エネルギー効率こうりつ

エネルギー効率こうりつ（エネルギーこうりつ）とは、広義こうぎには投入とうにゅうしたエネルギーに対たいして回収かいしゅう（利用りよう）できるエネルギーとの比ひをさす。狭義きょうぎには、燃焼ねんしょう反応はんのうのうちどれだけのエネルギーが回収かいしゅうできるかという比率ひりつのこと。それに伴ともない燃焼ねんしょうして反応はんのうした時ときはエネルギーに対たいして効率こうりつが良よいと考かんがえられる

概要がいよう[編集へんしゅう]

求もとめる出力しゅつりょくとそれを得える為ために消費しょうひした入力にゅうりょくとの割合わりあいである。熱ねつ機関きかんにおけるエネルギー効率こうりつは熱ねつ効率こうりつとも称しょうされ、高温こうおん熱源ねつげんから入はいる熱量ねつりょうを $Q_{1}$ 、低温ていおん熱源ねつげんへ排出はいしゅつされる熱量ねつりょうを $Q_{2}$ とすると、熱ねつ効率こうりつ $\eta$ は

\eta ={\frac {Q_{1}-Q_{2}}{Q_{1}}}=1-{\frac {Q_{2}}{Q_{1}}}

で与あたえられる。

必かならずしも、投入とうにゅうしたエネルギーと回収かいしゅう（利用りよう）できるエネルギーの形態けいたいは、同一どういつではない。例たとえば、太陽たいよう電池でんちの場合ばあい、受光じゅこうエネルギーに対たいする、出力しゅつりょく電気でんきエネルギーの比ひで、エネルギー効率こうりつをさす場合ばあいもある。ただし、この場合ばあいにおいては変換へんかん効率こうりつと称しょうすることが多おおい。

エネルギー変換へんかん効率こうりつ[編集へんしゅう]

エネルギーを他たの形態けいたいに変換へんかんする場合ばあいは、その効率こうりつは入力にゅうりょくエネルギーと出力しゅつりょくエネルギーを同一どういつのエネルギー単位たんいに換算かんさんしてもとめられる。火力かりょく発電はつでんの場合ばあい、燃料ねんりょうの保有ほゆう発熱はつねつ量りょうが入力にゅうりょくエネルギー、電気でんきエネルギーが出力しゅつりょくエネルギーであり、いずれもジュールに換算かんさんすることで効率こうりつが得えられる。なお、電気でんきエネルギーに変換へんかんされなかった分ぶんが廃棄はいき熱ねつ（エネルギー）に相当そうとうする。　全ぜん世界せかいの2008年度ねんど発電はつでん実績じっせきは消費しょうひエネルギーは石油せきゆ換算かんさんトン(ktoe)4,398,768キロトンで生産せいさん電力でんりょくはグロスで1,735,579ktoe相当そうとうの電力でんりょく(20,185TWh)、最終さいしゅう消費しょうひに供給きょうきゅうされた電力でんりょくは1,446,285ktoe相当そうとうの電力でんりょく(16,430TWh)であった^[1]。グロスの効率こうりつは39％、最終さいしゅう効率こうりつは33％となる。

エネルギー変換へんかん効率こうりつの一覧いちらん[編集へんしゅう]

下記かきの表ひょうはエネルギー変換へんかん効率こうりつ(独どく版ばん)他たより。

効率こうりつは前ぜん工程こうてい・機器きき等とうでの消費しょうひや損失そんしつは考慮こうりょしていない。エネルギー変換へんかん工程こうてい・機器ききへの直近ちょっきんに投入とうにゅうされるエネルギーと出力しゅつりょくとの比較ひかくである。

