エネルギー効率のソースを表示

[[ファイル:Efficiency diagram by Zureks.svg|thumb|[[サンキー・ダイアグラム]]<br>入力=出力+損失、効率=出力/入力]]

'''エネルギー効率'''（エネルギーこうりつ）とは、広義には投入した[[エネルギー]]に対して回収（利用）できるエネルギーとの[[比]]をさす。狭義には、[[燃焼]][[反応]]のうちどれだけのエネルギーが回収できるかという比率のこと。それに伴い燃焼して反応した時はエネルギーに対して効率が良いと考えられる

==概要==
求める出力とそれを得る為に消費した入力との割合である。[[熱機関]]におけるエネルギー効率は[[熱効率]]とも称され、高温熱源から入る熱量を <math>Q_1</math>、低温熱源へ排出される熱量を <math>Q_2</math> とすると、熱効率 <math>\eta</math> は
:<math>\eta = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1} = 1 - \frac{Q_2}{Q_1}</math>

で与えられる。

必ずしも、投入したエネルギーと回収（利用）できるエネルギーの形態は、同一ではない。例えば、太陽電池の場合、受光エネルギーに対する、出力電気エネルギーの比で、エネルギー効率をさす場合もある。ただし、この場合においては変換効率と称することが多い。

== エネルギー変換効率 ==
エネルギーを他の形態に変換する場合は、その効率は入力エネルギーと出力エネルギーを同一のエネルギー単位に換算してもとめられる。火力発電の場合、燃料の保有発熱量が入力エネルギー、電気エネルギーが出力エネルギーであり、いずれもジュールに換算することで効率が得られる。なお、電気エネルギーに変換されなかった分が廃棄熱（エネルギー）に相当する。　全世界の2008年度[[発電]]実績は消費エネルギーは[[石油換算トン]](ktoe)4,398,768キロトンで生産電力はグロスで1,735,579ktoe相当の電力(20,185TWh)、最終消費に供給された電力は1,446,285ktoe相当の電力(16,430TWh)であった<ref>IEC/OECDの[http://www.iea.org/stats/balancetable.asp?COUNTRY_CODE=29 2008年度エネルギー収支]より、2011年6月閲覧</ref>。グロスの効率は39％、最終効率は33％となる。

