Energi kan inte f\u00f6rbrukas, energi kan endast omvandlas fr\u00e5n en energiform till en annan energiform. Till exempel kan kemisk energi i bensin omvandlas till v\u00e4rme och tryckenergi i en f\u00f6rbr\u00e4nningsmotor. Dessa energiformer f\u00f6rvandlas i sin tur till r\u00f6relseenergi i motorns innanm\u00e4te och vidare till v\u00e4xell\u00e5dan ut i hjulaxlarna och ut p\u00e5 hjulen. Bilen f\u00e5r d\u00e4rmed r\u00f6relseenergi och vi kan transportera oss. P\u00e5 v\u00e4gen fr\u00e5n bensinen till hjulen sker m\u00e5nga energiomvandlingar, dessa \u00e4r beh\u00e4ftade med f\u00f6rluster i form av bl a friktion. Bensinen vi tankar utnyttjas egentligen r\u00e4tt d\u00e5ligt. Verkningsgraden f\u00f6r en bensinmotor \u00e4r inte b\u00e4ttre \u00e4n ca 30 %. Dessutom tappar vi m\u00e5nga av dessa procenten ytterligare i energiomvandlingar fr\u00e5n vevaxeln till hjulen.<\/p>\n\n\n\n \u00c4nd\u00e5, om vi skulle analysera den energi som vi stoppar in i motorn, skulle vi kunna hitta tillbaka varenda Wh eller Joule p\u00e5 v\u00e4gen ut fr\u00e5n bilen. St\u00f6rsta energim\u00e4ngden f\u00f6rvandlas till v\u00e4rme i avgaserna, i kylsystemet och som friktion i lager m m. Med andra ord energin som vi matat in kommer ut igen, men i andra former \u00e4n bensinenergi. Energi \u00e4r konstant! M\u00e5nga fler exempel ur vardagen kan illustrera ovanst\u00e5ende. Vilka energiomvandlingar sker till exempel om vi matar in elektrisk str\u00f6m i en matberedare?<\/p>\n\n\n\n Fysiken definierar exergi p\u00e5 f\u00f6ljande s\u00e4tt: Exergi \u00e4r den delen av energin som g\u00e5r att omvandla till mekaniskt arbete med hj\u00e4lp av en teknisk process. Olja kan till exempel f\u00f6rbr\u00e4nnas i en pannan d\u00e4r man kokar vatten till \u00e5nga. Den \u00e5ngan kan i sin tur driva en \u00e5ngturbin som \u00e4r kopplat till en generator som alstrar elektrisk str\u00f6m. F\u00f6rlusterna i processen g\u00f6r att endast ca 35% av oljeenergin blir elektrisk energi.\u00a0 Om jag fr\u00e5gar dig hur m\u00e5nga sedlar har du i pl\u00e5nboken och du svarar mig 13 st. D\u00e5 har jag f\u00e5tt ett besked om kvantiteten. Jag har dock ingen aning om hur rik du \u00e4r. Sedlarna kan vara 20 lappar eller 1000 lappar eller en blandning av olika val\u00f6rer.<\/p>\n\n\n\n Om jag fr\u00e5gar dig hur mycket energi g\u00f6r du och din familj av med per \u00e5r (OBS fr\u00e5gan \u00e4r felst\u00e4lld; hur mycket energi omvandlar du per \u00e5r?)<\/p>\n\n\n\n F\u00e5r jag som svar 80.000 kWh, vet jag kvantiteten, men jag har ingen aning om kvalit\u00e9n! Hade jag f\u00e5tt svaret vi g\u00f6r av med (omvandlar!) 20.000 kWh i form av bensin, 18.000 kWh i form av biobr\u00e4nsle och 7000 kWh i form av el och 35.000 kWh som vi inte har en aning om vilken kvalitet den har eftersom det \u00e4r energin som har omvandlats f\u00f6r att skaffa fram mat och andra f\u00f6rbrukningsvaror till v\u00e5r familj.