エネルギー変換へんかん効率こうりつ^{[注ちゅう 1]}
変換へんかん形態けいたい	入力にゅうりょくエネルギー	有効ゆうこう出力しゅつりょく	効率こうりつ %	備考びこう
火力かりょく発電はつでん (石炭せきたん)	化学かがく	電力でんりょく	40–43
コンバインドサイクル発電はつでん	化学かがく	電力でんりょく	50–60	燃料ねんりょうが天然てんねんガスの場合ばあい
CHPコージェネ	化学かがく	電力でんりょく、熱ねつ	65-75, <98	発電はつでん効率こうりつ15～33パーセント、総合そうごう効率こうりつで65～75パーセントが可能かのうである。
原子力げんしりょく発電はつでん^{[注ちゅう 2]}	原子力げんしりょく	電力でんりょく	33	独どく版ばんには「効率こうりつは10%」の注意ちゅうい書がきがある。
水力すいりょく発電はつでん	力学りきがく	電力でんりょく	80–90	水みずを高所こうしょに上昇じょうしょうさせる過程かていを含ふくむ揚水ようすい発電はつでんの効率こうりつは70％程度ていど。
風力ふうりょく発電はつでん	力学りきがく	電力でんりょく	<59
太陽光たいようこう発電はつでん	電磁波でんじは(太陽光たいようこう)	電力でんりょく	5–40	普及ふきゅう品ひん12％～21%^[2]、理論りろん限界げんかい85-90％
MHD発電はつでん (電磁でんじ流体りゅうたい発電はつでん)	熱源ねつげん	電力でんりょく	<30
全ぜん世界せかいの発電はつでん効率こうりつ	すべて	電力でんりょく	39	総合そうごう効率こうりつは33％、電力でんりょくの内部ないぶ消費しょうひ、送電そうでんロスなどで減少げんしょう。2008年度ねんどの実績じっせき^{[注ちゅう 3]}
水みずの電気でんき分解ぶんかい	電力でんりょく	化学かがく	70
エネルギー変換へんかん機械きかい・装置そうち
燃料ねんりょう電池でんち	化学かがく	電力でんりょく	30–70
熱ねつ電でん対たい	熱ねつ	電力でんりょく	3–8
蒸気じょうき機関きかん	熱ねつ	動力どうりょく	3–44
スターリングエンジン	熱ねつ	動力どうりょく	10–66
オットーサイクル	化学かがく	動力どうりょく	10-37
ガソリンエンジン (自動車じどうしゃ)	化学かがく	動力どうりょく	20-51
ディーゼルエンジン	化学かがく	動力どうりょく	< 50
2ストローク低速ていそくディーゼル	化学かがく	動力どうりょく	55	大型おおがた船舶せんぱく用よう
パルスジェット	化学かがく	動力どうりょく	?
タービンエンジン (航空機こうくうき)	化学かがく	動力どうりょく	40
電気でんきモーター	電力でんりょく	動力どうりょく	20–99.5	出力しゅつりょく200W以上いじょうのモーターでは70％以上いじょう
自転車じてんしゃ用ようダイナモ	力学りきがく	電力でんりょく	20–65	高こう効率こうりつのハブダイナモもあるが、一般いっぱんのタイヤ・リム式しきの効率こうりつは20%前後ぜんご。
発電はつでん機き	力学りきがく	電力でんりょく	95–99.5
白熱はくねつ電球でんきゅう	電力でんりょく	電磁波でんじは(可視かし光こう)	3–5	ハロゲンランプを除のぞく
蛍光けいこう灯とう	電力でんりょく	電磁波でんじは(可視かし光こう)	28	英えい版ばんより
LED	電力でんりょく	電磁波でんじは(可視かし光こう)	5–25
送信そうしん機き	電力でんりょく	電磁波でんじは(電波でんぱ)	30–80
高こう電圧でんあつ送電そうでん	電力でんりょく	電力でんりょく	95	高こう圧あつ送電そうでん網あみにおける電線でんせん路ろの距離きょり（長ながさ）に依存いぞんしない（送電そうでんロスを含ふくまない）多た段階だんかいの変電へんでん所しょおよび柱はしら上じょう変圧へんあつ器きにおける変換へんかん効率こうりつである。
スイッチング電源でんげん	電力でんりょく	電力でんりょく	50–95
変圧へんあつ器き	電力でんりょく	電力でんりょく	50–99.8
インバータ	電力でんりょく	電力でんりょく	93–98
スピーカー	電力でんりょく	音波おんぱ	0.1–40	一般いっぱんにハイファイスピーカーでは 0.3
歯車はぐるまポンプ	力学りきがく	動力どうりょく	< 90
熱源ねつげん
キャンプファイヤー/囲炉裏いろり/火鉢ひばち	化学かがく	熱ねつ	< 15	裸はだか火ひであり調理ちょうりの為ための熱源ねつげんとだけみれば効率こうりつは良よくないが、同時どうじに照明しょうめい、暖房だんぼう効果こうかもある。
かまど/七なな輪りん	化学かがく	熱ねつ	？
ガスコンロ	化学かがく	熱ねつ	60–70
電気でんきコンロ	電力でんりょく	熱ねつ	50–60
電磁でんじ調理ちょうり器き	電力でんりょく	熱ねつ	83
暖炉だんろ	化学かがく	熱ねつ	10–30
ガスヒーター	化学かがく	熱ねつ	80–90
石炭せきたんストーブ (家庭かてい用よう)	化学かがく	熱ねつ	30–50
石炭せきたんストーブ (工業こうぎょう用よう)	化学かがく	熱ねつ	80–90
冷蔵庫れいぞうこ	電力でんりょく	熱ねつ(冷却れいきゃく)	20–50
太陽熱たいようねつパネル	電磁波でんじは(太陽光たいようこう)	熱ねつ	< 85
投なげ込こみヒーター	電力でんりょく	熱ねつ	< 98
自然しぜん界かい
光合成こうごうせい	電磁波でんじは(太陽光たいようこう)	化学かがく	35
蛍ぼたる	化学かがく	電磁波でんじは(可視かし光こう)	< 95
デンキウナギ	化学かがく	電力でんりょく	？
人間にんげんの骨格こっかく筋すじ	化学かがく	動力どうりょく	20–30
その他た
採炭さいたんから燃焼ねんしょうまで^{[注ちゅう 4]}	化学かがく	熱ねつ	30–60
光合成こうごうせいによるバイオマスの生産せいさんからその燃焼ねんしょうまで^{[注ちゅう 1]}	電磁波でんじは(太陽光たいようこう)	化学かがく	0.1–2.5