=== エネルギー変換効率の一覧 ===
下記の表は[[:de:Wirkungsgrad#Beispiele|エネルギー変換効率(独版)]]他より。

{{節スタブ}}

効率は前工程・機器等での消費や損失は考慮していない。エネルギー変換工程・機器への直近に投入されるエネルギーと出力との比較である。

{| class="wikitable"  style="text-align:center"
|- bgcolor="#ececec" 
|+ エネルギー変換効率<ref name=":0" group="注" />
|align=center bgcolor=#CCFFCC|'''変換形態'''
|align=center bgcolor=#CCFFCC|'''入力<br>エネルギー'''
|align=center bgcolor=#CCFFCC|'''有効出力'''
|align=center bgcolor=#CCFFCC style="white-space:nowrap" |'''効率  %'''
|align=center bgcolor=#CCFFCC|'''備考'''
|-
| |[[火力発電]] ([[石炭]])
| 化学
| 電力 
| 40–５3
|
|-
| |[[コンバインドサイクル発電]] 
| 化学
| 電力
| 50–60
|　<small>燃料が[[天然ガス]]の場合</small>
|-
| |[[コージェネレーション | CHPコージェネ]] 
| 化学
| 電力、熱
| 65-75, <98
|　<small>発電効率15～33パーセント、総合効率で65～75パーセントが可能である。</small>
|-
| |[[原子力発電]]<ref group="注" name="note2">The efficiency of nuclear power plants, according to official methods (IEA, EUROSTAT: efficiency approach) with 33% (= efficiency of an average thermal power plant) is fictitious, because the nuclear fuel (eg uranium) is not a simple way a kind of energy value (as with fossil fuels) is assigned can be, ie there is physical / chemical no clearly defined primary energy. Based on the total energy gap of U235, the efficiency of a nuclear power plant in nearly 10%. this approach, but additional costs of reprocessing the fuel rods to be factored in the case.</ref>
| 原子力
| 電力 
| 33
|　<small>独版には「効率は10%」の注意書きがある。</small>
|-
| |[[水力発電]] 
| 力学
| 電力 
| 80–90
|水を高所に上昇させる過程を含む揚水発電の効率は70％程度。
|-
| |[[風力発電]]
| 力学
| 電力 
| <59
|
|-
| |[[太陽光発電]] 
|  style="white-space:nowrap" |<small>電磁波(太陽光)</small>
| 電力 
| 5–40
|　<small>普及品12％～21%<ref>2013年10月現在[http://standard-project.net/solar/hikaku_efficiency.html 太陽光発電の効率]</ref>、理論限界85-90％</small>
|-
||[[MHD発電]] (電磁流体発電)
| 熱源
| 電力 
| <30
|
|-
| 全世界の発電効率
| すべて
| 電力 
| 39
| <small>総合効率は33％、電力の内部消費、送電ロスなどで減少。2008年度の実績<ref group="注" name="note1">[[IEA]]/[[OECD]]の資料より。詳細は[[発電]]を参照。</ref></small>
|-
| |水の[[電気分解]]
| 電力
| 化学 
| 70　
|
|-
|  colspan=5  bgcolor=#DFFFDF|'''エネルギー変換機械・装置'''
|-
| |[[燃料電池]] 
| 化学
| 電力 
| 30–70
|
|-
| |[[熱電対]]
| 熱
| 電力 
| 3–8
|
|-
| |[[蒸気機関]] 
| 熱
| 動力 
| 3–44
|
|-
| |[[スターリングエンジン]] 
| 熱
| 動力 
| 10–66
|
|-
| |[[オットーサイクル]] 
| 化学
| 動力 
| 10-37
|
|-
| |[[ガソリンエンジン]] (自動車) 
| 化学
| 動力 
| 20-51
|
|-
| |[[ディーゼルエンジン]]
| 化学
| 動力 
| < 50
|
|-
| |2ストローク低速ディーゼル 
| 化学
| 動力 
| 55
|　 <small>大型船舶用</small>
|-
| |[[パルスジェット]] 
| 化学
| 動力 
| ?
|
|-
| |タービンエンジン (航空機) 
| 化学
| 動力 
| 40
|
|-
| |[[電気モーター]] 
| 電力
| 動力 
| 20–99.5 
|　<small>出力200W以上のモーターでは70％以上</small>
|-
| |[[自転車]]用ダイナモ
| 力学
| 電力 
| 20–65 
|　<small>高効率の[[ダイナモ#ハブダイナモ|ハブダイナモ]]もあるが、一般のタイヤ・リム式の効率は20%前後。</small>
|-
| |[[発電機]]
| 力学
| 電力 
| 95–99.5 
|
|-
| |[[白熱電球]] 
| 電力
|  style="white-space:nowrap" | <small>電磁波(可視光)</small>
| 3–5
|　<small>[[ハロゲンランプ]]を除く</small>
|-
| |[[蛍光灯]]
| 電力
| <small>電磁波(可視光)</small>
| 28
|　<small>英版より</small>
|-
| |[[LED]]
| 電力
| <small>電磁波(可視光)</small>
| 5–25
|
|-
| |[[送信機]] 
| 電力
| <small>電磁波([[電波]])</small> 
| 30–80
|
|-
| |高電圧送電
| 電力
| 電力 
| 95
|　<small>高圧[[送電]]網における[[電線路]]の距離（長さ）に依存しない（送電ロスを含まない）多段階の[[変電所]]および[[柱上変圧器]]における変換効率である。</small>
|-
| |[[スイッチング電源]] 
| 電力
| 電力 
| 50–95
|
|-
| |[[変圧器]] 
| 電力
| 電力 
| 50–99.8
|
|-
| |[[インバータ]] 
| 電力
| 電力 
| 93–98
|
|-
| |[[スピーカー]]
| 電力
| 音波 
| 0.1–40
| <small>一般にハイファイスピーカーでは 0.3</small>
|-
| |[[歯車ポンプ]] 
| 力学
| 動力 
| < 90
|
|-
| colspan=5  bgcolor=#DFFFDF|'''熱源''' 
|-
| |キャンプファイヤー/[[囲炉裏]]/[[火鉢]]
| 化学
| 熱 
| < 15
|<small>裸火であり調理の為の熱源とだけみれば効率は良くないが、同時に照明、暖房効果もある</small>。
|-
| |[[かまど]]/[[七輪]]
| 化学
| 熱 
| ？
|

