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2012年10月4日 · 80 PLUS教育我們，除了注重電源供應器的轉換效率之外，那就是幾乎每一款送測的電源供應器，效率曲線圖幾乎都是在額定功率的50％輸出時，轉換效率最高。 如果我買了700W的電源供應器，平常電腦只會消耗100W的能量，那麼電源轉換效率會不會比現在使用的400W電源供應器還差，每個月是否要為那消耗的電量付錢。 為何電源供應器的效率會在輸出為50％的時候效率最高？ 因為電源供應器裡有著固定消耗能量的裝置（例如控制晶片），當輸出功率越少，這些固定消耗能量的占比就比較高，計算後的效率就比較低。 如果輸出功率越接近額定功率的上限值，則是容易讓內部元件的運作滿載，零件溫度就比較高，因為電子材料特性的影響，效率也就比較低落。
- 概觀
- 基本介紹
- 簡介
- 相關知識與數據
能量轉換效率是指一個能量轉換設備所輸出可利用的能量，相對其輸入能量的比值。輸出可利用的能量可能是電能、機械功或是熱量。能量轉換效率沒有一致的定義，主要和輸出能量可利用的程度有關。
一般而言能量轉換效率是一個介於0到1之間的無量綱數字，有時也會用百分比表示。能量轉換效率不可能超過100%，因此永動機不存在。不過像熱泵之類的設備將熱由一處移到另一處，不是進行能量的轉換，其性能係數（英語：Coefficient of performance）往往會超過100%。
能量有許多種形式存在，各種形式能量的來源、用途不盡相同，人們為了方便利用，需要將能量在不同形式之間轉換。
能量轉換效率 是指一個能量轉換設備所輸出的可利用能量，相對其輸入能量的比值。輸出的可利用能量可能是電能、機械功或是熱量。能量轉換效率沒有一致的定義，主要與輸出能量的可利用度有關。
一般情況下，能量轉化需要一定的設備，由於設備本身的限制，能量不可能全部轉化為人們需要的能量。
類比 機械效率η = W有用/W總 × 100% ，轉化前消耗總能量是總功，轉化後是有用功，熱量損失為額外功。所謂能量轉換的效率，就是人們需要得到的能量（有用能量）與 消耗總能量 的比值。
•中文名：能量轉換效率（能量轉化效率）
•外文名：Energy Conversion Efficiency
•名詞類別：物理學
•單位：η（Eta，伊塔）
定義
能量轉換效率是指一個能量轉換設備所輸出可利用的能量，相對其輸入能量的比值。輸出可利用的能量可能是電能、機械功或是熱量。能量轉換效率沒有一致的定義，主要和輸出能量可利用的程度有關。 一般而言能量轉換效率是一個介於0到1之間的無量綱數字，有時也會用百分比表示。能量轉換效率不可能超過100%，因此永動機不存在。不過像熱泵之類的設備將熱由一處移到另一處，不是進行能量的轉換，其性能係數（Coefficient of performance）往往會超過100%。 以下的效率都屬於能量轉換效率。 電效率（Electrical efficiency），可用功率輸出及總耗電的比例。機械效率，由一種機械能（例如水的位能）轉換成另一種機械能或機械功。熱效率或燃料效率（Fuel efficiency），可用的熱或功輸出與輸入能量（或消耗燃料對應的能量）的比例。總效率，一般用在汽電共生的場合，可用的電能及熱能相對輸入能量的比例。照明效率，所產生電磁輻射在可見光範圍內的比例。
分類
以下各種效率都屬於能量轉換效率： •電效率：可用功率輸出及總耗電的比例 •機械效率：由一種機械能（例如水的位能）轉換成另一種機械能或機械功 •熱效率或燃料效率，可用的熱或功輸出與輸入能量（或消耗燃料對應的能量）的比例。 •總效率：一般用在汽電共生的場合，可用的電能及熱能相對輸入能量的比例。 •照明效率：所產生電磁輻射在可見光範圍內的比例。
能量轉換
