energiakelvittämiseen

Energiakelvittäminen tarkoittaa energian muuntamista erilaisten muotojen välillä. Se on keskeinen käsite sekä fysiikassa että tekniikassa ja kattaa muun muassa kemiallisen energian muuttamisen sähköenergiaksi, mekaanisen energian lämpöenergian muodoksi sekä päinvastoin. Käytännössä suurin osa teknisistä järjestelmistä toimii energian muuntamisen kautta: esimerkiksi polttoaineen kemiallinen energia muutetaan sähkön tai liikkeen energiaksi.

Perusperiaatteet: energian säilyminen — energian kokonaismäärä säilyy, vaikka muoto muuttuu. Termodynamiikan toinen laki asettaa rajoituksia: muunnokset ovat epätäydellisiä ja niihin kuluu aina osa energiaa häviöinä, usein lämmön muodossa. Energiakelvittämisessä puhutaan myös energian laadusta tai exergystä, jolla tarkoitetaan sen kykyä suorittaa töitä annetuissa olosuhteissa.

Sovelluksia ovat esimerkiksi voimalaitokset (sähköntuotanto polttoaineista tai lämpövoimasta), uusiutuva energiantuotanto (aurinko- ja tuulivoima), sähköiset ja mekaaniset muunnokset (generaattorit, moottorit), sekä energian varastointi (akut, siirrettävä lämpö). Energian muuntaminen on myös biologiassa: fotosynteesissä valon muuntaminen kemialliseksi energiaksi.

Mitoitus ja mittarit: energian yksiköitä ovat joule ja kilowattitunti; tehokkuus määritellään ulostulon energian ja sisäänvedetyn energian suhteena. Exergyn käsite kuvaa energian käytettävyyttä. Käytännön huomioita ovat häviöt, lämmöntuotanto ja ympäristövaikutukset.

Tulevaisuudessa energian kelvittäminen pyritään tekemään yhä tehokkaammaksi ja vähäpäästöiseksi, muun muassa parantamalla muuntolaitteiden hyötysuhteita, kehittämällä energian varastointia sekä integroimalla uusiutuvaa energiaa älykkäisiin sähkökeskuksiin.