Energiatiheyttä

Energiatiheys tarkoittaa energian määrää, joka on varastoituneena tietyssä massassa tai tilavuudessa. Yleisimmin energiatiheys ilmoitetaan kahtena muotona: gravimetrinen energian tiheys, joka kuvaa energiaa per massa (J/kg tai Wh/kg), sekä tilavuustiheys, joka kuvaa energiaa per tilavuus (J/L tai Wh/L).

Energiatiheyttä kuvaavat pääasialliset lähteet voidaan jakaa kolmeen suureen ryhmään: kemiallinen energia, ydinenergia ja sähköinen energia. Kemiallinen energian tiheys liittyy kemiallisiin sidoksiin polttoaineissa ja akuissa; ydinenergia perustuu ydintoimintaan (fissio tai fuusio) ja sen tiheys on huomattavasti suurempi; sähköinen energian tiheys liittyy energiavarastoihin kuten kondensaattoreihin ja akkuihin, ja vaihtelee käyttötehon mukaan.

Mittauksessa käytetään erilaisia menetelmiä. Polttoaineille ja kemiallisille järjestelmille soveltuu kalorimetria ja vastaavat energian mittausmenetelmät, kun taas akkujen ja muiden tallennuslaitteiden tiheys määrätään kokeellisesti lataus- ja purkukäyttäytymisen sekä tilavuus- ja massa-arvojen perusteella. Tulokset esitetään yleisesti Wh/kg tai Wh/L, ja ne voivat riippua lämpötilasta, paineesta ja mittausmenetelmistä.

Sovellukset ja suunnittelu: energian tiheydellä on keskeinen merkitys energian varastointijärjestelmien valinnassa. Korkea gravimetrinen tiheys soveltuu kevyisiin kuljetusjärjestelmiin, korkea tilavuustiheys puolestaan tilankäytön optimointiin tiiviissä laitteistossa. Energiatiheyttä arvioidaan yhdessä turvallisuuden, kustannusten ja käyttöiän kanssa vaikuttavien tekijöiden kanssa.