故事二、關於能量

目前我們利用到的太陽能,只佔太陽輻射在地球表面的總能量的十萬分之一不到,只要我們能掌握其中的千分之一太陽能,就足以供應全球能源使用...

能量單位換算

能量的單位是焦耳(J),但我們在能源上最常使用的單位是瓦時(Wh)以及功率 (W, Watt瓦特),W 這個單位正是以工業革命的代表人物 Watt 來命名,以彰顯詹姆斯·瓦特對現代科學與工業的貢獻

能量、熱量、電量彼此間是可以相互換算,公式如下圖:

計算電量大小的單位是 Wh,就是 1W功率持續輸出 1 小時,通常我們以乘以1000作為標準劑量單位,也就是 kWh(一度電),而功率為 1kW 持續輸出 1 小時,kW 中文為「瓩」這個字,唸作“千瓦”

功率大小

我們將功率由小到大排列:

1W – LED省電燈泡的用電功率級數

10W – 省電燈泡的用電功率級數

100W – 高級音響的輸出功率級數

1KW(10^3W)- 電鍋、微波爐的用電功率級數

10KW(10^4W)- 電梯運作時的用電功率級數

100KW(10^5W)- 電動車的動力功率級數

1MW(10^6W)- 百噸級船艦的動力輸出級數

10MW(10^7W)- 千噸級船艦的動力輸出級數

100MW(10^8W)- 萬噸級船艦的動力輸出級數

1GW(10^9W)- 大型電廠的功率級數,例如:台中火力發電廠 5.8GW,核三廠 1.9GW

10GW(10^10W)- 特大型電廠的功率級數,例如中國三峽大壩水力發電廠 22GW

100GW(10^11W)- 全球太陽能電站加總發電功率級數,約700GW(2019年數據)

1TW(10^12W)- 超級大國發電功率級數:中國4.5TW,美國3.0TW(2019年數據)

100PW(10^17W)- 太陽輻射在地球表面的總能量功率:174PW

100YW(10^26W)- 太陽輻射的總能量功率:384YW

結論

目前我們利用到的太陽能,只佔太陽輻射在地球表面總功率的百萬分之一,無論太陽能、風能或水力,只要我們能掌握其中的千分之一太陽能,就足以供應全球能源的使用,用取之不盡用之不竭的清潔能源取代石化燃料,減少碳排與溫室效應,逐步讓地球重新恢復生機