Wattora

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Il wattora (simbolo Wh[1][2][3] o W·h [4]), è un'unità di misura derivata non approvata dell'energia, definita come l'energia complessiva fornita qualora una potenza di un Watt (W) sia mantenuta per un'ora (h). Non fa parte del sistema internazionale e in pratica sono utilizzati solo alcuni suoi multipli, in particolare il chilowattora o kilowattora (simbolo kW·h, comunemente scritto kWh) è usato come unità di vendita dell'energia elettrica da parte delle aziende elettriche agli utenti[5] e nel settore commerciale in generale.

Definizione[modifica | modifica wikitesto]

Poiché 1 W = 1 J/s e 1 h = 3600 s, allora risulta: {\displaystyle  1 \; \mathrm{W \cdot h}=(3600\,\mathrm{s}) \lbrack \mathrm{W}\rbrack=3600\, \lbrack \mathrm{s}\rbrack\Bigg \lbrack \frac{\mathrm{J}}{\mathrm{s}}\Bigg\rbrack=3600\,\mathrm{J}=3,6\,\mathrm{kJ}
}L'unità di misura dell'energia nel Sistema internazionale (SI) è il joule, siccome l'ora (simbolo h) è un'unità esterna al SI, sebbene tollerata, allora anche il wattora con i suoi multipli sarà un'unità non-SI[6].

Esempi[modifica | modifica wikitesto]

Contatore analogico di energia elettrica, si nota che la lettura è di 34 165 kWh

Una stufa da 1 000 watt (1 kW) accesa per un'ora consuma 1 kWh di energia, equivalente a 3,6 MJ. Una lampadina da 40 watt accesa per 25 ore consumerà un chilowattora di energia elettrica. L'energia elettrica viene venduta in chilowattora; costo di esercizio dovuto al consumo energetico è il prodotto della potenza di kW moltiplicata per il tempo in ore e del prezzo per chilowattora consumato. Il prezzo unitario di energia elettrica può dipendere dal tasso di consumo e dalla fascia oraria del giorno[5]. Gli utilizzatori industriali possono anche avere costi aggiuntivi in base al loro utilizzo massimo e al fattore di potenza[7].

Multipli e conversione tra unità[modifica | modifica wikitesto]

Come già detto vengono usati soprattutto suoi i multipli, in particolare chilowattora, megawattora, gigawattora e terawattora per quanto riguarda la produzione e la vendita[8] di energia. Il milliwattora (mWh) è alle volte usato per indicare il contenuto energetico delle pile stilo e mini stilo[9].

Multiplo Nome Simbolo

secondo

NIST[4]

Simbolo diffuso

nella

pratica[1][8][10]

valore in J
10−3 milliwattora mW·h mWh 3,6
100 wattora W·h Wh 3,6 × 103
103 chilowattora kW·h kWh 3,6 × 106
106 megawattora MW·h MWh 3,6 × 109
109 gigawattora GW·h GWh 3,6 × 1012
1012 terawattora TW·h TWh 3,6 × 1015
1015 petawattora PW·h 3,6× 1018

Il wattora misura una quantità di energia, mentre il watt misura una potenza. Una potenza di 1 W erogata (o richiesta) per 1 secondo comporta una quantità di energia di 1 joule (in un'ora saranno quindi prodotti, o consumati, 3600 J che equivalgono a 1 Wh). Il GWh/a pur avendo formalmente le dimensioni di una potenza rappresenta l'energia totale erogata in media ogni anno da una centrale elettrica, tenendo conto dei momenti in cui essa non è in funzione o non fornisce piena potenza[11].

kJ Wh kWh BtuIT kcalIT[12]
1kJ 1 \tfrac{1}{3,6} \tfrac{1}{3600} ≈0,9478 ≈0,2388
1 Wh = 3,6 1 10-3 ≈3,412 ≈0,8598
1 kWh = 3 600 1000 1 ≈3 412 ≈859,8
1 Btu = ≈1,055 ≈0,2931 ≈2,931 × 10−4 1 ≈0,2520
1 kcalIT = 4,1868 1,163 1,163 × 10−3 ≈3,968 1

Confusione tra wattora e watt[modifica | modifica wikitesto]

Alle volte i termini energia e potenza vengono confusi. La potenza è un lavoro (energia) diviso l'unità di tempo; nel S.I. viene misurata in watt (1 W = 1 J/s) . Per produrre potenza in un dato periodo di tempo è richiesta energia.

Un carico elettrico (ad esempio una lampada, tostapane, motore elettrico, ecc) ha una taglia espressa in watt, che rappresenta la potenza assorbita in esercizio, che equivale al tasso istantaneo con cui l'energia deve essere generata e consumata per far funzionare il dispositivo. L'unità di fatturazione dell'energia elettrica per usi residenziali, il kilowattora, integra la potenza in uso presso un'abitazione sul periodo di fatturazione passato, quindi rappresenta l'energia cumulata in quel periodo.

Ad esempio, se una lampadina da 100 watt è accesa per un'ora, l'energia utilizzata è di 100 Wh o 360 kJ. La stessa quantità di energia farebbe illuminare una lampadina da 40 watt per 2,5 ore, o una lampadina a basso consumo energetico da 10 watt per 10 ore.