<\/p>\n\n\n\n Ett s\u00e5dant svar skulle ge betydligt b\u00e4ttre information om vilka kvalit\u00e9er energi familjen omvandlar. Det skulle ocks\u00e5 g\u00e5 att r\u00e4kna ut hur mycket exergi familjen har f\u00f6rbrukat! Just det: exergi kan f\u00f6rbrukas<\/strong> i motsats till energi som endast g\u00e5r att omvandlas<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n Exergi g\u00e5r att uttrycka i siffror. Med tanke p\u00e5 hur exergi definieras (energi som g\u00e5r att omvandla till mekaniskt arbete) blir verkningsgraden f\u00f6r omvandlingsprocessen fr\u00e5n en viss sorts energi till mekaniskt arbete ett s\u00e4tt att uttrycka exergin i den ing\u00e5ende energin i det aktuella fallet.<\/p>\n\n\n\n Processen som \u00e4r b\u00e4st p\u00e5 att omvandla energi till mekaniskt arbete \u00e4r Carnot processen. (Nicolas Carnot 1796-1832 och James Watt 1736-1819 utvecklade teorier inom v\u00e4rmel\u00e4ran, termodynamiken, som vidareutvecklades av James Joule 1818-1889 och Lord Kelvin 1824-1907)<\/p>\n\n\n\n Carnot processen har en verkningsgrad som \u00e4r (Th\u00f6g<\/em> – Tl\u00e5g<\/em> )\/Th\u00f6g<\/em> D\u00e4r temperaturerna s\u00e4tts in i Kelvin.<\/p>\n\n\n\n Moderna elmotorer (stora) har en verkningsgrad om ca 98% Olja som f\u00f6rbr\u00e4nns f\u00f6r att v\u00e4rma ett hus, har en exergi som \u00e4r (1600-20)\/(1600+273)=0,84 Fj\u00e4rrv\u00e4rme med en temperatur om 80 \u00b0C som omvandlas till rumsluft om 20 \u00b0C har exergin: (80-20)\/(80+273)=0,17 V\u00e4rmer vi ett hus med 10.000 kWh, omvandlar vi 10.000 kWh till ljummen luft och vi f\u00f6rbrukar<\/strong><\/p>\n\n\n\n Exergin f\u00f6r fj\u00e4rrv\u00e4rmen \u00e4r naturligtvis i ett tidigare energiomvandlingsskede beroende av hur fj\u00e4rrv\u00e4rmen alstras. \u00c4r fj\u00e4rrv\u00e4rmen en restprodukt fr\u00e5n elalstring som i kraft-v\u00e4rmeverk* blir exergin s\u00e5 l\u00e5g som 0,17.<\/p>\n\n\n\n *(usch, det borde heta v\u00e4rme-elverk. I karftbolagens v\u00e4rld har kraft enheten kW, i fysikens v\u00e4rld har kraft enheten N (Newton))<\/p>\n\n\n\n El med sin h\u00f6ga exergi skall anv\u00e4ndas till det (enbart) el \u00e4r bra p\u00e5. Till exempel: belysning, driva elmotorer, datorer m m. El skall inte anv\u00e4ndas f\u00f6r att tillverka ljummen luft som har en exergi mycket n\u00e4ra noll. Det \u00e4r exergif\u00f6rbrukning!<\/p>\n\n\n\n Spillv\u00e4rme fr\u00e5n industrier och v\u00e4rme-elverk som har en l\u00e5g exergi skall anv\u00e4ndas till att v\u00e4rma v\u00e5r l\u00e5g-exergi rumsluft.<\/p>\n\n\n\n
Varf\u00f6r h\u00e5ller vi fast vid kunskaper som \u00e4r mer \u00e4n 150 \u00e5r gamla och tar inte till oss det man redan visste 1845?
Teorin om energins bevarande kom 1845, James Joule. William Thomson (Lord Kelvin) myntade begreppet termodynamik 1849. <\/em><\/p>\n\n\n\nVad \u00e4r d\u00e5 exergi?<\/h4>\n\n\n\n
Energi = exergi + anergi<\/p>\n\n\n\n
Anergi \u00e4r den delen av energin som inte g\u00e5r att omvandla till mekaniskt arbete. Denna del utg\u00f6rs av f\u00f6rluster. I processen ovan kyls den helt sonika bort. Med kyltorn eller havs-\/sj\u00f6-\/\u00e4lvsvatten<\/p>\n\n\n\n
Detta uttrycker exergi: exergi \u00e4r ett kvalitetsm\u00e5tt f\u00f6r energi.<\/p>\n\n\n\n
Exergin f\u00f6r el kan d\u00e4rmed s\u00e4ttas till 0,98.
10.000 kWh el inneh\u00e5ller 9.800 kWh exergi<\/p>\n\n\n\n
1 m3 olja inneh\u00e5ller 10.000 kWh energi och 8500 kWh exergi!<\/p>\n\n\n\n
10.000 kWh fj\u00e4rrv\u00e4rme (80 \u00b0C) inneh\u00e5ller d\u00e4rmed 1.700 kWh exergi.<\/p>\n\n\n\nSlutsats:
R\u00e4tt energiform skall anv\u00e4ndas p\u00e5 r\u00e4tt plats!<\/h4>\n\n\n\n