|-
| |ガスコンロ
| 化学
| 熱 
| 60–70
|
|-
| |電気コンロ
| 電力
| 熱 
| 50–60
|
|-
| |[[電磁調理器]]
| 電力
| 熱 
| 83
|
|-
| |[[暖炉]] 
| 化学
| 熱 
| 10–30
|
|-
| |ガスヒーター 
| 化学
| 熱 
| 80–90
|
|-
| |石炭ストーブ (家庭用) 
| 化学
| 熱 
| 30–50
|
|-
| |石炭ストーブ (工業用) 
| 化学
| 熱 
| 80–90
|
|-
| |[[冷蔵庫]] 
| 電力
| 熱(冷却) 
| 20–50
|
|-
| |太陽熱パネル 
| <small>電磁波(太陽光)</small>
| 熱 
| < 85
|
|-
| |[[:de:Tauchsieder|投げ込みヒーター]] 
| 電力
| 熱 
|  < 98
|
|-
|  colspan=5  bgcolor=#DFFFDF|'''自然界''' 
|-
| |[[光合成]] 
| <small>電磁波(太陽光)</small>
| 化学 
| 35
|
|-
| |[[蛍]] 
| 化学
| <small>電磁波(可視光)</small>
| < 95
|
|-
| |[[デンキウナギ]] 
| 化学
| 電力
| ？
|
|-
| 人間の[[骨格筋]] 
| 化学
| 動力
|  20–30
|
|-
| colspan=5  bgcolor=#DFFFDF|'''その他''' 
|-
| |採炭から燃焼まで<ref group="注">Wirkungsgrad der Kohleförderung: Wie viele Tonnen Braun- bzw. Steinkohle muss ich fördern und für die Produktionsanlagen verstromen, um eine Tonne verkaufen zu können?</ref>
| 化学
| 熱 
| 30–60
|
|-
| |<small>光合成による[[バイオマス]]の生産からその燃焼まで</small><ref group="注" name=":0">Gesamtwirkungsgrad, d. h. auch einschließlich Energie, die zur Bereitstellung der Reaktionsmoleküle erforderlich ist.</ref>
| <small>電磁波(太陽光)</small>
| 化学 
| 0.1–2.5
|
|-
|}

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
=== 注釈 ===
<references group="注"/>
=== 出典 ===
<references/>

== 関連項目 ==
*[[エネルギー収支比]]
*[[燃費]]
*[[熱効率]]
*[[発光効率]] - [[照明]]器具の効率を表す指数でエネルギー変換効率とは異なる。
*[[成績係数]]（COP） - [[温調]]器具の効率を示すものでエネルギー変換効率とは異なり100%以上の数値となる場合もある。
*[[発電]]
*[[消費電力]]
*[[エネルギーの経済効率]]
*[[高効率エネルギーシステム]]

{{Normdaten}}
{{DEFAULTSORT:えねるきいこうりつ}}
[[Category:エネルギー]]
[[Category:省エネルギー]]
[[Category:エネルギー変換|*]]
[[Category:性能]]
[[Category:無次元数]]