Wattora

Il wattora (simbolo Wh^[1][2][3] o W·h sebbene poco diffusa nella pratica^[4][5]) è l'unità di misura dell'energia elettrica, definita come l'energia complessiva fornita qualora una potenza elettrica di un watt sia mantenuta per un'ora. Non fa parte del sistema internazionale, che per la misura dell'energia prevede l'utilizzo del joule, e in pratica sono utilizzati solo alcuni suoi multipli, in particolare il chilowattora o kilowattora (simbolo kWh) è usato come unità di vendita dell'energia elettrica da parte delle aziende elettriche agli utenti e nel settore commerciale in generale.^[6]

Definizione

Un wattora è l'energia complessivamente fornita da una potenza elettrica di un watt in un'ora. Un wattora è quindi equivalente a: $${\displaystyle 1\ \mathrm {Wh} =1\ \mathrm {W} \cdot 1\ \mathrm {h} =1\ \mathrm {W} \cdot 3600\ \mathrm {s} =1\ {\mathrm {J} \over \mathrm {s} }\cdot 3600\ \mathrm {s} =3600\,\mathrm {J} }$$L'unità di misura dell'energia nel Sistema internazionale (SI) è il joule. Siccome l'ora (simbolo h) è un'unità esterna al SI, sebbene tollerata, allora anche il wattora con i suoi multipli è un'unità non-SI^[7].

Esempi

Contatore elettrodinamico di energia elettrica a lettura analogica. La lettura è di 34065 kWh.

Una stufa da 1 000 watt (1 kW) accesa per un'ora consuma 1 kWh di energia, equivalente a 3,6 MJ (3600 kJ). L'energia elettrica viene venduta in chilowattora; il costo di esercizio dovuto al consumo energetico è il prodotto della potenza in kW moltiplicata per il tempo in ore e del prezzo per chilowattora consumato. Il prezzo unitario dell'energia elettrica può dipendere dalla potenza massima che contrattualmente può essere assorbita e dalla fascia oraria di consumo nella giornata.^[6]. Gli utilizzatori industriali possono anche avere costi aggiuntivi in base al loro utilizzo massimo e al fattore di potenza^[8].

Multipli e conversione tra unità

Come già detto vengono usati soprattutto suoi i multipli, in particolare chilowattora, megawattora, gigawattora e terawattora per quanto riguarda la produzione e la vendita^[9] di energia. Il milliwattora (mWh) è, a volte, usato per indicare il contenuto energetico delle pile stilo e mini stilo^[10].

Multiplo	Nome	Simbolo secondo NIST[4]	Simbolo pratico [1][9][11]	valore in joule	Ordini di grandezza
10−3	milliwattora	mW·h	mWh	3,6	100~500: l'energia che può essere fornita da una pila a bottone
100	wattora	W·h	Wh	3,6×103	10~20: consumo orario di una lampada a risparmio energetico
103	chilowattora	kW·h	kWh	3,6×106	Unità di fatturazione dell'energia elettrica
106	megawattora	MW·h	MWh	3,6×109	Consumo energetico annuo tipico di una famiglia
109	gigawattora	GW·h	GWh	3,6×1012	Energia consumata da un'attività industriale
1012	terawattora	TW·h	TWh	3,6×1015	Energia prodotta da una centrale elettrica
1015	petawattora	PW·h	PWh	3,6×1018	Energia consumata/prodotta da un grande stato

Il wattora misura una quantità di energia, mentre il watt misura una potenza. Una potenza di 1 W erogata (o richiesta) per 1 secondo comporta una quantità di energia di 1 joule (in un'ora saranno quindi prodotti, o consumati, 3600 J che equivalgono a 1 Wh). Il GWh/a pur avendo formalmente le dimensioni di una potenza rappresenta l'energia totale erogata in media ogni anno da una centrale elettrica, tenendo conto dei momenti in cui essa non è in funzione o non fornisce piena potenza^[12].

	kJ	Wh	kWh	BtuIT	kcalIT[13]
1 kJ	1	${\displaystyle {\tfrac {1}{3,6}}}$	${\displaystyle {\tfrac {1}{3600}}}$	≈0,9478	≈0,2388
1 Wh =	3,6	1	10-3	≈3,412	≈0,8598
1 kWh =	3 600	1 000	1	≈3 412	≈859,8
1 Btu =	≈1,055	≈0,2931	≈2,931×10−4	1	≈0,2520
1 kcalIT =	4,1868	1,163	1,163×10−3	≈3,968	1

Confusione tra wattora e watt

Alle volte i termini energia e potenza vengono confusi. La potenza è il rapporto tra l'energia (un lavoro) e il tempo per cui viene erogata o assorbita, nel S.I. viene misurata in watt (1 W = 1 J/s). Per produrre potenza in un dato periodo di tempo è richiesta energia.

Ad esempio un carico elettrico (come una lampada, tostapane, motore elettrico, ecc) ha una potenza nominale espressa in watt, che rappresenta la potenza assorbita durante il funzionamento, che equivale al tasso istantaneo con cui l'energia deve essere generata e utilizzata per far funzionare il dispositivo.

