Käytämme päivittäin energiaa eri tarkoituksiin. Se on yksi tärkeä suure jokaisella fysiikan osa-alueella. Käytännössä energia ilmenee eri muodoissa, kuten esimerksi sähkönä, lämpönä tai liikkeenä. Kuinka energiaa ja sen kulutusta sitten mitataan? Käytössä on useita eri yksiköitä, mutta kun kyseessä on sähkönkulutus, on silloin lähes poikkeuksetta wattitunti, ja yleisimmin kotitaluksien kohdalla sen moninkerta kilowattitunti (kWh), joka vastaa siis tuhatta wattituntia. Tässä artikkelissa tutustumme syvemmin tähän energian yksikköön, sen käyttöön ja erityisesti sen merkitykseen arkielämässä ja sähkönkulutuksessa.
Mikä on kilowattitunti (kWh)?
Kilowattitunti (kWh) on energian mittayksikkö, jota käytetään kuvaamaan sähkön kulutusta ja tuotantoa. Se perustuu tehon ja ajan yhdistelmään, ja se kuvaa yhden kilowatin teholla toimivan laitteen käyttämää energiaa yhden tunnin aikana. Yksinkertaisesti sanottuna se kertoo, kuinka paljon energiaa kulutetaan, kun laite toimii yhden tunnin ajan 1 000 watin teholla.
Sähkölaitteen sähkönkulutus on siis helppo laskea yksinkertaisella kertolaskulla: Tarvitsee vain katsoa laitteen teho kilowateissa (kilowatti vastaa 1 000 wattia) ja kertoa se laitteen käyttämällä ajalla tunneissa. Näin saat sähkönkulutuksen kilowattitunneissa.
Otetaan muutama käytännön esimerkki: Mitä vaaditaan yhden kilowattitunnin energiamäärän saavuttamiseksi?
- 40 W hehkulamppu päällä 25 tuntia
- 7 W led lamppu päällä 143 tuntia
- Tyypillinen uuni kotitaloudessa päällä noin puoli tuntia.
- 200 litrainen jääkaappi päällä yhden päivän ajan
Kuukauden aikana kahden hengen kerrostaloasunnossa sähköä kuluu tyypillisesti noin 2 500 kWh vuoden aikana. Omakotitaloissa lämmitystapa vaikuttaa merkittävästi sähkönkulutukseen, sähkölämmitteinen omakotitalo kuluttaa vuodessa noin 20 000 kWh sähköä.
Muut energian yksiköt
Joule
‘fysiikassa ja muissa tieteissä käytetään yleisesti kansainvälisen yksikköjärjestelmän, eli SI-järjestelmän yksiköitä. SI-järjestelmässä energiaa mitataan jouleina. Yksi joule vastaa energiaa, joka kuluu kun kappeletta siirretään yhden metrin verran yhden newtonin suuruisella voimalla. Sähkön ollessa kyseessä joule voidaan kuvata myös energiana, joka kuluu kun yhden sekunnin ajan ajetaan yksi ampeeri virtaa yhden ohmin vastuksen läpi. Joule on saanut nimensä englantilaisen fyysikon James Prescott Joulen mukaan. Yksi kilowattitunti on 3,6 megajoulea.
Kalori
Myös ruokamaailmasta tuttu kalori on energia yksikkö. Sitä on käytetty erityisesti lämpöenergian kuvaamiseen, ja se tuleekin latinankielisestä sanasta calor. Vaikka fysiikassa onkin jo siirrytty käyttämään yllä kuvattua SI-järjestelmän mukaista joule-yksikköä energialle, on kalori edelleen käytössä ruoka-aineiden energiapitoisuuden ilmoittamisessa ravintokoostumuksissa. Yksi kalori vastaa 4,1868 joulen energiaa.
Kuinka kWh-yksikköä käytetään?
kWh-yksikköä käytetään laajalti sähkönkulutuksen mittaamisessa ja laskuttamisessa kotitalouksissa, yrityksissä ja teollisuudessa. Sähkömittarit mittavat sähkönkulutuksen kWh-yksiköissä, ja tämä tieto muunnetaan laskuttamista varten rahalliseen summaan, joka perustuu sähkön hintaan ja kulutukseen. Esimerkiksi, jos kodin sähkömittari näyttää että sähköä on kulunut 1 500 kWh kuukaudessa, se tarkoittaa, että kyseisen kuukauden aikana kodin laitteet ja valaistus ovat käyttäneet yhteensä 1 500 kilowattituntia sähköä.
