Energiomdannelse og energikvalitet

Det ligger næsten i ordet. Energiomdannelse er når en energiform bliver omdannet til en anden, som f.eks. strålingsenergi til elektrisk energi (som bla. sker ved solceller). Det er dog vigtig at pointere, at ingen energi nogensinde vil gå tabt, men den vil blot blive omdannet til en anden form (eller til masse).

Energikvalitet er en måde at opdele energiformer på, efter kvalitet for os mennesker, men også efter hvordan de kan blive omdannet. F.eks. er elektrisk energi af høj kvalitet, da vi mennesker bruger det meget, men også fordi det nemt kan omdannes til andre former. Termisk energi (også kaldt varmeenergi) er af lav kvalitet. Det er ofte svært at omdanne, og det er "skyld i" hvad man kalder varmetab (eller nyttevirkning).

Man kan i princippet omdanne elektrisk energi til mekanisk energi uden varmetab. Derfor siges elektrisk energi af have høj kvalitet. Kvaliteten er ikke bestemt af, hvor meget vi bruger energiformen.

Man kan ikke omdanne varme til mekanisk energi uden varmetab. Under omdannelsen af varmeenergien skal man have to varmereservoirer, et med temperaturen T₁ og et med temperaturen T₂. Der gælder, at den mængde mekansik energi, E_m, man kan få ud af varmeenergimængden E_v, højst er:

Det skyldes, at varme er små tilfældige bevægelser af molekylerne. Det er dette "rod" af bevægelser, der er problemet. Man siger derfor, at varmeeergi har lav kvalitet.

Ved kraftværker varmer man normalt vand op til en så høj temperatur, at det bliver til damp under meget højt tryk. Dampen sendes gennem turbiner, der giver mekanisk energi. Når den kommer ud på den anden side, fortættes den til vand igen. Derved afgiver den noget varme, som oftest benyttes til fjernvarme eller sendes ud til fiskene i havet.