在能量轉換過程中，輸出的能量通常可分為易利用能量與難利用能量兩種。易利用能量即我們正欲求之的能量，難利用能量則是指在能量轉換過程中流失、散逸掉的能量。 在所有的能量利用過程中，能量的損耗都不可避免。 如果將完全燃燒後的天然氣所釋放出的化學能稱為輸入能量，將水所吸收的那部分稱為輸出有效能量，將散發到大氣、遺留在壺體中的那部分能量稱為輸出無效能量，則根據能量守恆定律，可得出： 輸入能量=輸出有效能量+輸出無效能量 能量轉換效率η=輸出有效能量/輸入能量 （能量轉換效率常用希臘字母 “η” 來表示） ——— η 是第七位希臘字母Η 的小寫形式。該字母英文中記作Eta，音標['i:tə]，中文音譯作 “伊塔”。 任何情況下，η 的值都小於1。 提高能量利用中的轉化效率是節能問題的核心，是可持續發展的重要措施之一。 1、所有的能量在轉化和轉移的過程中都遵守能量守恆定律。 2、永動機的理論是不可能實現的。 3、能量轉化是有方向性的。 4、能量轉化的效率在任何情況下都小於1。 5、各種形式的能量，在一定條件下都可以相互轉化。 6、能量既不會被憑空創造，也不會被絕對消滅。當能量從一個物體轉移到另一個物體，或從一種形式轉化成另外一種形式時，能量的總量始終保持不變。
能量轉換效率計算的常見類型
提起效率，同學們一般都會想到簡單機械的機械效率，即有用功與總功的比值，其實效率在能量轉移或轉化過程中有著廣泛的套用。 使用能源的過程實際上就是能量轉移或轉化的過程，能源在一定條件下可以轉換成人們所需要的各種形式的能量。例如，煤燃燒後放出熱量，可以用來燒水、做飯、取暖；也可以用來生產蒸汽，推動蒸汽機轉換為機械能，或者推動汽輪發電機轉變為電能。電能又可以通過電動機、電燈或其它用電器轉換為機械能、光能或內能等。 一般情況下能源不可能全部轉化為人們需要得到的能量，所謂能量轉換效率就是人們需要得到的能量（即有用能量）與當初消耗總能量的比值，計算公式為：能量轉換效率=輸出有用能量/輸入的總能量。 ——— 當今社會能源緊缺，如何提高能源利用率是我們迫切需要解決的熱點問題，有關能量轉換效率的計算在考卷上屢見不鮮，現例舉如下：（共10道題） 1、【電熱水壺燒水】：如功率為100W的電熱水壺正常工作28分鐘，可將4Kg水從20℃加熱到100℃，其效率多大？ 用電熱水壺燒水時水的溫度升高需要吸收熱量，水增加的內能是我們需要的能量，屬於有用能量，而電熱水壺消耗的電能是輸入的總能量，所以此電熱水壺燒水的效率為： η = Q吸/ W = cmΔt / Pt = 4.2 × 103× 4 ×（100－20）/（100 × 28 × 60）= 80% 2、【鍋爐燒水】：如某鍋爐將100Kg水從32℃加熱到100℃，需要燃燒3.36Kg熱值為 3.4 × 107J / Kg 的無煙煤，其效率多大？ 用鍋爐燒水時，水增加的內能是有用能量，而燃料完全燃燒放出的能量（即燃料的化學能）是輸入的總能量，所以此鍋爐燒水的效率為： η = Q吸/ Q放= cmΔt / qm煤= 4.2 × 103× 100 ×（100－32）/（3.4 × 107× 3.36）= 25% 3、【太陽能熱水器】：如有一總集熱面積為1.35m2的熱水器10h可將100Kg水從20℃加熱到80℃，而每m2每小時地球表面接收的太陽能為 3.6 × 106J，其效率多大？ 太陽能熱水器工作時，水增加的內能是有用能量，輻射到集熱管的太陽能為輸入的總能量，此太陽能熱水器燒水的效率為： η = Q吸/ Q太陽= cmΔt / Q太陽= 4.2 × 103× 100 ×（80－20）/（3.6 × 106× 1.35 × 10）= 51.85% 4、【熱機】： （1）. S195柴油機標有 “0.27Kg / Kwh”，即它每消耗0.27Kg柴油可輸出1Kwh的有用能量（柴油熱值為 q = 3.3 × 107J / Kg），其效率多大？ 熱機是把內能轉化為機械能的機器，其中獲得的機械能是屬於有用能量，而燃料完全燃燒放出的熱量是輸入的總能量，此柴油機的效率為： η = W有/ Q放= 1Kwh / qm = 3.6 × 106/（3.3 × 107× 0.27）= 40.4% （2）. 某新款汽車發動機輸出功率為69Kw，1h耗油20Kg（汽油熱值為 q = 4.6 × 107J / Kg），其效率多大？ 