脚注きゃくちゅう[編集へんしゅう]

[脚注きゃくちゅうの使つかい方かた]

注釈ちゅうしゃく[編集へんしゅう]

^ ^a ^b Gesamtwirkungsgrad, d. h. auch einschließlich Energie, die zur Bereitstellung der Reaktionsmoleküle erforderlich ist.
^ The efficiency of nuclear power plants, according to official methods (IEA, EUROSTAT: efficiency approach) with 33% (= efficiency of an average thermal power plant) is fictitious, because the nuclear fuel (eg uranium) is not a simple way a kind of energy value (as with fossil fuels) is assigned can be, ie there is physical / chemical no clearly defined primary energy. Based on the total energy gap of U235, the efficiency of a nuclear power plant in nearly 10%. this approach, but additional costs of reprocessing the fuel rods to be factored in the case.
^ IEA/OECDの資料しりょうより。詳細しょうさいは発電はつでんを参照さんしょう。
^ Wirkungsgrad der Kohleförderung: Wie viele Tonnen Braun- bzw. Steinkohle muss ich fördern und für die Produktionsanlagen verstromen, um eine Tonne verkaufen zu können?

出典しゅってん[編集へんしゅう]

^ IEC/OECDの2008年度ねんどエネルギー収支しゅうしより、2011年ねん6月がつ閲覧えつらん
^ 2013年ねん10月がつ現在げんざい太陽光たいようこう発電はつでんの効率こうりつ