能量轉換效率

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。輸出的可利用能量可能是電能、機械功或是熱量。輸入能量與輸出可利用能量的差值，稱為能量損耗。當能量轉換流程的效率愈高，能量損耗就愈少。工程師都會盡可能提高能量轉換效率，以節省能量損耗產生的浪費與費用。

在能量轉換的過程中，輸出的能量永遠小於輸入的能量

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。

${\displaystyle \eta ={\frac {P_{\mathrm {out} }}{P_{\mathrm {in} }}}}$

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

燃料的燃燒熱可以以其HHV（高熱值）或LHV（低熱值）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，以若此方式計算冷凝式鍋爐（英语：condensing boiler）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%。

不同能量轉換方式的效率

	能量效率
內燃机及外燃机	10-50%^[1]
燃氣渦輪發動機	最大可到40%
燃氣渦輪發動機加上蒸汽渦輪發動機（複合循環）	最大可到60%
水力發動機	最大可到90%
風力發動機	最大可到59%（理論上限）
2008年世界发电	总产量 39%, 净产出 33%^[2]
太阳能电池	6%-40%（和使用技術有關，一般的效率約15%，理論上限為85%-90%）
槍械	~30%（.300英吋的子彈）
燃料電池	最大可到85%
水的電解（英语：Electrolysis of water）	50%-70%（理論上限為80%-94%）
光合作用	最大可到 6% ^[3]
肌肉	14% - 27%
电动机	30-60%（功率小於10瓦的小电动机），50-90%（功率在10瓦到200瓦之間的电动机），70–99.99%（功率超過200瓦的电动机）
家用冰箱	低階系統約20%，高階系統40-50%
電燈泡	5-10%
發光二極體	最大可到35% ^[4]
螢光燈	28% ^[5]
鈉燈	40.5% ^[5]
金屬鹵化物燈	24% ^[5]
開關電源	實務應用可以到95%
电淋浴器	90-95%
电热器	約95%

參考资料

1. (PDF). US Department Of Energy. 2006. （原始内容 (PDF)存档于2008-10-07）. 
2. IEC/OECD 2008 Energy Balance for World （页面存档备份，存于互联网档案馆）, accessdate 2011-06-08
3. Miyamoto K. Chapter 1 - Biological energy production. Renewable biological systems for alternative sustainable energy production (FAO Agricultural Services Bulletin - 128). Food and Agriculture Organization of the United Nations. [2009-01-04]. （原始内容于2013-09-07）. 
4. . compoundsemiconductor.net. 2003. （原始内容存档于2009-07-19）. 
5. Light Pollution Handbook. Springer. 2004 [2011-04-19]. （原始内容于2021-04-27）.