此過程中，輸出的有用能量用 W有=P出·t 計算，此汽車發動機的效率為： η = W有/ Q放= P出·t / qm = 69 × 103× 3600 /（4.6 × 107× 20）= 27% 5、【電動機】：標有 “6v3w” 的電動機線圈內阻為3Ω，在不計摩擦的情況下正常工作其效率多大？ 電動機工作時電能轉化為機械能和內能，如不計摩擦，此內能就是電動機線圈本身通電時產生的電熱，這樣獲得的機械能就等於消耗的電能減去產生的電熱。 此電動機正常工作時 電流 I = P / U = 3w / 6v = 0.5A，此電動機的效率為： η = W機/ W總=（W總－Q）/ W總=（Pt－I2Rt）/ Pt =（P－I2R）/ P =（3－0.52× 3）/ 3 = 75% 6、【太陽能電池】：某太陽能汽車，太陽光照射到它的電池板上的輻射總功率為8×103W，在晴朗的天氣，電池板對著太陽時產生的電壓為160v，並對車上的 電動機提供10A的電流，其效率多大？ 太陽能電池是利用太陽能獲得電能的裝置，產生的電能屬於有用能量，而消耗的太陽能是 輸入總能量。此太陽能電池的效率為： η = W電/ Q太= UIt / P太t = UI / P太= 160 × 10 /（8 × 103）= 20% 7、【白熾燈】：一隻40W的白熾燈正常工作1秒鐘產生光能約8J，其效率多大？ 白熾燈正常工作時電能轉化為光能和內能，其中獲得的光能是有用能量，而它消耗的電能是輸入總能量。此白熾燈發光的效率為： η = W光/ W電= W光/ Pt = 8 /（40 × 1）= 20%， 8、【火力發電】：某電廠燃燒1t無煙煤可發電92Kwh，其發電效率多大？ 火力發電是將燃料的化學能轉化為電能，所獲得的電能即為有用能量，消耗的燃料的化學能就是輸入總能量。其發電效率為： η = W電/ Q放= 92 Kwh / qm = 92 × 3.6 × 106/（3.4 × 107× 103）= 10% 9、【高壓輸電】：有一台 110Kv、22Mw 的高壓輸電設備，輸電線總電阻50Ω，其輸電效率多大？ 高壓輸電時，輸出端（給用戶提供）的電能就是有用能量，而輸入端輸入的電能就是輸入總能量，兩者的差距就是輸電線本身消耗 的電能（即電熱）。 高壓輸電過程中 電流 I = P / U = 22w × 106/（110v × 103）= 200A，其輸電效率為： η = W有/ W總=（Pt－I2R線t）/ Pt =（P－I2R線）/ P =（22 × 106－2002× 50）/（22 × 106）= 90.9% 10、【電動車】：160V 10A 的電動車，在平直路面上勻速行駛，所受地面阻力為288N，1h行駛15Km，其效率多大？ 電動車行駛時將電能轉化為機械能，獲得的機械能克服摩擦做功使車前進，所以它克服摩擦做的功就是有用能量，而消耗的電能為輸入總能量。此電動車的效率為： η = W有/ W總= f.S / UIt = 288 × 15 × 103/（160 × 10 × 3600）= 75% 【 ——— 以上只是計算能量轉換效率的常見類型，實際生活中有關能量轉換效率的問題還有很多。】
燃料熱值與效率
燃料的燃燒熱可以以其HHV（高熱值）或LHV（低熱值）來表示，高熱值的燃燒熱是在燃燒後，生成物的水蒸氣已凝結成液態時的燃燒熱，因此加上水凝結時的潛熱。低熱值的燃燒熱則是在燃燒後，生成物的水蒸氣仍維持氣態時的燃燒熱，不考慮水凝結時的潛熱。 燃料熱值的選用會影響其能量轉換效率的計算。在歐洲，一燃料可產生的能量是其低熱值表示，不考慮水凝結時的潛熱，以此為方式計算冷凝式鍋爐的 “熱效率”，其數值可能會超過100%，其原因是其工作原理會利用到部份水凝結時的潛熱，但計算輸入能量時未考慮此部份所造成，不違反熱力學第一定律。在歐洲以外的國家，一燃料可產生的能量是其高熱值表示，已考慮水凝結時的潛熱，以此為基礎 計算能量轉換效率，其數字就不可能超過100%。
熱能怎樣轉化成其他能量？