Kilowattitunteja käytetään myös sähkösopimuksissa. Niissä on yleensä joko ilmoitettu hinta sentteinä per kilowattitunti, tai sitten kiinteään kuukausittaiseen hintaan kuuluu tietty määrä kilowattitunteja. Ensimmäisen tyyppisessä hinta voi olla esimerkiksi kuukauden keskimääräinen Nord Pool -sähköpörssin hinta, tai jokaiselle tunnille erikseen määräytyvä spot-hinta. Tällaisissa sopimuksissa laskun loppusummaan pystyy vaikuttamaan pienentämällä kulutusta tai siirtämällä kulutusta edullisemmille tunneilla. Esimerkiksi omakotitaloissa sähkölämmitystä kannattaa pitää päällä öiseen aikaan kun sähkö on edullista. Kulutuksen mukaan laskutettavissa sähkösopimuksissa on tyypillisesti lisäksi kuukausittainen perusmaksu, joka vaihtelee yleensä 3 ja 5 € väliltä.
Kiinteällä kuukausimasulla varustetuissa sähkösopimuksissa kiinteään hintaan kuuluu yleensä tietty määrä kilowattitunteja sähköenergiaa. Ylimenevästä osuudesta laskutetaan erikseen. Oman sähkönkulutuksen tietäminen tällaisissa sopimuksissa onkin ensiarvoisen tärkeää, sillä usein ylimenevä osuus on kalliimpaa kuin sopimukseen kuuluva sähkö.
KWh ja energiatehokkuus
kWh-yksikkö on myös tärkeä työkalu energiatehokkuuden arvioinnissa. Kun tiedetään, kuinka paljon energiaa laite kuluttaa tietyn ajanjakson aikana, voidaan vertailla eri laitteiden tehokkuutta ja valita energiatehokkaimmat vaihtoehdot. Uudessa EU-alueella käytettävässä energiamerkinnässä on aina ilmoitettu energiankulutus. Energiamerkinnässä kerrotaan laitteen kulutus, hieman eri tavalla riippuen siitä mikä laite on kyseessä. Jääkaappien ja pakastimien tapauksessa energiamerkinnästä löytyy vuotuinen sähkönkulutus (kWh/a), lampuissa per 1 000 tuntia, pyykin- ja astianpesukoneissa per 100 pesukertaa. Esimerkiksi uuden energiatehokkaan jääkaapin energiankulutus saattaa olla noin 75 kWh vuodessa. Vertailemalla kulutusta on mahdollista valita mahdollisimman energiatehokas vaihtoehto.
Arkielämän esimerkkejä kWh-yksikön käytöstä
Kilowattituntia voidaan soveltaa moniin arkipäivän tilanteisiin. Tässä on muutamia esimerkkejä:
- Kodin sähkölaitteet: Käyttämällä kWh-yksikköä voit seurata ja hallita sähkölaitteiden kulutusta. Esimerkiksi pesukoneen käyttöohjeet voivat kertoa, että yksi pesukoneellinen kuluttaa keskimäärin 1,5 kWh sähköä. Tämä auttaa sinua arvioimaan sähkönkulutusta ja suunnittelemaan energiatehokkaampaa käyttöä.
- Valaistus: kWh-yksikköä voidaan käyttää myös valaistuksen arvioinnissa. Esimerkiksi tehokkaat LED-valot kuluttavat vähemmän energiaa verrattuna perinteisiin hehkulamppuihin. Valitsemalla energiatehokkaat lamput voit vähentää sähkönkulutusta ja säästää samalla rahaa.
- Aurinkopaneelit: Aurinkopaneelit tuottavat energiaa, ja niiden kapasiteetti ilmoitetaan usein kilowattitunteina. Tämä auttaa sinua suunnittelemaan aurinkopaneelijärjestelmän, joka vastaa kotitalouden energiantarvetta.
Kilowattitunnin käyttö teollisuudessa
kWh-yksikköä käytetään myös laajalti teollisuudenalalla. Esimerkiksi valmistusprosesseissa voidaan seurata energiankulutusta ja arvioida tuotantolinjojen tehokkuutta kilowattitunneissa. Tämä auttaa yrityksiä tunnistamaan alueet, joissa energiaa voidaan säästää ja prosesseja voidaan parantaa. Teollisuudessa kulutus on usein kotitalouksia suurempaa, joten silloin kulutuksessa saatetaan puhua kilowattituntien sijaan megawattitunneista. Yksi megawattitunti vastaa tuhatta kilowattituntia.
Yhteenveto
kWh-yksikkö on tehokas tapa arvioida ja mitata energiankulutusta sekä teollisuudessa että arkielämässä. Se tarjoaa tärkeän mittayksikön sähkönkulutuksen arvioinnissa, laskuttamisessa ja energiatehokkuuden parantamisessa. Ymmärtämällä kWh-yksikön merkitys voimme tehdä tietoisempia päätöksiä energian käytössä ja vähentää ympäristövaikutuksiamme samalla kun säästämme kustannuksia. Energia on oleellinen suure sekä fysiikassa että arkielämässä ja sen mittaaminen on tärkeää, jotta pystymme ymmärtämään paremmin meitä ympäröivää maailmaa.
