가솔린 갤런 등가

Gasoline gallon equivalent

가솔린 갤런 당량(GGE) 또는 가솔린 등가 갤런(GEG)은 가솔린 1개의 액체 갤런의 에너지 함량과 같기 위해 필요한 대체 연료의 양이다. GGE는 소비자들에게 경쟁 연료의 에너지 함량을 일반적으로 알려진 연료인 가솔린과 비교할 수 있게 해준다. GGE는 또한 휘발유를 가스(천연가스, 프로판, 수소)와 전기로서 판매되는 연료에 비교한다.

1994년 미국 국립표준기술원(NIST)은 "가솔린 갤런당량(GGGE)은 5.660파운드의 천연가스를 의미한다"[1]고 정의했다. 를 들어 압축천연가스(CNG)는 액체가 아닌 기체다. 대기 조건에서 표준 세제곱 피트(ft³)의 부피, 파운드(lb) 단위의 무게 또는 (J), 영국단위(BTU) 또는 킬로와트시(kW·h)의 에너지 함량으로 측정할 수 있다. 휘발유 가격이 다른 단위로 판매되면 다른 연료와 비교하기 어렵다. GGE가 이 문제를 해결한다. CNG의 GGE 1개와 전기의 GGE 1개는 휘발유 1갤런과 정확히 동일한 에너지 함량을 갖는다. 미국의 주유소에서 판매되는 CNG는 GGE당 달러로 가격이 책정되어 있다.

내연기관에서 사용하기 위한 연료를 비교하기 위해 GGE를 사용하는 것은 중요한 을 하는 방정식의 첫 번째 부분일 뿐이다. GGE의 맥락에서, 실제 세계의 종류의 "유용한 일"은 자동차 제조업체가 광고하는 갤런당 마일(MPG)이다.

주어진 엔진에서 한 연료를 다른 연료로 대체하면 시동이 걸리고 유용한 작업을 할 수 있다. 그러나 각 연료-엔진 조합에서 최적의 효율성을 얻으려면 공기와 연료의 혼합을 조정해야 한다. 이것은 공구와 시험 기구를 사용하여 수동으로 조정하거나 컴퓨터 제어 연료 주입 및 다중 연료 차량에서 자동으로 수행될 수 있다. 최적의 연료-공기 혼합물의 미세 조정은 슈퍼차저 또는 터보차저를 사용하여 촉진할 수 있다.

배터리 또는 전기 자동차에서 유용한 작업의 효율 계산은 배터리 팩의 충전-배출 속도(일반적으로 80~90%)에서 시작한다. 다음은 전하의 잠재적 에너지(BTU)를 동력 하에서 주행하는 거리로 변환하는 것이다. BTU에서 GGE의 소매 전기 비용을 번역하는 아래 표를 참조하십시오.