問：熱能怎樣才能轉化成其他比較方便使用或者方便儲存的能量形式呢？比如電能、機械能。 答：主要以介質轉換的方式為主。比如通過水這種介質，首先使水變成高溫高壓的水蒸氣，然後將之用來驅動汽輪機或蒸汽機而變成機械能，最後汽輪機帶動發電機轉化為電能。還可以通過燃氣這種介質，用各種熱機（汽油機、柴油機、燃氣輪機）將熱能轉化成機械能，如進一步用該機械能來帶動發電機自然還可以轉化為電能。 還有不通過介質而用類似熱電偶直接轉化成電能的溫差熱發電，但效率低，無法大規模套用。 “比較方便使用的”首推電能，通過電動機很容易就可將電能轉化成機械能，通過電熱器件則很容易轉化成熱能、光能等。 而“方便存儲的能量形式”主要應是以電池形式存在的化學能。
2022年8月21日 · 用 800 奈米劃分，因為鈣鈦礦太陽能電池在 300 到 800 奈米這段波長時，約有 90% 的光電轉換效率。而 800 奈米以上的波段經集熱管轉成熱能，效率可達到 97%～99%；反之，800 奈米以下的光熱轉換效率則不佳。
能量轉換效率不可能超過100%，因為 永動機 不存在。 不過像 熱泵 之類的設備將熱由一處移到另一處，不是進行能量的轉換，其 性能係數 往往會超過100%。 以下的效率都是能量轉換效率。 電效率 ，可用功率輸出及總耗電的比例。 機械效率 ，由一種機械能（例如水的位能）轉換成另一種機械能或 機械功 。 熱效率 或 燃料效率 （英語：Fuel efficiency） ，可用的 熱 或 功 輸出與輸入能量（或消耗燃料對應的能量）的比例。 總效率，一般用在 汽電共生 的場合，可用的電能及熱能相對輸入能量的比例。 照明效率 ，所產生電磁輻射在可見光範圍內的比例。 燃料熱值和效率 [ 編輯]
一般而言能量轉換效率是一個介於0到1之間的 無量綱 數字，有時也會用 百分比 表示。 能量轉換效率不可能超過100%，因为 永動機 不存在。 不過像 熱泵 之類的設備將熱由一處移到另一處，不是進行能量的轉換，其 性能係數 往往會超過100%。 以下的效率都是能量轉換效率。 電效率 ，可用功率輸出及總耗電的比例。 机械效率 ，由一種機械能（例如水的位能）轉換成另一種機械能或 機械功 。 熱效率 或 燃料效率 （英语：Fuel efficiency） ，可用的 熱 或 功 輸出與輸入能量（或消耗燃料對應的能量）的比例。 總效率，一般用在 汽電共生 的場合，可用的電能及熱能相對輸入能量的比例。 照明效率 ，所產生電磁輻射在可見光範圍內的比例。 燃料熱值和效率.
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轉化效率越高越好嗎?
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2018年12月7日 · 顯而易見，能量轉換流程的效率越高，損耗的能量就越少。 能量損耗會產生諸多費用：資金 (需為消耗的能源付費)、時間 (需更頻繁地為電池供電裝置充電)、產品尺寸 (因為能量損耗而產生的熱量，必須予以適當消散)，以及環境污染 (需產生更多能源以補償損耗的能量)。 為了降低與能量轉換流程相關的費用，工程師需投入大量精力來盡可能提高轉換流程效率。 國際標準對交流電源供電的家用電器功耗位準進行了限制。 例如，美國能源部 (DOE)已制訂電子產品必須符合的能源效率標準。 此外，「能源之星 (Energy Star)」計畫，促使廠商自願遵循比DOE標準更為嚴苛的標準。 這類計畫突顯了透過適當的設計能量轉換流程，降低能源消耗，並且大幅提高轉換效率的重要性。
2023年8月21日 · 效率越高，為了得到輸出功率所需要的功率越小，轉換損耗也小。 也就是說，只要是高效率，就能得到消耗功率低且損耗低、產生的熱量小。 此外，在計算DC/DC轉換器、電壓調整器等單一電源的效率時，可以用下式計算。 效率 [%] = (輸出功率/輸入功率) x 100. = (輸出電壓x輸出電流) / (輸入電壓x輸入電流) x 100. 測定效率的方法. 用穩定電源、萬用表、電子負載、電阻負載等、正確地測定輸出電壓、輸出電流、輸入電壓、輸入電流，可以得出各種條件下的效率。 為了測定電流，需要把萬用表插入輸入、輸出線路，使得在萬用表發生電壓下降，為了能正確地計算效率，有必要測定IC附近的輸入電壓和輸出電壓。
