Equivalente de galones de gasolina
Galón de gasolina equivalente ( GGE ) o galón equivalente de gasolina ( GEG ) es la cantidad de un combustible alternativo que se necesita para igualar el contenido de energía de un galón líquido de gasolina . GGE permite a los consumidores comparar el contenido energético de combustibles competidores con un combustible comúnmente conocido: la gasolina. GGE también compara la gasolina con los combustibles vendidos como gas ( gas natural , propano , hidrógeno ) y electricidad .
En 1994, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. (NIST) definió "equivalente de galón de gasolina (GGE) significa 5.660 libras de gas natural". [1] El gas natural comprimido (GNC), por ejemplo, es un gas en lugar de un líquido. Se puede medir por su volumen en pies cúbicos estándar (ft³) en condiciones atmosféricas , por su peso en libras (lb) o por su contenido de energía en julios (J), unidades térmicas británicas (BTU) o kilovatios-hora.(kW · h). Es difícil comparar el costo de la gasolina con otros combustibles si se venden en diferentes unidades. GGE resuelve esto. Un GGE de GNC y un GGE de electricidad tienen exactamente el mismo contenido de energía que un galón de gasolina. El GNC vendido en estaciones de servicio en los EE. UU. Tiene un precio en dólares por GGE.
El uso de GGE para comparar combustibles para su uso en un motor de combustión interna es solo la primera parte de la ecuación cuyo resultado final es un trabajo útil . En el contexto de GGE, un tipo de "trabajo útil" del mundo real son las millas por galón (MPG) como lo anuncian los fabricantes de vehículos de motor.
La sustitución de un combustible por otro en un motor determinado puede arrancar y puede ser útil. Sin embargo, para obtener una eficiencia óptima de cada combinación de combustible y motor, es necesario ajustar la mezcla de aire y combustible. Esto puede ser un ajuste manual utilizando herramientas e instrumentos de prueba o realizado automáticamente en vehículos con inyección de combustible y multicombustible controlados por computadora. El ajuste fino de la mezcla óptima de aire y combustible puede facilitarse mediante el uso de un sobrealimentador o turbocompresor .
En vehículos de batería o eléctricos, el cálculo de la eficiencia del trabajo útil comienza con la tasa de carga-descarga del paquete de baterías, generalmente del 80% al 90%. Lo siguiente es la conversión de energía potencial (BTU) de la carga a la distancia recorrida bajo energía. Consulte la tabla a continuación que traduce los costos de electricidad minoristas para un GGE en BTU.
Tablas de equivalentes de galones de gasolina
| Combustible: líquido, galones estadounidenses | GGE | GGE% | BTU / gal | kWh / gal | HP- hora / gal | kcal / litro |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Gasolina (base) [3] | 1,0000 | 100,00% | 114.000 | 33,41 | 44,79 | 7594.0 |
| Gasolina (convencional, verano) [3] | 0,9960 | 100,40% | 114,500 | 33,56 | 44,99 | 7624.5 |
| Gasolina (convencional, invierno) [3] | 1.0130 | 98,72% | 112.500 | 32,97 | 44,20 | 7496.5 |
| Gasolina (gasolina reformulada, E10 - etanol ) [3] | 1.0190 | 98,14% | 111,836 | 32,78 | 43,94 | 7452.4 |
| Gasolina (gasolina reformulada, ETBE ) [3] | 1.0190 | 98,14% | 111,811 | 32,77 | 43,93 | 7452.4 |
| Gasolina (gasolina reformulada, MTBE ) [3] | 1.0200 | 98,04% | 111,745 | 32,75 | 43,90 | 7445.1 |
| Gasolina (10% MTBE) [4] | 1.0200 | 98,04% | 112.000 | 32,83 | 44,00 | 7445.1 |
| Gasolina (normal sin plomo) [5] | 1,0000 | 100,00% | 114,100 | 33,44 | 44,83 | 7594.0 |
| Diésel n. ° 2 [5] | 0,8800 | 113,64% | 129.500 | 37,95 | 50,87 | 8629,8 |
| Biodiésel (B100) [6] | 0,9536 | 104,87% | 119,550 | 35.04 | 47,64 | 7958.5 |
