Energia-alan keskeisiä termejä 1. Energiatase (energy balance) Energiataseet perustuvat energian häviämättömyyden lakiin. Systeemi rajataan ja siihen meneviä ja sieltä tulevia energiavirtoja tarkastellaan. Energian häviämättömyyden mukaisesti kaikkien energioiden summan pitää olla nolla. Tuotannolle voidaan laskea erilaisia energiaan liittyviä tunnuslukuja, kuten energiasuhde, nettoenergiasaanto tai ominaistuotto. 2. Energiasuhde (energy ratio) Energiasuhde Ne lasketaan tuottamiseen käytetyn energiamäärän E tuotanto ja tuotteesta saadun lämpömäärän E tuote suhteena: N e = E tuote / E tuotanto Tuotannossa pitäisi päästä aina yli yhden energiasuhteeseen, muutoin tuotannossa käytetään enemmän energiaa kuin mitä tuotteesta saadaan. Etenkin energian tuotannossa tämä on tärkeää. Ruuan tuotannossa kyseessä on esimerkiksi ihmiselle kelpaamattoman biomassan (heinä) muuttamisesta ravinnoksi kelpaavaan muotoon (maitotuotteet, liha). 1 / 9
3. Primäärienergia (primary energy) Energia siinä muodossa, jossa se esiintyy energialähteessä. (Energiasanasto, Tekniikan sanastokeskus. LVI-kustannus Oy, Helsinki 1989. s. 16). 4. Sekundäärienergia (secondary energy) Primäärienergiasta yhden tai useamman energiamuunnoksen kautta syntynyt energia. (Energiasanasto, Tekniikan sanastokeskus. LVI-kustannus Oy, Helsinki 1989. s. 16). 5. Suora ja epäsuora energia (direct and indirect energy/embodied energy) Suoralla energialla tarkoitetaan energiaa, joka käytetään suoraan tuotannossa esimerkiksi sähkönä tai polttoaineena (esim. öljy, hake ja puu). Epäsuora energia sisältää kaiken sen energian, joka on käytetty palvelun tai tuotteen aikaansaamiseksi (esim. lannoitteet, kasvinsuojeluaineet, rehut, rakennukset ja koneet). 2 / 9
(esim. Energy in World Agriculture, Energy in Farm Production, 1992, s. 46 ja 267) 6. Energiankantaja (energy carrier) Aine tai ilmiö, jota voidaan käyttää tekemään mekaanista työtä, tuottamaan lämpöä tai pitämään kemiallista tai tai fysikaalista prosessia käynnissä. Se voi olla mikä tahansa systeemi tai aine, jonka sisältämää energiaa voidaan muuntaa käyttökelpoiseksi energiaksi. Esimerkkejä energiankantajista ovat jännitetty jousi, varattu paristo, kondensaattori, paineilma, padottu vesi sekä nestemäiset, kaasumaiset ja kiinteät polttoaineet. (ISO 13600). 7. Lämpöarvo (heating value) Materiaalin lämpöarvo määritetään polttamalla siitä näyte hapella täytetyssä tilassa ja mittaamalla kuinka paljon se luovuttaa lämpöä. Tuloksesta lasketaan materiaalin kuiva-aineen lämpöarvo. Biomateriaaleissa on aina vettä (kosteutta) mukana ja niiden lämpöarvot muuttuvat kosteuden mukaan. Kostean materiaalin lämpöarvo voidaan laskea kuiva-aineen lämpöarvosta ottamalla huomioon veden määrän. Kuivan puun lämpöarvo on 17 19 MJ/kg riippuen puulajista. Halkovajassa hyvin kuivaneen puun kosteus on 15 %. Kostean materiaalin lämpöarvo saadaan yhtälöllä H = (1 - w) H a - 2,44 w. H a on kuiva-aineen lämpöarvo ja w on materiaalin kosteus. Halon lämpöarvo on, kun käytetään kuiva-aineelle 18 MJ/kg lämpöarvoa: (1-0,15) 18-2,443 0,15 = 14,9 MJ/kg. 1 kwh on 3,6 MJ, jolloin yhden halkokilon energiamäärä on 4,1 kwh. 3 / 9
8. Ominaislämpökapasiteetti Jos materiaalin lämpötilaa halutaan nostaa, kukin materiaali tarvitsee oman lämpömääränsä tähän. Esimerkiksi veden tai ilman lämpötilan nosto yhdellä asteella vaatii eri määrän lämpöenergiaa. Ominaislämpökapasiteetti ilmaiseen eri aineiden lämpötilan nostoon tarvittavan energiamäärän. 9. Ominaiskulutus (specific fuel consumption) Ominaiskulutusta käytetään kun halutaan verrata energian käyttöä työssä. Esimerkiksi traktorin kulutus l/h ei kerro kuinka tehokkaasti työtä tehdään. Kun kulutus mitataan yhden hehtaarin työssä, voidaan verrata vaikka eri äestystapojen energian käyttöä. Poltto-moottoreiden ominaiskulutus ilmoitetaan muodossa g/kwh. Tämä tarkoittaa sitä kuinka paljon polttoainetta tarvitaan yhden kwh suuruisen työmäärän tekemiseen. Jos ominaiskulutus on 250 g/kwh, tämä tarkoittaa 250 g polttoainemäärää (250 g on 3 dl). Jos poltto-öljyn hinta on 1 /l, yhden kwh hinnaksi tulee 30 centtiä. 10. U-arvo arvon avulla voidaan laskea rakenteiden (seinä, lattia, katto) läpi siirtyvä lämpöteho, kun sisä- ja ulkolämpötila tiedetään. Mitä pienempi U-arvo on sitä vähemmän lämpöä virtaa rakenteen läpi, esimerkiksi karjarakennuksissa U-arvon pitäisi olla 0,2-0,4 W/(m 2 K). Jos seinän U-arvo on 0,4 W/(m 2 K), pinta-alaltaan 70 m 2 seinä kun sisälämpötila on 10 C ja ulkolämpötila on -10 C aiheuttaa 0,4 70 20 = 560 W lämpövirran. 4 / 9
11. Työ, teho ja energia Työ, teho ja energia ovat fysiikassa määriteltyjä suureita. Työ määrittää tehdyn työmäärän, energia määrittää tehtävissä olevan työmäärän. Koska kyse on samasta asiasta, toinen on tehty työ ja toinen tehtävissä oleva, yksikkö on näillä sama. Perusyksikkö on J (joule), mutta usein käytetään yksikkönä kwh. Teho taasen näyttää kuinka nopeasti työ on tehty. Jos traktori käyt 60 kw teholla tunnin ajan, se on tehnyt 60 kwh työn. Jos tarvittava lämmitysteho on 1 kw, yksi halkokilo (4,1 kwh) riittää 4,1 tunnin ajaksi. 5 / 9
6 / 9
7 / 9
8 / 9
9 / 9