Эрчим хүч бол ажил хийх чадвар бөгөөд бидний эргэн тойронд олон хэлбэрээр оршдог. Эрчим хүчний хувиргалт нь энергийг нэг хэлбэрээс нөгөөд шилжүүлэх үйл явц юм. Механик, цахилгаан, химийн, дулааны, цөмийн энерги гэх мэт олон төрлийн энерги байдаг. Эрчим хүчний хувиргалт хэрхэн явагддагийг ойлгох нь байгалийн болон технологийн олон үйл явцыг тайлбарлахад тусалдаг.
Механик энерги нь боломжит энерги ба кинетик энергийн нийлбэр юм. Энэ нь объектын хөдөлгөөн, байрлалтай холбоотой энерги юм. Цахилгаан энерги нь хөдөлж буй цахилгаан цэнэгийн улмаас үүсдэг. Химийн энерги нь химийн нэгдлүүдийн холбоонд хадгалагддаг. Дулааны энерги буюу дулаан нь бодисын доторх бөөмсийн хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй. Эцэст нь цөмийн энергийг цөмийн урвалын үед ялгаруулж, цахилгаан эрчим хүчний хүчирхэг эх үүсвэр болгон ашигладаг.
Эрчим хүчний хувиргалтыг өдөр тутмын янз бүрийн процесс, төхөөрөмжөөс харж болно. Энд хэдэн жишээ байна:
Энгийн тохиргоог туршиж үзэх нь эрчим хүчний хувиргалт хэрхэн явагддагийг харуулахад тусална.
Туршилт 1: Механик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргах
Унадаг дугуйнд бэхлэгдсэн энгийн динамо нь гишгүүрийн механик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргаж, чийдэнг асаах чадвартай. Энэ нь бие махбодийн хөдөлгөөнөөс (механик энерги) энергийг төхөөрөмжүүдийг (цахилгаан энерги) ажиллуулж чадах хэлбэрт хувиргаж байгааг харуулж байна.
Туршилт 2: Химийн болон дулааны энерги
Цаасыг шатаах гэх мэт химийн урвал явагдах үед цаасан дээр хуримтлагдсан химийн энерги болон хүчилтөрөгч нь дулааны энерги (дулаан) болон гэрэлд хувирдаг. Энэ үйл явцын ажиглалт нь хуримтлагдсан энергийг хүрээлэн буй материалын температурт нөлөөлөх хэлбэр болгон хувиргаж байгааг харуулж байна.
Эрчим хүчийг хувиргах үндсэн зарчим бол энергийг үүсгэх эсвэл устгах боломжгүй, зөвхөн нэг хэлбэрээс нөгөө хэлбэрт шилжихийг заасан Эрчим хүчний хэмнэлтийн хууль юм. Энэ нь энерги хувиргах үйл явцын өмнөх болон дараах нийт энерги нь өөр өөр хэлбэрээр илэрч болох ч ижил байна гэсэн үг юм. Жишээлбэл, усан цахилгаан станцад усны механик энерги нь цахилгаан энерги болж хувирдаг; нийт энергийн хэмжээ тогтмол хэвээр байгаа ч хэлбэр нь өөрчлөгддөг.
Эрчим хүч хувиргах үр ашиг нь чухал ойлголт юм. Энэ нь системд орж буй энергийн хэдийг ашигтай гаралтын энерги болгон хувиргаж байгааг хэмждэг. Үр ашгийг ихэвчлэн хувиар илэрхийлдэг бөгөөд дараах томъёогоор тооцоолж болно.
Үр ашиг% = Ашигтай гаралтын энерги ∕ Оролтын нийт энерги × 100%
Жишээлбэл, чулуужсан түлшинд хуримтлагдсан бүх химийн энерги нь цахилгаан станцад цахилгаан энерги болж хувирдаггүй; зарим нь хүрээлэн буй орчинд дулааны энерги болон алдагддаг. Үүний нэгэн адил, нарны хавтан нь ирж буй нарны эрчим хүчний багахан хэсгийг цахилгаан эрчим хүч болгон хувиргадаг бөгөөд одоогийн технологи нь 15% -иас 20% хүртэл үр ашгийг хүртдэг.
Эрчим хүчний хувиргалттай холбоотойгоор сэргээгдэх болон сэргээгдэхгүй эрчим хүчний эх үүсвэрийг ялгах нь чухал юм. Нарны гэрэл, салхи, ус зэрэг сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрүүд байгалиасаа нөхөгдөж, цахилгаан болгон хувиргавал байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөлөл багатай байдаг. Нүүрс, газрын тос, байгалийн хий зэрэг чулуужсан түлш зэрэг сэргээгдэхгүй эрчим хүчний эх үүсвэрүүдийн нийлүүлэлт хязгаарлагдмал бөгөөд эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашиглах үед илүү их бохирдол, хүлэмжийн хийн ялгаруулалтыг бий болгодог.
Эрчим хүчний хувиргалт нь янз бүрийн эрчим хүчний хэлбэрийг ашиглах хүчирхэг хэрэгсэл боловч үр ашгийн алдагдал, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөлөл зэрэг сорилтуудыг дагуулдаг. Илүү үр ашигтай, тогтвортой, цэвэр эрчим хүч хувиргах технологийг хөгжүүлэх судалгаа, хөгжүүлэлт үргэлжилж байна. Эдгээр дэвшил нь сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг цахилгаан болгон хувиргах үр ашгийг дээшлүүлэх, эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн байгаль орчны ул мөрийг багасгах зорилготой юм.
Жишээлбэл, нарны хавтан, салхин үүсгүүрийн үр ашгийг дээшлүүлэх нь нарны гэрэл эсвэл салхинаас ижил хэмжээний цахилгаан эрчим хүч гаргахад хүргэдэг. Үүний нэгэн адил батерейны технологийн дэвшил нь цахилгаан эрчим хүчийг илүү сайн хадгалах, ашиглахад чухал ач холбогдолтой бөгөөд ингэснээр эрчим хүч хувиргах үйл явцын ерөнхий үр ашгийг нэмэгдүүлэх болно.
Эрчим хүчний хувиргалт нь бидний өдөр тутмын амьдралд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд хамгийн жижиг хэрэглүүрээс эхлээд бүхэл бүтэн хот хүртэл бүх зүйлийг эрчим хүчээр хангадаг. Эрчим хүчийг хувиргах зарчмуудыг ойлгосноор бид орчин үеийн амьдралыг бий болгож буй нарийн төвөгтэй үйл явц, эрчим хүчийг хувиргах, ашиглах илүү үр ашигтай, тогтвортой аргуудыг хөгжүүлэхийн ач холбогдлыг үнэлж чадна. Эрчим хүчний сольж болох хэлбэрийг хэрэгжүүлэх нь эрчим хүчний технологид инновацийг бий болгож, илүү тогтвортой, үр ашигтай эрчим хүчний ирээдүйг бий болгох эцсийн зорилго юм.