Ad esempio, se una lampadina da 100 watt è accesa per un'ora, l'energia utilizzata è di 100 Wh o 360 kJ. La stessa quantità di energia farebbe illuminare una lampadina da 40 watt per 2,5 ore, o una lampadina a basso consumo energetico da 10 watt per 10 ore.

Notazione simbolica

L'uso della notazione "kWh" (MWh, GWh, TWh) non è conforme alla notazione del Sistema Internazionale (SI), perché il wattora non fa formalmente parte di questo sistema di unità di misura. Una guida pubblicata nel 2008 dal NIST consiglia di evitare la notazione "kWh" ed estende le regole di scrittura del SI, proponendo la scrittura "kW h" o "kW·h"^[4][5]. Nonostante ciò nello stesso documento si cita lo standard ISO 31-0 che suggerisce che, se ciò non causa confusione, si possa omettere lo spazio che indica la moltiplicazione tra due unità, come dimostrato dalla pratica che preferisce simbolo "kWh" piuttosto che "kW·h" o "kW h"^[4]. La pratica è tanto diffusa che oltre al citato standard ISO, sia lo standard ASTM^[1] che il Comitato elettrotecnico italiano (CEI) riconoscono il simbolo Wh e kWh, addirittura il CEI lo prevede in via esclusiva^[2].

Note

1. ASTM SI10-10, IEEE/ASTM SI 10, American National Standard for Metric Practice, su astm.org, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2010. URL consultato il 14 giugno 2015 (archiviato dall'url originale il 20 luglio 2015).
   

   «The symbols for certain compound units of electrical power are usually written without separation, thus: watthour (Wh), kilowatthour (kWh), voltampere (VA), and kilovoltampere (kVA)»
2. Corretta grafia delle unità di misura. URL consultato il 15 luglio 2015 (archiviato il 19 maggio 2015).
3. Dizionario Treccani, Definizione di chilowattora, su treccani.it. URL consultato il 14 giugno 2015.
4. NIST, 6.1.5 Unit symbols obtained by multiplication (PDF), in Guide for the Use of the International System of Units (SI), 2008, pp. 12, 13.
   

   «Reference [4: ISO 31-0] suggests that if a space is used to indicate units formed by multiplication, the space may be omitted if it does not cause confusion. This possibility is reflected in the common practice of using the symbol kWh rather than kW·h or kW h for the kilowatt hour. Nevertheless, this Guide takes the position that a half-high dot or a space should always be used to avoid possible confusion; for this same reason, only one of these two allowed forms should be used in any given manuscript.»
5. Il simbolo (punto mediano) '·' su Linux con sistema grafico X Window e su Chrome OS è agevolmente scrivibile usando il tasto Alt Gr in combinazione con la pressione del tasto punto. Altrimenti fare riferimento a questo rimando.
6. Autorità per l'energia elettrica e il gas (AEEG), Prezzi al kWh per cliente tipo servito in maggior tutela, su autorita.energia.it. URL consultato il 15 giugno 2015.
7. Units outside the SI (PDF), in The International System of Units (SI), 8ª ed., Parigi, BIPM, 2006, p. 123. URL consultato il 15 giugno 2015.
8. Autorità per l'energia elettrica e Gas (AEEG), Corrispettivo per prelievo di energia reattiva, su autorita.energia.it. URL consultato il 15 giugno 2015.
   

   «[...] applicazione delle penalità per prelievi con insufficiente fattore di potenza [...]»
9. Autorità per l'energia elettrica e il gas (AEEG), RELAZIONE ANNUALE SULLO STATO DEI SERVIZI E SULL’ATTIVITÀ SVOLTA (PDF), Volume 1 Stato dei servizi, 2012. In tutto il testo l'AEEG fa ampio uso dei simboli kWh, MWh, GWh, TWh.
10. Richard Dunlap, 19.2 Battery Types, in Sustainable Energy, Cengage Learning, 2014, pp. 487-490, ISBN 978-1-305-15621-0.
    

    «[...] the energy content of a Zn-C AAA battery is 270 mWh [...]»
11. Tea Spa, Glossario, su contea.teaspa.it. URL consultato il 14 giugno 2015.
12. a2a, Le Centrali Idroelettriche di Prevalle (PDF), su a2a.eu. URL consultato il 14 giugno 2015 (archiviato dall'url originale il 4 marzo 2016).
    

    «Il GWh/anno dà una misura dell’energia totale erogata in media ogni anno da una centrale elettrica, tenendo conto dei periodi in cui essa non è in funzione o non fornisce piena potenza.»
13. Si tratta di kilocalorie internazionali, definite esattamente pari a 4,1868 kJ. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML on-line corrected version: http://goldbook.iupac.org (2006-) created by M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8. DOI: 10.1351/goldbook.C00784

Voci correlate

• Energia elettrica
• Watt

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