mäts och uttrycks i den internationella standardenheten joule (J). Joule är en liten energimängd och det går till exempel åt drygt 4 joule att värme ett gram vatten en grad. Det finns ett direkt samband mellan joule (J) och det energibegrepp som de flesta använder till vardags, det vill säga kWh(kilowattimme). 3 600 000 J är detsamma som 1 kWh.
Effekten som vi mäter i watt (W) kan beskrivas som den arbetskapacitet en maskin eller en gödlampa har. Om energimängden 1 joule (J) omvandlas under tiden 1 sekund (s) är effekten 1 watt (W).
En glödlampa med effekten 40 W som är påslagen ett dygn har använt 1 kWh, som är det samma som 1 000 Wh. Energin i glödlampan är i egentlig mening inte förbrukad, utan har istället omvandlats till ljus och värme.
Tycker du att det är svårt det här med energi och effekt? Du är inte ensam. Vid en undersökning bland landets vvs-konsulter så var det faktiskt cirka 25 procent som inte kunder redogöra för skillnaden på ett korrekt sätt. För att förenkla energi- och effektbegreppet kan vi jämföra med vatten som rinner från en kran. Om du fyller en tillbringare med en liter vatten, men inte vrider på kranen fullt, tar det kanske en minut. Genom att vrida upp kranen fullt kan du fylla samma tillbringare på ett par sekunder. Volymen är med andra ord flödet gånger tiden. Här kommer kopplingen mellan energi och effekt.
Energi är lika med vattenvolymen och effekten är lika med flödet.
Klicka på bilden för att se den större.
Klicka på bilden för att se den större.
Energi har olika kvalitet (exergi)
Energi kan ha olika kvaliteter beroende vilken typ det rör sig om. Allt hänger på hur omvandlingsbar energin är. Kvalitetsmåttet på energi kallas för exergi och varierar för olika typer av energislag. El och mekaniskt arbete är till 100 % omvandlingsbar medan värme är betydligt mindre omvandlingsbar. Elektrisk energi har hög exergi och kan relativt enkelt omsättas i till exempel värmeenergi. Att istället omsätta värme till elektrisk energi är svårare, eftersom värme har låg exergi.
1 kWh el har alltså högre kvalitet än 1 kWh värme, och räcker till att utföra mer arbete. För att höja exergivärdet från en lägre nivå till en högre krävs energi av en högre nivå, till exempel en värmepump.
Klicka på bilden för att se den större.
Vad har exergin för praktisk betydelse?
Till skillnad från energi som inte kan förstöras är exergi något vi måste hushålla med, och utnyttja på effektivaste sätt. Ur exergisynpunkt är det mindre lämpligt att använda el för att framställa värme när det finns andra energiformer som passar bättre.
Mångfaldigande av innehållet i denna skrift, helt eller delvis, är enligt Lag (1960:729) om upphovsrätt till litterära och konstnärliga verk förbjudet utan medgivande av 2010 S-Solar AB (556233-7617), Stockholm. Förbjudet gäller varje form av mångfaldigande.