가솔린 갤런 등가 테이블

GGE는 갤런당 114,000 BTU로 미국 갤런의 휘발유를 계산했다.
또는 리터당[2] 7594킬로칼로리
연료: 액체, 미국 갤런 GGE GGE % BTU/gal kWh/gal HP-hr/gal kcal/cal
가솔린(베이스)[3] 1.0000 100.00% 114,000 33.41 44.79 7594.0
가솔린(기존, 여름)[3] 0.9960 100.40% 114,500 33.56 44.99 7624.5
가솔린(기존, 겨울)[3] 1.0130 98.72% 112,500 32.97 44.20 7496.5
가솔린(개조 가솔린, E10 - 에탄올)[3] 1.0190 98.14% 111,836 32.78 43.94 7452.4
가솔린(개조 가솔린, ETBE)[3] 1.0190 98.14% 111,811 32.77 43.93 7452.4
가솔린(개조 가솔린, MTBE)[3] 1.0200 98.04% 111,745 32.75 43.90 7445.1
가솔린(10% MTBE)[4] 1.0200 98.04% 112,000 32.83 44.00 7445.1
가솔린(일반 무연휘발유)[5] 1.0000 100.00% 114,100 33.44 44.83 7594.0
디젤 #2[5] 0.8800 113.64% 129,500 37.95 50.87 8629.8
바이오디젤(B100)[6] 0.9536 104.87% 119,550 35.04 47.64 7958.5
바이오디젤(B20)[5] 0.9000 111.11% 127,250 37.12 49.76 8437.7
액화천연가스(LNG)[5] 1.5362 65.10% 75,000 21.75 29.16 4943.3
액화석유가스(프로판/오토가스)(LPG)[5] 1.2470 80.19% 91,500 26.82 35.95 6089.8
메탄올 연료(M100)[5] 2.0100 49.75% 56,800 16.62 22.28 3778.1
에탄올 연료(E100)[5] 1.5000 66.67% 76,100 22.27 29.85 5062.7
에탄올([5]E85) 1.3900 71.94% 81,800 24.04 32.23 5463.3
제트 연료(나프타)[7] 0.9700 103.09% 118,700 34.44 46.17 7828.9
제트 연료(케로젠)[7] 0.9000 111.11% 128,100 37.12 49.76 8437.7
비액질 연료로 계산된 GGE
연료: 비액체 GGE GGE % BTU/단위 kWh/단위
가솔린(베이스)[3][8] 1.0000 100.00% 114,000 BTU/gal 33.41
표준 조건에서 압축 천연 가스(CNG) 123.57 cu ft(3.499m3) 20,160 BTU/lb
2400psi(17MPa)에서 압축 천연가스(CNG) 0.77 cu ft(0.022m3)
101.325 kPa의 수소 357.37 cu ft(10.120 m3) 319 BTU/cu ft[9]
무게별 수소 0.997 kg(2.167 lb)[10] 119.9 MJ/kg(51,500 BTU/lb, 304,368 BTU/gal 등가)[11]
전기 33.40킬로와트시 3,413 BTU/(kW·h) [12][13] 33.40
전기비
1 GGE용
1 GGE = 33.40 kWh
현지 요금의 경우
kWh당
1달러/달러당
등가의
$0.03 $1.000
$0.04 $1.333
$0.05 $1.667
$0.06 $2.000
$0.07 $2.338
$0.08 $2.670
$0.09 $3.006
$0.10 $3.340
$0.11 $3.674
$0.12 $4.000
$0.13 $4.342
$0.14 $4.670
$0.15 $5.010
$0.16 $5.344
$0.17 $5.678
$0.18 $6.012
$0.19 $6.346
$0.20 $6.680
$0.25 $8.350
$0.27 $9.018
$0.28 $9.352
$0.29 $9.686
$0.30 $10.020

미국 주택용 전기의 kWh당 요금은 0.0728달러(아이다호)에서 0.166달러(알라스카), 0.22달러(샌디에이고 1등급, 2등급은 4.40달러), 0.2783달러(하와이)이다.[14][15]

압축천연가스

GGE 1개는 표준 조건에서 126.67 입방피트(3.587m3)이다. 이 천연가스 부피는 미국 갤런당 1개의 가솔린과 동일한 에너지 함량을 가진다(낮은 가열값 기준: 천연가스 900 BTU/cu ft (9.3 kWh/m3) 및 115,000 BTU/US gal (8.9 kWh/[16]l)

2,400 psi(17 MPa)로 가압된 CNG의 GGE 1개는 0.77 입방 피트(22리터, 5.8 US 갤런)이다. 2,400 psi에서 CNG의 이 부피는 미국 갤런당 1개의 가솔린과 동일한 에너지 함량을 가진다(낮은 가열 값: CNG의 148,144 BTU/cu ft(1,533.25 kWh/m3), 가솔린의 115,000 BTU/US gal(8.9 kWh/[16]l) 보일의 법칙을 사용하면 3,600 psi(25 MPa)의 등가 GGE는 0.51 입방피트(14리터, 3.8갤런)이다.

전국체중량측정회의(NCWM)는 NIST 핸드북 44 부록 D에 정의된 압축천연가스 표준 측정 단위를 개발하였다. "1 가솔린 [US] 갤런당량(GGGE)은 천연가스의 2.567kg(5.660lb)을 의미한다."[17]

소비자가 미국에서 CNG 차량에 연료를 주입할 때 CNG는 보통 GGE 단위로 측정하여 판매한다. 이것은 휘발유 갤런에 비하면 상당히 도움이 된다.