| Biodiésel (B20) [5] | 0.9000 | 111,11% | 127,250 | 37.12 | 49,76 | 8437,7 |
| Gas natural licuado (GNL) [5] | 1.5362 | 65,10% | 75.000 | 21,75 | 29.16 | 4943,3 |
| Gas licuado de petróleo ( propano / autogas ) (GLP) [5] | 1,2470 | 80,19% | 91.500 | 26,82 | 35,95 | 6089,8 |
| Combustible de metanol (M100) [5] | 2.0100 | 49,75% | 56,800 | 16,62 | 22.28 | 3778.1 |
| Combustible de etanol (E100) [5] | 1.5000 | 66,67% | 76,100 | 22.27 | 29,85 | 5062,7 |
| Etanol (E85) [5] | 1.3900 | 71,94% | 81.800 | 24.04 | 32.23 | 5463,3 |
| Combustible de aviación ( nafta ) [7] | 0.9700 | 103,09% | 118,700 | 34,44 | 46,17 | 7828,9 |
| Combustible de aviación ( queroseno ) [7] | 0.9000 | 111,11% | 128,100 | 37.12 | 49,76 | 8437,7 |
| Combustible: no líquido | GGE | GGE% | BTU / unidad | kWh / unidad |
|---|---|---|---|---|
| Gasolina (base) [3] [8] | 1,0000 | 100,00% | 114,000 BTU / gal | 33,41 |
| Gas natural comprimido (GNC) en condiciones estándar [6] | 123,57 pies cúbicos (3,499 m 3 ) | 20,160 BTU / libra | ||
| Gas natural comprimido (GNC) a 2400 psi (17 MPa) | 0,77 pies cúbicos (0,022 m 3 ) | |||
| Hidrógeno a 101,325 kPa | 357,37 pies cúbicos (10,120 m 3 ) | 319 BTU / pie cúbico [9] | ||
| Hidrógeno por peso | 0,997 kg (2,198 libras) [10] | 119,9 MJ / kg (51,500 BTU / lb, equivalente a 304,368 BTU / gal) [11] | ||
| Electricidad | 33,40 kilovatios-hora | 3.413 BTU / (kW · h) [12] [13] | 33,40 |
| 1 GGE = 33,40 kWh | |
| Para tarifa local por kWh | Equivalente a $ / galón |
| 0,03 USD | $ 1.000 |
| 0,04 USD | $ 1.333 |
| 0,05 USD | $ 1.667 |
| 0,06 USD | $ 2.000 |
| 0,07 USD | $ 2.338 |
| 0,08 USD | $ 2.670 |
| 0,09 USD | $ 3.006 |
| $ 0.10 | $ 3.340 |
| 0,11 USD | $ 3.674 |
| $ 0.12 | $ 4.000 |
| 0,13 USD | $ 4.342 |
| 0,14 USD | $ 4.670 |
| 0,15 USD | $ 5.010 |
| 0,16 USD | $ 5.344 |
| 0,17 USD | $ 5.678 |
| 0,18 USD | $ 6.012 |
| 0,19 USD | $ 6.346 |
| 0,20 USD | $ 6.680 |
| 0,25 USD | $ 8.350 |
| 0,27 USD | $ 9.018 |
| 0,28 USD | $ 9.352 |
| 0,29 USD | $ 9.686 |
| $ 0.30 | $ 10.020 |
Las tarifas por kWh para la electricidad residencial en los EE. UU. Oscilan entre $ 0.0728 (Idaho) y $ 0.166 (Alaska), $ 0.22 (San Diego Tier 1, mientras que el Tier 2 es $ .40) y $ 0.2783 (Hawaii). [14] [15]
Gas natural comprimido
Un GGE de gas natural es de 126,67 pies cúbicos (3,587 m 3 ) en condiciones estándar . Este volumen de gas natural tiene el mismo contenido de energía que un galón estadounidense de gasolina (basado en valores de calentamiento más bajos : 900 BTU / pie cúbico (9.3 kWh / m 3 ) de gas natural y 115,000 BTU / galón estadounidense (8.9 kWh / l) ). [dieciséis]
Un GGE de GNC presurizado a 2400 psi (17 MPa) equivale a 0,77 pies cúbicos (22 litros; 5,8 galones estadounidenses). Este volumen de GNC a 2400 psi tiene el mismo contenido de energía que un galón estadounidense de gasolina (basado en valores de calefacción más bajos: 148,144 BTU / pie cúbico (1,533.25 kWh / m 3 ) de GNC y 115,000 BTU / galón estadounidense (8.9 kWh / l ) de gasolina. [16] Usando la ley de Boyle , el GGE equivalente a 3600 psi (25 MPa) es 0.51 pies cúbicos (14 litros; 3.8 galones estadounidenses).
La Conferencia Nacional de Pesos y Medidas (NCWM) ha desarrollado una unidad estándar de medida para el gas natural comprimido, definida en el Apéndice D del Manual 44 del NIST de la siguiente manera: "1 galón de gasolina [EE. UU.] Equivalente (GGE) significa 2,567 kg (5,660 lb) ) de gas natural ". [17]
Cuando los consumidores repostan sus vehículos de GNC en los EE. UU., El GNC generalmente se mide y se vende en unidades GGE. Esto es bastante útil como comparación con los galones de gasolina.
Etanol y combustibles como E85
1.5 galones estadounidenses (5.7 litros) de etanol tienen el mismo contenido de energía que 1.0 galones estadounidenses (3.8 l) de gasolina.
