能量转换效率

在能量转换的过程中，输出的能量永远小于输入的能量

能量转换效率（energy conversion efficiency，η ）是指一个能量转换设备所输出可利用的能量相对其输入能量的比值。输出的可利用能量可能是电能、机械功或是热量。输入能量与输出可利用能量的差值，称为能量损耗。当能量转换流程的效率愈高，能量损耗就愈少。工程师都会尽可能提高能量转换效率，以节省能量损耗产生的浪费与费用。

能量转换效率没有一致的定义，主要和输出能量可利用的程度有关。

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

一般而言能量转换效率是一个介于0到1之间的无量纲数字，有时也会用百分比表示。能量转换效率不可能超过100%，因为永动机不存在。不过像热泵之类的设备将热由一处移到另一处，不是进行能量的转换，其性能系数往往会超过100%。

以下的效率都是能量转换效率。

• 电效率，可用功率输出及总耗电的比例。
• 机械效率，由一种机械能（例如水的位能）转换成另一种机械能或机械功。
• 热效率或燃料效率，可用的热或功输出与输入能量（或消耗燃料对应的能量）的比例。
• 总效率，一般用在汽电共生的场合，可用的电能及热能相对输入能量的比例。
• 照明效率，所产生电磁辐射在可见光范围内的比例。

燃料热值和效率

燃料的燃烧热可以以其HHV（高热值）或LHV（低热值）表示，高热值的燃烧热是在燃烧后，生成物的水蒸气已凝结成液态时的燃烧热，因此加上水凝结时的潜热。低热值的燃烧热则是在燃烧后，生成物的水蒸气仍维持气态时的燃烧热，不考虑水凝结时的潜热。

燃料热值的选用会影响其能量转换效率的计算。在欧洲一燃料可产生的能量是其低热值表示，不考虑水凝结时的潜热，以若此方式计算冷凝式锅炉的“热效率”，其数值可能会超过100%，其原因是其工作原理会利用到部份水凝结时的潜热，但计算输入能量时未考虑此部份所造成，不违反热力学第一定律。在欧洲以外的国家，一燃料可产生的能量是其高热值表示，已考虑水凝结时的潜热，以此为基础计算能量转换效率，其数字就不可能超过100%。

不同能量转换方式的效率

	能量效率
内燃机及外燃机	10-50%
燃气涡轮发动机	最大可到40%
燃气涡轮发动机加上蒸汽涡轮发动机（复合循环）	最大可到60%
水力发动机	最大可到90%
风力发动机	最大可到59%（理论上限）
2008年世界发电	总产量 39%, 净产出 33%
太阳能电池	6%-40%（和使用技术有关，一般的效率约15%，理论上限为85%-90%）
枪械	~30%（.300英吋的子弹）
燃料电池	最大可到85%
水的电解	50%-70%（理论上限为80%-94%）
光合作用	最大可到 6%
肌肉	14% - 27%
电动机	30-60%（功率小于10瓦的小电动机），50-90%（功率在10瓦到200瓦之间的电动机），70–99.99%（功率超过200瓦的电动机）
家用冰箱	低阶系统约20%，高阶系统40-50%
电灯泡	5-10%
发光二极体	最大可到35%
萤光灯	28%
钠灯	40.5%
金属卤化物灯	24%
开关电源	实务应用可以到95%
电淋浴器	90-95%
电热器	约95%