에탄올과 E85와 같은 연료

1.5 미국 갤런(5.7L)의 에탄올은 1.0 US 갤(3.8 l)의 가솔린과 동일한 에너지 함량을 갖는다.

에너지 함량 에탄올은 76,100 BTU/US gal(리터당 5.89 킬로와트시)이며 가솔린의 경우 114,100 BTU/US gal(8.83 kWh/l)이다. (위 차트 참조)

유연 연료 차량E85(85% 에탄올) 제품을 사용할 때 100% 가솔린과 비교하여 약 76%의 연료 마일리지 MPG를 경험하게 된다. 에탄올과 가솔린의 BTU 값을 단순하게 계산하면 내연기관에서 사용할 수 있는 열값이 감소한다는 것을 알 수 있다. 순수 에탄올은 순수 가솔린에서 사용 가능한 열 값의 2/3을 제공한다.

가장 일반적인 계산에서, 즉, 순수 가솔린 대 에탄올 10%의 가솔린의 BTU 값에서, 후자는 순수 가솔린의 BTU 값이 96%를 약간 넘는다. 가솔린 BTU는 리드 증기 압력(에탄올이 함유된 겨울 혼합물에서 보다 쉽게 기화됨(에탄올이 차가울 때 시동을 걸기 어려움) 및 노크 방지 첨가물과 관련하여 다양하다. 그러한 첨가제는 BTU 값을 감소시킨다.

효율성

주어진 연료의 BTU 또는 kWh 잠재력과 밀접하게 관련된 개념은 내연기관의 경우 흔히 열효율이라고 불리는 엔진 효율이다.

일반적으로 전기 모터가 내연기관보다 훨씬 더 효율적이어서 잠재적 에너지를 작업으로 전환하는데 있어서, 모터 부품에서 나오는 폐열이 거의 없고, 냉각수 라디에이터에 의해 배출되는 열은 배기가스 밖으로 배출되지 않기 때문에 자동차가 도로 아래로 움직일 수 있는 바퀴를 돌린다.[citation needed]

디젤 사이클 엔진은 일반적인 자동차 가솔린 엔진의 효율이 약 25-30%[citation needed]인 경우, 연료를 작업으로 전환하는데 40-50%의 효율을 보일 수 있다.

연료 단위를 구동 휠의 회전으로 변환하는 효율은 배기 시스템이나 냉각 시스템을 통한 마찰 손실과 열 손실의 많은 지점을 포함한다. 엔진 내부의 마찰은 실린더 벽, 크랭크축 로드 베어링 및 메인 베어링, 캠축 베어링, 구동 체인 또는 기어와 기타 기타 및 마이너 베어링 표면을 따라 발생한다. 전기 모터는 메인 액슬 베어링에서만 내부 마찰을 일으킨다. 모터/엔진 외부의 마찰에는 제너레이터/교류발전기, 파워 스티어링 펌프, A/C 컴프레서, 변속기, 트랜스퍼 케이스(4륜 구동인 경우), 디퍼렌셜 및 범용 조인트로부터의 부하와 공압 타이어의 롤링 저항이 포함된다.

주어진 차량의 MPG는 연료와 엔진의 열효율로 시작하며, 상기의 모든 마찰요소는 제외한다.

가솔린 등가(MPGe) 갤런당 마일 수

MPGe 측정기준은 2010년 11월 EPA가 닛산 리프 전기차몬로니 라벨쉐보레 볼트 플러그인 하이브리드에 도입했다. 이 등급은 33.7킬로와트 시간의 전기량이 가솔린 1갤런에 해당하는 EPA 공식과 다양한 주행 조건을 시뮬레이션하는 EPA의 5가지 표준 주행 사이클 테스트 동안 각 차량의 에너지 소비량에 기초한다.[18][19] 미국에서 판매되는 모든 신차와 경형 트럭은 EPA의 차량 연비 추정치를 나타내는 이 라벨을 부착해야 한다.[20]

