إن الكفاءة الحرارية هي مقياس رئيسي لكيفية تحول نظام توليد الطاقة إلى طاقة كهربائية بصورة فعالة، إذ إن حساب هذه الكفاءة ينطوي على فهم مدخلات الطاقة ونواتجها داخل المنظومة، وتوفر هذه المادة دليلا تدريجيا لحساب الكفاءة الحرارية في محطات توليد الطاقة.

فهم الكفاءة الحرارية

وتُعرَّف الكفاءة الحرارية بأنها نسبة الطاقة الكهربائية المفيدة المنتجة إلى مجموع مدخلات الطاقة الحرارية، وهي نسبة تُعبر عنها كنسبة مئوية، وتبين مدى تحول محطة توليد الطاقة الحرارية إلى الكهرباء.

الخطوة 1: تحديد ناتج الحرارة

والمدخل الحراري، الذي كثيرا ما يقاس بالجولات أو السعرات الحرارية، هو الطاقة التي توفر للنظام، ويمكن الحصول عليها من بيانات استهلاك الوقود أو حسابات نقل الحرارة، مثلا، إذا أحرق الوقود الذي له قيمة سعرية معروفة، مما يزيد من كمية الوقود المستخدمة في قيمة السعرات الحرارية من أجل الحصول على مدخلات الحرارة الإجمالية.

الخطوة 2: قياس الناتج الكهربائي

الناتج الكهربائي هو الطاقة المفيدة التي تنتجها محطة الطاقة، مقاسة في كيلوات ساعة أو جولات، هذه البيانات متاحة عادة من عدادات الطاقة في المصنع أو سجلات الإنتاج.

الخطوة 3: حساب الكفاءة الحرارية

وتحسب الكفاءة الحرارية باستخدام الصيغة التالية:

Efficiency (%) = (Electrical Output / Heat Input) × 100]

حساب نموذجي

وإذا استهلكت محطة توليد الطاقة الكهربائية 000 1 جول من الطاقة الحرارية وإنتاج 000 300 جول من الطاقة الكهربائية، فإن الكفاءة هي:

Efficiency = (300,000 / 000 1) × 100 = 30٪ ]

  • تحديد مدخلات الحرارة من بيانات الوقود.
  • قياس إنتاج الطاقة الكهربائية.
  • تطبيق صيغة الكفاءة.
  • إكسبريس كنسبة مئوية