Notazione simbolica[modifica | modifica wikitesto]

L'uso della notazione "kWh" (MWh, GWh, TWh) non è conforme alla norma del Sistema Internazionale (SI), sebbene il wattora non ne faccia formalmente parte. Una guida pubblicata nel 2008 dal NIST consiglia di evitare la notazione "kWh" ed estende le regole di scrittura del SI, proponendo la scrittura "kW h" o "kW·h"[4]. Nonostante ciò nello stesso documento si cita lo standard ISO 31-0 che suggerisce che, se ciò non causa confusione, si possa omettere lo spazio che indica la moltiplicazione tra due unità, come dimostrato dalla pratica che preferisce simbolo "kWh" piuttosto che "kW·h" o "kW h"[4]. La pratica è tanto diffusa che oltre al citato standard ISO, il Comitato Elettrotecnico Italiano (CEI) riconosce il simbolo Wh e kWh, prevedendolo in via esclusiva[2]. Vale la pena di evidenziare la posizione testuale del documento citato del NIST:
Tuttavia, questa guida prende la posizione che un punto mezzo-alto o uno spazio dovrebbe sempre essere utilizzato per evitare possibili confusioni; per questo stessa ragione, solo una di queste due forme consentite deve essere usato in qualsiasi manoscritto dato.[13]
Le ragioni di questa posizione definitiva del normatore negli Stati Uniti è evidente ogni giorno, leggendo la stampa ed ascoltando i media, ove la diffusa confusione tra energia e potenza ci rimanda alla rassomiglianza del simbolo kWh con kW, ove la lettera h possa apparire ai meno competenti come un semplice orpello vezzoso, banalmente eliminabile. Le ragioni per cui in Germania ed in Italia si spinge anche a livello ufficiale ad utilizzare il kWh sta nella diffusa volontà di continuare a considerare il chilowattora come una unità di misura a se stante, e non degradata ad un simbolo composito, come, oggi, previsto dalla normativa internazionale SI.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b ASTM SI10-10, IEEE/ASTM SI 10, American National Standard for Metric Practice, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2010.
    «The symbols for certain compound units of electrical power are usually written without separation, thus: watthour (Wh), kilowatthour (kWh), voltampere (VA), and kilovoltampere (kVA)».
  2. ^ a b Norma It. CEI 24-2, Fascicolo 3018 R, Edizione Prima, CEI - CT 1/25, 1997. URL consultato il 15 luglio 2015 (archiviato il 19 maggio 2015).
  3. ^ Dizionario Treccani, Definizione di chilowattora, treccani.it. URL consultato il 14/6/2015.
  4. ^ a b c d NIST, 6.1.5 Unit symbols obtained by multiplication (PDF), in Guide for the Use of the International System of Units (SI), 2008, pp. 12, 13.
    «Reference [4: ISO 31-0] suggests that if a space is used to indicate units formed by multiplication, the space may be omitted if it does not cause confusion. This possibility is reflected in the common practice of using the symbol kWh rather than kW·h or kW h for the kilowatt hour. Nevertheless, this Guide takes the position that a half-high dot or a space should always be used to avoid possible confusion; for this same reason, only one of these two allowed forms should be used in any given manuscript.».
  5. ^ a b Autorità per l'energia elettrica e il gas (AEEG), Prezzi al kWh per cliente tipo servito in maggior tutela, autorita.energia.it. URL consultato il 15 Giugno 2015.
  6. ^ Units outside the SI (PDF), in The International System of Units (SI), 8ª ed., Parigi, BIPM, 2006, p. 123. URL consultato il 15 giugno 2015.
  7. ^ Autorità per l'energia elettrica e Gas (AEEG), Corrispettivo per prelievo di energia reattiva, autorita.energia.it. URL consultato il 15 Giugno 2015.
    «[...] applicazione delle penalità per prelievi con insufficiente fattore di potenza [...]».
  8. ^ a b Autorità per l'energia elettrica e il gas (AEEG), RELAZIONE ANNUALE SULLO STATO DEI SERVIZI E SULL’ATTIVITÀ SVOLTA (PDF), Volume 1 Stato dei servizi, 2012. In tutto il testo l'AEEG fa ampio uso dei simboli kWh, MWh, GWh, TWh.
  9. ^ Richard Dunlap, 19.2 Battery Types, in Sustainable Energy, Cengage Learning, 2014, pp. 487-490, ISBN 9781305156210.
    «[...] the energy content of a Zn-C AAA battery is 270 mWh [...]».
  10. ^ Tea Spa, Glossario, contea.teaspa.it. URL consultato il 14/06/2015.
  11. ^ a2a, Le Centrali Idroelettriche di Prevalle (PDF), a2a.eu. URL consultato il 14/06/2015.
    «Il GWh/anno dà una misura dell’energia totale erogata in media ogni anno da una centrale elettrica, tenendo conto dei periodi in cui essa non è in funzione o non fornisce piena potenza.».
  12. ^ Si tratta di kilocalorie internazionali, definite esattamente pari a 4,1868 kJ. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML on-line corrected version: http://goldbook.iupac.org (2006-) created by M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8. DOI: 10.1351/goldbook.C00784
  13. ^ Guide for the Use of the International System of Units (SI) p.12

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