참고 항목

참조

  1. ^ Butcher, Tina; Crown, Linda; Sebring, Lynn; Suiter, Richard & Williams, Juana, eds. (2006). "Appendix D: Definitions" (PDF). Specifications, Tolerances, and Other Technical Requirements for Weighing and Measuring Devices, as Adopted by the 91st National Conference on Weights and Measures 2006 (2007 ed.). Gaithersburg, MD: National Institute of Standards and Technology. p. D-8. Handbook 44. Retrieved January 2, 2009.
  2. ^ "114000 BTU per Gallon to Calories per Litre". Wolfram-Alpha. Retrieved January 4, 2015.
  3. ^ a b c d e f g "Fuel Economy Impact Analysis of RFG". United States Environmental Protection Agency. August 14, 2007. Retrieved July 1, 2014.
  4. ^ "Energy Equivalents of Various Fuels". NAFA Fleet Management Association. Archived from the original on June 15, 2010.
  5. ^ a b c d e f g h Gable, Christine & Gable, Scott. "Fuel Energy Comparisons: Gasoline Gallon Equivalents". About.com. Retrieved January 4, 2015.
  6. ^ a b "Alternative Fuels Data Center Fuel Properties Comparison" (PDF). United States Department of Energy. February 27, 2013. Retrieved August 9, 2013.
  7. ^ a b Energy Information Administration (November 2005). "Appendix C: Quality of the Data" (PDF). Household Vehicles Energy Use: Latest Data & Trends. Washington, DC: United States Department of Energy. pp. 151–161. DOE/EIA-0464(2005). Archived from the original (PDF) on May 23, 2011.
  8. ^ Fuel Economy Impact Analysis of RFG. US Environmental Protection Agency. August 1, 1995.
  9. ^ Johnson, C (January 2, 2015). "Hydrogen as a Fuel for Vehicles". Public Services Home Page. MB-Soft. Retrieved January 4, 2015.
  10. ^ Fuel Specifications Subcommittee (June 19, 2008). "Appendix E—The Starting Point: A Discussion Paper Describing a Proposed Method of Sale and Quality Specification for Hydrogen Vehicle Fuel" (PDF). U.S. National Work Group Meeting for the Development of Commercial Hydrogen Measurement Standards. National Institute of Standards and Technology. Archived from the original (PDF) on June 8, 2011.
  11. ^ Chandler, Kevin & Eudy, Leslie (June 2008). SunLine Transit Agency Hydrogen-Powered Transit Buses: Third Evaluation Report—Appendices (PDF). Golden, CO: National Renewable Energy Laboratory. NREL/TP-560-43741-2. Archived from the original (PDF) on May 22, 2013. Retrieved January 4, 2015.
  12. ^ Bioenergy Feedstock Development Programs. "Energy Conversions". Oak Ridge National Laboratory. Archived from the original on September 27, 2011. Retrieved January 1, 2009.
  13. ^ "Conserving Energy and Water: Energy Terms/Conversions". Pacific Northwest National Laboratory. June 2008. Archived from the original on November 2, 2008. Retrieved January 1, 2009.
  14. ^ "Electricity Prices by State: National Electric Rate Information". Eisenbach Consulting, LLC.
  15. ^ "Average Retail Price of Electricity". ElectricRates.us. Archived from the original on January 4, 2015. Retrieved January 4, 2015.
  16. ^ a b "Properties of Fuels" (PDF). Energy Efficiency and Renewable Energy. United States Department of Energy. Alternative Fuels Data Center. October 29, 2014. Retrieved January 1, 2015.
  17. ^ "Specifications, Tolerances, and Other Technical Requirements for Weighing and Measuring Devices - Appendix D" (PDF). National Institute of Standards and Technology. pp. D-13. Retrieved August 23, 2020.
  18. ^ Bunkley, Nick (November 22, 2010). "Nissan Says Its Electric Leaf Gets Equivalent of 99 MPG". The New York Times. Retrieved February 17, 2011.
  19. ^ Meier, Fred (November 24, 2010). "Volt Is Rated 93 MPG on Electricity Alone, 37 MPG on Gas Generator". USA Today. Retrieved February 17, 2011.
  20. ^ "Fuel Economy Label". United States Environmental Protection Agency. February 14, 2011. Retrieved February 17, 2011.