El contenido de energía de etanol es de 76,100 BTU / US gal (5,89 kilovatios-hora por litro), en comparación con 114,100 BTU / US gal (8,83 kWh / l) de la gasolina. (vea la tabla de arriba)
Un vehículo de combustible flexible experimentará aproximadamente el 76% del kilometraje de combustible MPG cuando se utilizan productos E85 (85% de etanol) en comparación con el 100% de gasolina. Los cálculos simples de los valores de BTU del etanol y la gasolina indican los valores de calor reducidos disponibles para el motor de combustión interna. El etanol puro proporciona 2/3 del valor calorífico disponible en la gasolina pura.
En el cálculo más común, es decir, el valor de BTU de la gasolina pura frente a la gasolina con un 10% de etanol, esta última tiene un valor de poco más del 96% de BTU de la gasolina pura. El BTU de la gasolina varía en función de la presión de vapor Reid (lo que facilita la vaporización en mezclas invernales que contienen etanol (es difícil arrancar un vehículo con etanol cuando hace frío) y aditivos antidetonantes. Dichos aditivos ofrecen una reducción del valor de BTU.
Eficiencia
Un concepto estrechamente relacionado con el potencial de BTU o kWh de un combustible dado es la eficiencia del motor , a menudo llamada eficiencia térmica en el caso de los motores de combustión interna.
En términos generales, un motor eléctrico es mucho más eficiente que un motor de combustión interna para convertir la energía potencial en trabajo : girar las ruedas que pueden mover un automóvil por la carretera, ya que hay un mínimo de calor residual proveniente de las partes del motor y cero calor emitido. por el radiador de refrigerante y por el escape. [ cita requerida ]
Un motor de ciclo diésel puede tener una eficiencia de hasta un 40% a un 50% en la conversión de combustible en trabajo , donde la eficiencia de un motor de gasolina de automóvil típico es de aproximadamente un 25% a un 30%. [ cita requerida ]
La eficiencia de convertir una unidad de combustible en rotación de las ruedas motrices incluye muchos puntos de pérdida por fricción y pérdida de calor a través del sistema de escape o de enfriamiento. La fricción dentro del motor ocurre a lo largo de las paredes del cilindro, los cojinetes de la biela del cigüeñal y los cojinetes principales, los cojinetes del árbol de levas, las cadenas de transmisión o los engranajes, además de otras superficies de cojinetes menores y diversas. Un motor eléctrico tiene fricción interna solo en los cojinetes del eje principal. La fricción fuera del motor / motor incluye cargas del generador / alternador, bomba de dirección asistida, compresor de A / C, transmisión, caja de transferencia (si es de tracción en las cuatro ruedas), diferencial (es) y juntas universales, además de la resistencia a la rodadura del neumático. llantas.
El MPG de un vehículo determinado comienza con la eficiencia térmica del combustible y el motor, menos todos los elementos de fricción anteriores.
Millas por galón de gasolina equivalente (MPGe)
La métrica MPGe fue introducida en noviembre de 2010 por la EPA en la etiqueta Monroney del automóvil eléctrico Nissan Leaf y el híbrido enchufable Chevrolet Volt . Las calificaciones se basan en la fórmula de la EPA, en la que 33,7 kilovatios hora de electricidad equivalen a un galón de gasolina, y el consumo de energía de cada vehículo durante las cinco pruebas de ciclo de conducción estándar de la EPA que simulan diferentes condiciones de conducción. [18] [19] Todos los automóviles nuevos y camiones ligeros vendidos en los EE. UU. Deben tener esta etiqueta que muestre la estimación de la EPA sobre el consumo de combustible del vehículo. [20]
Ver también
- Eficiencia del motor
- Eficiencia térmica
- Energía potencial
- Trabajo (termodinámica)
- Trabajo (física)
- Motores de ciclo diesel
- Eficiencia
- Fricción
- Kilovatio hora
Referencias
- ^ Carnicero, Tina; Corona, Linda; Sebring, Lynn; Suiter, Richard y Williams, Juana, eds. (2006). "Apéndice D: Definiciones" (PDF) . Especificaciones, tolerancias y otros requisitos técnicos para dispositivos de pesaje y medición, adoptados por la 91ª Conferencia Nacional de Pesos y Medidas 2006 (ed. 2007). Gaithersburg, MD: Instituto Nacional de Estándares y Tecnología . pag. D-8. Manual 44 . Consultado el 2 de enero de 2009 .
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- ^ Meier, Fred (24 de noviembre de 2010). "El voltio tiene una clasificación de 93 MPG en electricidad solo, 37 MPG en generador de gas" . USA Today . Consultado el 17 de febrero de 2011 .
- ^ "Etiqueta de economía de combustible" . Agencia de Proteccion Ambiental de los Estados Unidos. 14 de febrero de 2011 . Consultado el 17 de febrero de 2011 .
- Unidades de energía
- Unidades equivalentes
